水浴法和微波法提取金针菇下脚料多糖的优化及比较研究

王丽威，郭旭颖，陈梁成，喻修健，李立锟

(1.辽宁工程技术大学理学院，辽宁阜新 123000; 2.华农食用菌科技发展有限公司，辽宁阜新 123000)

水浴法和微波法提取金针菇下脚料多糖的优化及比较研究

王丽威1，郭旭颖1，陈梁成2，喻修健1，李立锟1

(1.辽宁工程技术大学理学院，辽宁阜新 123000; 2.华农食用菌科技发展有限公司，辽宁阜新 123000)

采用水浴法和微波辅助法对金针菇下脚料多糖的提取工艺进行了研究。实验结果表明，水浴料液比、提取温度和提取时间对金针菇下脚料多糖提取率有显著影响，优化的水浴提取工艺条件为料液比1∶20，提取温度为80℃，提取时间2.0h，提取率达13.68%;微波提取料液比、微波功率和微波时间对金针菇下脚料多糖提取率有显著影响，优化的微波提取工艺为料液比为1∶25，微波功率320W，微波提取时间80s，提取率达13.80%。与传统的水浴法相比，微波提取法效率高、节约能源，应用前景广阔。

金针菇，多糖，下脚料，水浴提取，微波提取

金针菇学名毛柄金钱菌(Flammulina velutipes)，在分类学上属于担子菌纲，伞菌目，口蘑科，金钱菌属。其口感滑嫩，味道鲜美，是我国主要的食用菌之一。随着人们对食用菌消费量的提高和栽培技术的不断进步，工厂化规模生产已成为金针菇生产的主要形式，金针菇的产销量逐年上升。金针菇采收时，从培养袋中整簇拔下菇丛，切下紧贴培养基的菌柄基部，然后进行包装。这些切下的菌柄基部由于杂质多，口感差，成了无用的下脚料。傅俊毅［1］等人对金针菇下脚料成分的分析表明其存着大量的木质素、纤维素、蛋白质、多糖和矿质元素等营养物质。为了能够提高资源的综合利用率，增加金针菇产业的附加值，有学者研究用其代替部分培养基成分生产茶树菇、草菇、双孢菇等。金针菇子实体和菌丝体多糖已引起国内外学者的广泛关注［2－7］。研究结果表明，金针菇多糖(Flammulina velutipespolysaccharides，FVP)具有免疫调节、抗肿瘤、抗肝损伤、抗氧化、提高记忆力等多种生物活性［7－11］，开发价值巨大。如能以金针菇下脚料为原料制取活性多糖，必将大大促进金针菇产业地发展。研究采用水浴法和微波辅助法提取金针菇下脚料多糖。实验中以多糖提取率为实验指标，通过单因素和正交实验设计，得出最佳工艺参数，为金针菇下脚料多糖的开发利用提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜金针菇下脚料 阜新华农食用菌科技有限公司，新鲜金针菇下脚料经修整去掉根部的培养基以及腐烂部分，60℃，真空干燥3～4d，粉碎，过50目筛，放入干燥器中保存。

UV1810PC型紫外可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;DZKW－4型数显恒温水浴锅上海路达实验仪器有限公司;G8023YSL－V1型微波炉 格兰仕集团。

表1 不同料液比下金针菇下脚料多糖的提取率Table 1 EY of FVP under different solvent to material ratio

表2 不同水浴提取温度下金针菇下脚料多糖的提取率Table 2 EY of FVP under different temperature of hot water

表3 不同水浴提取时间金针菇下脚料多糖的提取率Table 3 EY of FVP under different extraction time of hot water

1.2 提取方法

精确称取2.000g金针菇下脚料粉末置于三角瓶中，按实验设计的比例加入蒸馏水，水浴或微波提取一定时间后，6000r/min离心15min，取上清液。将沉淀物反复用蒸馏水洗涤2次，与上清液混合，得到多糖提取液，定容至一定体积，测定提取液多糖含量。实验中以提取率为实验指标，采用单因素实验和正交实验设计，研究了水浴料液比、水浴提取温度、水浴提取时间、微波料液比、微波功率和微波提取时间等因素对提取效果的影响。单因素实验每个处理重复3次，多重比较采用SSR法。正交实验每个处理重复2次。

1.3 实验指标测定方法

1.3.1 标准曲线的制作 精密称取干燥至恒重的葡萄糖0.1000g，配制成100μg/mL的标准溶液，分别吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL置于比色管中，加蒸馏水补至2mL，分别加1mL 6%苯酚，5mL浓硫酸静置10min后放入40℃水浴中保温20min，在490nm处测其吸光度。以葡萄糖浓度(μg/mL)为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得回归方程Y=0.0128X+0.0020(R2=0.9991)，经检验回归方程极显著。

1.3.2 多糖提取率的测定 采用苯酚硫酸法测定提取液多糖含量。各处理多糖提取液定容后进行适当稀释，取2mL置比色管中，加1mL 6%苯酚，5mL浓硫酸静置10min后放入40℃水浴中保温20min，在490nm处测其吸光度。根据标准曲线回归方程Y= 0.0128X+0.0020计算出稀释后样品的多糖含量，按下式计算出提取率(EY)。

式中:C－标准曲线查得的糖含量(μg/mL); V－提取液总体积(mL);D－稀释倍数;M－样品质量(g)。

2 结果与分析

2.1 水浴法提取金针菇下脚料多糖的实验

2.1.1 水浴提取料液比对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 不同料液比下金针菇下脚料多糖的提取率如表1所示。

由表1可以看出，随着提取剂的增加，金针菇多糖提取率不断变化，当料液比为1∶30时达到最大。方差分析和多重比较结果表明，F=308.28＞F0.01(4，10)=5.99，料液比为1∶20、1∶25和1∶30对金针菇多糖提取效果影响差异不显著，三者均极显著的高于1∶10和1∶15(P＜0.01)，考虑到提取效果和提取后处理工艺，确定金针菇下脚料多糖提取合适的料液比为1∶15至1∶20之间。

2.1.2 水浴提取温度对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 温度是影响多糖水溶性的重要因素之一，也是影响水溶性多糖溶出效果的重要因素。多数报道表明，多糖提取温度在60～100℃之间。不同水浴提取温度对金针菇下脚料多糖提取效果的影响如表2所示。

由表2可知，随着提取温度的提高，多糖提取率不断增加。方差分析和多重比较结果表明，F= 304.11＞F0.01(3，8)=7.59，80℃和90℃对金针菇多糖提取效果影响差异不显著，二者显著显著高于其它处理(P＜0.01)。因此，金针菇下脚料多糖水浴提取合适的温度在70～80℃之间。

2.1.3 水浴提取时间对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 当料液比和提取温度一定，多糖溶出的速率就会一定，随着浸提时间的延长，多糖溶出的量就会增加。但当提取时间达到一定值后，几乎所有多糖均已溶出，这时提取时间延长提取率也不会再继续增加。水浴提取时间对金针菇下脚料多糖提取效果的影响如表3所示。

由表3可知，随着提取时间的延长，多糖提取率不断增加，当提取时间达到2.0h以后，增加不明显。方差分析和多重比较结果表明，F=38.643＞F0.01(2，6)=10.92，2.0h和3.0h对金针菇多糖提取效果影响差异不显著，二者均极显著的高于1.0h(P＜0.01)。因此，确定金针菇下脚料多糖水浴提取合适的时间在1.0～2.0h之间。

2.1.4 水浴法提取金针菇下脚料多糖正交优化实验 在单因素实验的基础上，选取料液比、提取温度、提取时间3个因素进行正交实验，所得结果如表4和表5所示。

表6 不同微波提取料液比下金针菇下脚料多糖的提取率Table 6 EY of FVP under different solvent to material ratio

表7 不同微波功率下金针菇下脚料多糖的提取率Table 7 EY of FVP under different microwave power

表8 不同微波提取时间金针菇下脚料多糖的提取率Table 8 EY of FVP under different microwave extraction time

表4 水浴法提取金针菇下脚料多糖正交实验结果L9(34)Table 4 Results of orthogonal design for FVP extraction by hot water method L9(34)

表5 水浴法提取金针菇下脚料多糖正交实验方差分析Table 5 ANOVA of orthogonal design for FVP extraction by hot water method

由方差分析、极差分析可知，料液比(A)、提取温度(B)、提取时间(C)对金针菇下脚料多糖提取率的影响极显著。其主次顺序为C＞B＞A，最佳水平组合为A3B3C3即料液比为1∶20，提取温度为80℃，提取时间为2.0h。验证性实验结果表明在此条件下金针菇下脚料多糖提取率为13.68%。

2.2 微波法提取金针菇下脚料多糖实验

2.2.1 微波提取料液比对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 不同料液比下的金针菇下脚料多糖提取率如表6所示。

由表6可以看出，不同料液比对金针菇下脚料多糖提取率影响显著。方差分析和多重比较结果表明，F=58.667＞F0.01(4，10)=5.99，料液比为1∶20、1∶25和1∶30对金针菇多糖提取效果影响差异不显著，三者均极显著的高于1∶10和1∶15(P＜0.01)。因此，确定合适的微波提取料液比在1∶20左右。

2.2.2 微波提取功率对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 不同微波功率下的金针菇下脚料多糖提取率如表7所示。

由表7可以看出，随着微波功率的增大，金针菇下脚料多糖提取率不断变化。当微波功率达到320W时，提取率增加不明显。方差分析，F=111.931＞F0.01(3，8)=7.59，多重比较结果表明，320、480、640W之间差异不显著，三者显著高于160W(P＜0.01)。这可能是由于随着微波功率的增大，分子振动加快，增加了摩擦，产生的热效应增加，有利于多糖的溶出。考虑节约能源，选取320W左右为合适的微波提取功率。

2.2.3 微波提取时间对金针菇下脚料多糖提取效果的影响 不同微波提取时间下金针菇下脚料多糖提取率如表8所示。

由表8可以看出，当功率为320W时，随着提取时间的延长，金针菇下脚料多糖提取率呈不断增加的趋势。方差分析，F=517.938＞F0.01(3，8)=7.59，多重比较结果表明，微波提取80s和100s之间差异不显著，二者的提取效果显著的高于其它处理(P＜0.01)。因此，合适的微波提取时间为80s左右。

2.2.4 微波法提取金针菇下脚料多糖正交优化实验

采用3因素3水平正交实验对微波提取料液比、微波功率、微波时间进行正交优化实验，所得结果如表9和表10所示。

方差分析、极差分析表明，料液比、微波功率、微波时间对金针菇下脚料多糖提取率的影响极显著;其主次顺序为B＞C＞A，最佳组合为A3B2C2，即料液比为1∶25、微波功率为320W、微波时间为80s。在此提取条件下多糖提取率为13.80%，达到最高提取率。

表9 微波提取金针菇下脚料多糖正交实验结果L9(34)Table 9 Results of orthogonal design for FVP extraction by microwave method L9(34)

表10 微波提取金针菇下脚料多糖正交实验方差分析Table 10 ANOVA of orthogonal design for FVP extraction by microwave method

2.3 水浴法与微波法提取金针菇下脚料多糖的比较

在最佳提取条件下，水浴法和微波法提取多糖都可以达到13%以上的提取率。水浴法操作简单，但是提取时间长，提取效率低。微波提取已被广泛应用于中草药有效成分的提取中，充分显示出其高效节能、节省溶剂的优点。

3 结论

3.1 水浴提取料液比(A)、提取温度(B)和提取时间(C)对金针菇下脚料多糖提取率的影响极显著，其主次顺序C＞B＞A，最佳组合为A3B3C3，即料液比为1∶20、提取温度为80℃、提取时间为2.0h，此提取条件下多糖提取率为13.68%。

3.2 微波提取料液比(A)、微波功率(B)和微波提取时间(C)对金针菇下脚料多糖提取率的影响极显著，其主次顺序B＞C＞A，最佳组合为A3B2C2，即料液比为1∶25、微波功率为320W、微波时间为80s。在此提取条件下多糖提取率为13.80%。

3.3 微波提取金针菇下脚料多糖比水浴法提取效率高，是一种很有发展前途的提取方法。

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Optimization and comparative study of extraction of polysaccharides from offcuts of Flammulina velutipes by microwave and hot water

WANG Li－wei1，GUO Xu－ying1，CHEN Liang－cheng2，YU Xiu－jian1，LI Li－kun1
(1.College of Science，Liaoning Technology University，Fuxin 123000，China; 2.Huanong Mushroom Science and Technology Development Co.，Ltd.，Fuxin 123000，China)

The extraction conditions of polysaccharides from Flammulina velutipes off cuts by microwave and hot water were studied.The results showed that ratio of material to solvent，extraction temperature，extraction time of hot water method had significant effect on extraction yield and optimized conditions were 1∶20，80℃，2.0h.Ratio of material to solvent，microwave power，extraction time of microwave method had significant effect on extraction yield and optimized conditions were 1∶25，320W，80s.Under optimal conditions，the extraction yield was up to 13.68%and 13.80%，respectively.Microwave extraction was more efficient than hot water method and had a extensive future.

Flammulina velutipes;polysaccharides;off cuts;hot water extraction;microwave extraction

TS255.1

B

1002－0306(2012)08－0322－04

2011－07－19

王丽威(1977－)，女，在读博士，研究方向:食品生物技术。