超声辅助法提取金针菇多糖的工艺优化

韩秋菊，魏宝海

（辽宁石油化工大学环境与生物工程学院，辽宁 抚顺113001）

金针菇（Flammulina velutipes），属于担子菌目金钱菌属，是世界第三大食用菌，具有较高的营养价值和医疗保健价值［1］。金针菇多糖是金针菇主要的活性成分之一，北方品种多糖含量为3%～8%左右，具有抗肿瘤和免疫调节等多种生理活性［2－4］，但因其提取率低而限制了应用。因此，进一步研究金针菇多糖的提取、纯化方法，了解金针菇多糖的结构及药理，对金针菇资源的利用和开发具有十分重要的意义。

近年来多种新的提取工艺，如微波辅助提取法［5］、超声波辅助提取法、超临界流体萃取法等已成功用于各种食用菌多糖的提取，相对于传统方法，这些方法显示出较大的优势，但这些新技术在金针菇多糖提取中的研究仍然较少［6］。

作者在此通过单因素实验和正交实验对超声辅助法提取金针菇多糖的工艺条件进行优化，以期为金针菇资源的开发提供参考。

1 实验

1．1 材料与仪器

新鲜金针菇，购自抚顺农贸市场。

HG72－1型恒温干燥箱；VIS－7220型紫外可见分光光度计；DZKW－S－6型水浴锅；JY962N型超声细胞粉碎机；FW800型高速万能粉碎机；ALC－210．4型电子分析天平。

1．2 方法

1．2．1 金针菇多糖的提取

将金针菇烘干，粉碎，石油醚脱脂。称取2．0g金针菇粉，按一定比例加入蒸馏水，超声处理，热水浸提；于3000r·min－1离心10min，取上清液，加入3BV无水乙醇；再于5000r·min－1离心10min，取沉淀，干燥，即得金针菇粗多糖。

1．2．2 金针菇多糖的含量测定

用蒸馏水溶解金针菇粗多糖，采用苯酚－硫酸法测定金针菇多糖含量［7］。

2 结果与讨论

2．1 单因素实验

2．1．1 料液比对金针菇多糖提取率的影响

在超声功率为50W、超声时间为10min、浸提温度为60℃的条件下浸提2h，考察料液比对金针菇多糖提取率的影响，结果见图1。

图1 料液比对多糖提取率的影响Fig．1 Effect of solid－liquid ratio on the extraction rate of polysaccharides

由图1可以看出，金针菇多糖的提取率随着溶剂用量的增加逐渐升高，当料液比为1∶40（g∶mL，下同）时，提取率达到最高；继续增加溶剂用量，提取率变化不大。因此，选择料液比为1∶40。

2．1．2 超声功率对金针菇多糖提取率的影响

在料液比为1∶40、超声时间为10min、浸提温度为60℃的条件下浸提2h，考察超声功率对金针菇多糖提取率的影响，结果见图2。

图2 超声功率对多糖提取率的影响Fig．2 Effect of ultrasonic power on the extraction rate of polysaccharides

由图2可以看出，随着超声功率的增大，金针菇多糖的提取率逐渐升高，当超声功率为70W时，提取率达到最高；继续增大超声功率，提取率有所下降。因此，选择超声功率为70W。

2．1．3 超声时间对金针菇多糖提取率的影响

在料液比为1∶40、超声功率为70W、浸提温度为60℃的条件下浸提2h，考察超声时间对金针菇多糖提取率的影响，结果见图3。

图3 超声时间对多糖提取率的影响Fig．3 Effect of ultrasonic time on the extraction rate of polysaccharides

由图3可以看出，超声时间为10min时，金针菇多糖的提取率达到最高；继续延长超声时间，提取率反而逐渐下降，当超声时间为25min时，多糖含量只有10min时的1／3左右，这可能是由于长时间加热使大分子多糖断裂损失而造成的。因此，选择超声时间为10min。

2．1．4 浸提温度对金针菇多糖提取率的影响

在料液比为1∶40、超声功率为70W、超声时间为10min的条件下浸提2h，考察浸提温度对金针菇多糖提取率的影响，结果见图4。

图4 浸提温度对多糖提取率的影响Fig．4 Effect of extraction temperature on the extraction rate of polysaccharides

由图4可以看出，金针菇多糖的提取率随浸提温度的上升先升高后降低，在浸提温度为60℃时，提取率达到最高；浸提温度继续升高，提取率反而下降。这可能是由于，浸提温度过低，多糖提取不充分，导致提取率偏低；而浸提温度过高，又会破坏多糖成分，引起多糖降解，也会导致提取率下降。因此，选择浸提温度为60℃。

2．2 正交实验

根据单因素实验结果，设计L9（34）正交实验优化超声辅助法提取金针菇多糖的工艺条件。其因素与水平见表1，结果与分析见表2，方差分析见表3。

表1 正交实验的因素与水平Tab．1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可以看出，各因素对提取率的影响大小依次为：C＞B＞D＞A。即超声时间对超声辅助法提取金针菇多糖影响最大，在生产中应满足该因素的最适条件；其次是超声功率、浸提温度，料液比影响最小。最佳提取工艺条件为A2B2C2D1，即料液比1∶40、超声功率70W、超声时间10min、浸提温度50℃。

表2 正交实验的结果与分析Tab．2Results and analysis of orthogonal experiment

表3 正交实验方差分析Tab．3 Variance analysis of orthogonal experiment

由表3可以看出，超声时间对金针菇多糖提取率有显著性影响，进一步说明超声时间是影响金针菇多糖提取率的主要因素。

在最佳条件下提取金针菇多糖，平均提取率为（3．14±0．14）%。证明该提取工艺效果较好，适于金针菇多糖的提取。

3 结论

通过单因素实验和正交实验优化了超声辅助法提取金针菇多糖的工艺条件，确定最佳提取工艺条件为：料液比1∶40（g∶mL）、超声功率70W、超声时间10min、浸提温度50℃、浸提时间2h，此时，金针菇多糖提取率达到（3．14±0．14）%。

［1］郑义，李超，王乃馨．金针菇多糖的研究进展［J］．食品科学，2010，31（17）：425－428．

［2］朱曙东，严茂祥，陈芝芸，等．金针菇多糖免疫活性的研究［J］．浙江中医学院学报，2001，25（4）：43－44．

［3］常花蕾，雷林生，余传林，等．金针菇多糖对小鼠免疫细胞产生细胞因子及对荷瘤小鼠血清细胞因子含量的影响［J］．中药材，2009，32（4）：561－563．

［4］常花蕾．金针菇多糖的免疫调节作用、抗肿瘤作用及其机制研究［D］．广州：南方医科大学，2009．

［5］王颖，姚笛，王宪青，等．超声波辅助热水浸提法制备金针菇粗多糖工艺条件的优化［J］．黑龙江八一农垦大学学报，2011，23（3）：47－50．

［6］姜宁，刘晓鹏，吴红江，等．金针菇菌丝体多糖超声提取工艺的研究［J］．食品科学，2008，29（8）：289－292．

［7］姜军平，唐俊昌．实用生物化工技术［M］．西安：西安交通大学出版社，1981：124－125．