香菇多糖超高压提取工艺条件的优化研究

2021-11-10郝慧敏

食品安全导刊 2021年28期

郝慧敏

（鹤壁职业技术学院，河南鹤壁 458030）

香菇在世界食用菌中排行第二，属担子菌纲、伞菌目、口蘑科的香菇属[1]，它有丰富的营养和独特的口味，属药食两用的保健食品[2]，有“菌中皇后”和“菌菇之王”之称[3-4]。香菇多糖（Lentinan,简称LNT）是香菇中含有的一种生物活性成分，它具有多种功能，如增强免疫力[5]、抗肿瘤[5]、抗病毒抗菌[6]、抗氧化[7]、抗辐射[8]和降血糖[9-10]等，现已被用于临床医学。

香菇多糖常见的提取方法有热水浸提、酸浸提、酶解法、超声辅助、微波辅助等[11-12]，其都不同程度地存在提取效率低、时间长、能耗高的不足。此外，香菇多糖在强酸和强碱中提取会造成其构象改变，如糖苷键断裂等[13]。超高压萃取技术是一种新型、先进的提取技术，具有提取温度低、提取时间短、提取率高、对功效成分损害小、能耗低的优点[14]。然而，对香菇多糖超高压提取的研究还较少。因此，本文采用超高压提取香菇多糖并优化其提取工艺，为香菇多糖提取提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

干香菇，本市超市；无水乙醇、硫酸、葡萄糖、苯酚（均为AR），上海麦克林试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UHP900×2-Z型超高压处理装置，包头科发高压科技有限责任公司；RE2L旋转蒸发仪，荥阳市科瑞仪器厂；TDL-50B台式低速离心机，上海安亭科学仪器厂；752N紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 香菇多糖的提取

香菇多糖的提取流程香菇→烘干→粉碎（过80目筛）→保存备用→称取一定质量的香菇粉，加水→装袋、密封→超高压提取→离心分离（5 000 r/min，20 min）→浓缩（上清液减压浓缩）→醇沉（3倍体积95%的乙醇中）→静置（4 ℃冰箱，24 h）→再离心（5 000 r/min，20 min）→干燥→香菇粗多糖。

1.3.2 香菇多糖含量的测定

香菇多糖含量的测定采用苯酚-硫酸法[15]。

1.3.3 提取率的计算

提取率（LNT）=（提取的多糖量/提取的香菇粉样品量）×100%[16-17]。

1.3.4 单因素试验设计

按1.3.1的方法，每次准确称取10 g香菇粉5份，加水混匀密封，进行超高压提取香菇多糖。固定条件为压力400 MPa，料液比1∶30 g/mL，提取温度50 ℃和保压时间6 min。分别设定压力（200 MPa、300 MPa、400 MPa、 500 MPa和600 MPa）、料液比（g/mL）（1∶10、1∶20、1∶30、1∶40和1∶50）、提取温度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和70 ℃）、保压时间（2 min、4 min、6 min、8 min和10 min），进行单因素试验，每组重复3次，取平均值。

1.3.5 正交试验设计

在1.3.4试验基础上，选取A料液比、B压力、C提取温度和D保压时间4个因素，采用L9（34）正交优化提取工艺。因素水平设计见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.4 数据处理

试验数据采用Excel整理，采用正交设计助手进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验研究

2.1.1 不同压力对多糖提取率的影响

由图1可知，当压力＜400 MPa时，LNT提取率随着压力的增加逐渐升高，当压力≥400 Mpa时，LNT提取率变化不大。这是由于压力的增加，使香菇细胞破裂程度和数量增加，多糖的传质和溶解速率增加，提取率升高。当压力达到400 MPa后，香菇细胞几乎完全破碎，再加大压力，提取率不再升高。故取最适压力为400 MPa。

图1 不同压力对多糖提取率的影响

2.1.2 不同料液比对多糖提取率的影响

由图2可知，当料液比＜1∶30（g/mL）时，LNT提取率随着溶剂的量的增加而升高，当料液比≥1∶30（g/mL）时，LNT提取率变化缓慢但不明显。这是因为溶剂用量的增加，增大了香菇细胞内外的浓度差，传质速率加快，多糖溶出增多，提取率上升；但溶剂用量达到一定值时，溶质基本完全溶解出来，而不再明显变化。故取料液比为1∶30（g/mL）。

图2 不同料液比对多糖提取率的影响

2.1.3 不同提取温度对多糖提取率的影响

由图3可知，LNT提取率随着温度的升高而提高，最后趋于稳定，当提取温度≥50 ℃时，再继续升高提取温度，LNT提取率变化也不显著而趋于平缓。这是因为提取温度升高，提高了多糖的溶解度，加快了多糖溶出，促使提取率提高；当超过50 ℃时，多糖溶出基本彻底，提取率不再明显变化。故取提取温度为50 ℃。

图3 不同提取温度对多糖提取率的影响

2.1.4 不同保压时间对多糖提取率的影响

由图4可知，保压时间＜6 min时，LNT提取率随着保压时间的增加而提高，当保压时间≥6 min时，LNT提取率也基本不再变化。这是因为在超高压下，香菇细胞的破裂需要一定的时间。延长保压时间，香菇细胞破裂数量增多，多糖溶出也增多，提高了提取率；当时间大于6 min后，多糖被基本彻底溶出，提取率不再明显提高。故取保压时间 6 min为宜。

图4 不同保压时间对多糖提取率的影响

2.2 正交试验结果

由表2可知，4个因素的影响大小依次为：B＞C＞D＞A，即压力＞提取温度＞保压时间＞料液比。由表3可知，压力影响达到显著水平，其他因素不显著。经对k分析，确定了超高压提取LNT的最佳工艺条件为：A2B2C3D3，即料液比1∶30（g/mL），压力400 MPa，提取温度60 ℃，保压时间8 min。在上述最佳工艺条件下做验证试验，重复3次，LNT提取率为8.62%（3次平均值）。