香菇多糖提取技术研究进展

敖珍，罗迎春，刘杨，何锦林，谭红*

（1.贵州民族大学化学工程学院，贵州 贵阳 550000；2.贵州科学院，贵州 贵阳 550000；3.贵州省分析测试研究院，贵州 贵阳 550000）

香菇（Lentinus edodes）是药食两用的真菌，属担子菌纲、口蘑科、香菇属[1]，又名香草、香信、冬菇、厚菇[2]。香菇起源于我国，是世界第二大食用菌种类[3]，属于高蛋白、低脂肪的碳水化合物，其味道可口、营养丰富、香气怡人，被誉为“菇中之王”“菌中皇后”“抗癌新兵”[4]。香菇多糖是Chihara等[5]于1969年研究香菇时发现的活性物质，主要是以β-D-（1→3）葡聚糖残基为主链，以（1→6）葡萄糖残基为侧链连接而成的葡聚糖[6]。因其具有抗肿瘤[7]、抗氧化[8-9]、抗癌[10]、抑菌[11]、提高免疫力[12-13]、抗病毒[14]等功能效果被广泛应用于临床治疗。

香菇多糖的发现使得香菇资源得到进一步开发利用，成为研究热点。本研究对国内近年来香菇多糖的相关研究进行分析提炼，探讨不同方法提取香菇多糖的差异。以期为多糖研究提供一定的参考依据，最后展望了香菇多糖的开发利用前景。

1 香菇预处理方法

近年来，在香菇多糖提取领域，研究者们开发了多种预处理技术，不仅能获得化学活性优良、纯度高的多糖产品，还能提高香菇多糖的提取效率。

1.1 低温水提法

香菇中的蛋白质具有不耐热的性质，在低温条件下用水浸泡香菇，能使大量蛋白质溢出，提高后续提取香菇多糖的纯度。在蛋白质溢出的同时，香菇中的黏性物质也会减少，有利于后续香菇多糖的有效分离。宣丽等[15]以花盖菇为原料，经过低温水提处理后，采用10种不同提取方法获得的香菇多糖感官性状良好。

1.2 超微粉碎法

超微粉碎法利用气流、研磨、冲击等原理，借助超微粉碎机将香菇原料粉碎至微米级，得到超微香菇细粉。超微细粉因分子间间隙变大，能快速溶于水中，增大香菇多糖的溶解性。刘巧红[16]采用半仿生技术，秦令祥等[17]采用超声波辅助法提取香菇多糖之前，均采用超微粉碎方法对香菇进行了预处理，得率明显提高。

1.3 双螺杆挤压法

双螺杆挤压法是将香菇置于双螺杆挤压机中，通过双螺杆挤压的力量将香菇细胞壁破坏，从而加快香菇多糖的溢出。周婧琦等[18]运用此预处理法与微波辅助提取法联用获得了香菇多糖。

1.4 动态超高压微射流法

动态超高压微射流法原理是借助高压微射流作用快速冲击、瞬时剪碎、涡旋香菇原料，香菇颗粒迅速变小。姜颖等[19]在提取香菇多糖的试验中，对试验组进行动态超高压微射流预处理，并与对照组进行比较，结果表明，试验组的多糖得率明显优于对照组。

1.5 超临界CO2流体法

超临界CO2流体法是以超临界流体的溶解能力与其密度的关系，将混合物中某种成分进行提取和分离的一种技术。张素霞[20]采用超临界CO2流体预处理法先处理香菇中的油脂，获得功能性香菇不饱和脂肪酸，再继续提取香菇多糖，所得香菇多糖纯度较好。

1.6 醇醚回流法

醇醚处理会使香菇多糖充分地裸露出来，进而提高香菇多糖的得率。田光辉[21]借助索氏提取器用乙醚、甲醇回流香菇子实体粉末，脱脂处理至无色后，用热水提1次、碳酸钠溶液提2次，获得了纯度较高的多糖。

以上预处理方法虽都被研究报道，但预处理条件及提取率各不相同，比较数据见表1。

表1 不同预处理方法处理香菇Table 1 Different pretreatment methods to treat lentinus edodes

不同的预处理方法有不同的优缺点，超声波与微波预处理法环保又快速，但仪器操作比较复杂；动态高压微射流、超临界CO2流体处理效果明显，但设备投资高昂，一次性投入大；醇醚预处理得到的多糖纯度好，但有机试剂需进行处理；低温水提提取效果欠缺，可能是由于在低温去除蛋白质时，部分多糖损失，但除去香菇蛋白，便于香菇多糖后续的有效分离。研究工作者应根据试验条件，对产品的要求以及成本选择合适的预处理方法。

2 香菇多糖提取的影响因素

2.1 原料

原料是影响香菇得率的第一因素。在进行提取香菇多糖时，因香菇产地不同，其多糖含量也不同。例如，均采用超声法提取香菇多糖，王希等[22]得到的湖南江永香菇多糖得率为29.71%；李宏睿等[23]得到的河南伏牛山香菇多糖得率为13.75%；范培培等[24]得到的河南宝天曼香菇多糖得率为11.92%。其次，香菇的栽培方式有异，多糖含量也各异。例如，从香菇菌丝体[25]与香菇子实体[13]中提取的多糖含量是不同的。此外，香菇的品种不同、原料粒径不同，其多糖含量也不同。

2.2 提取工艺

选用不同的提取方法[26]研究香菇多糖，因提取环境与设备条件的差异，香菇多糖提取率不同。在传统提取工艺中，影响香菇多糖提取率的主要因素有料液比、反应时间、反应温度等。

料液比的减小能增大香菇与溶剂的接触表面积，加快多糖的溶出，但到达一定比例后，多糖溢出缓慢，对后续工艺产生不良影响，增加能耗；反应时间延长，多糖的提取率会呈现上升的趋势，但随着时间延长，上升的趋势会逐渐变缓，时间过长，多糖含量因糖苷键断裂反而会导致下降；反应温度上升伴随着多糖提取率的显著上升，但温度过高会破坏多糖分子结构，降低其活性。在实际生产中，应根据试验条件探究最佳工艺条件。

张静佳等[27]以响应曲面法优化香菇多糖提取工艺，得到优化后的料液比为1∶76（g/mL），提取时间99 min，提取温度91℃。罗其昌等[13]以香菇子实体为原料，采用100℃热水浸提香菇多糖，随后探究提取温度为100、119、140℃时对多糖含量的影响，结果显示，香菇多糖含量随着温度的升高而增大。

2.3 分离工艺

香菇多糖常见的分离方法有分级沉淀、水提醇沉、膜分离、金属络合等方法。采用分级沉淀法时，酒精浓度会影响对香菇多糖含量。李顺峰等[28]以香菇柄为原料，以热水法提取香菇柄多糖，采用不同浓度酒精对多糖进行分级醇沉，试验结果显示，在酒精浓度为30%时，通过醇析的香菇柄多糖含量最高。同时，不同的分离工艺均有不同的影响因素，比如采用膜分离法时，膜材料、分离顺序、压力等因素都会对香菇多糖提取率产生影响。

3 香菇多糖提取技术

常见的提取方法分为化学方法、生物方法、物理方法等。化学方法需要加入溶剂（如水、酸、碱）进行提取，生物方法常进行生物酶解或发酵提取，物理方法借助仪器（如超声仪、微波仪）进行辅助提取。此外，还有一些鲜见的其它方法以及多种技术复合联用进行提取的方法。

3.1 化学方法

热水提取是最传统的提取方法，常见工艺流程：以水为溶剂，在加热的条件下使香菇多糖溶出，过滤后将滤液收集，然后加入2倍～5倍体积的乙醇醇沉，多糖呈絮状沉淀析出。热水提取法设备简单、成本低。但需改进热水提取时间长、提取效率低等问题。钟仙龙等[29]以香菇废菌棒为原料，采用热水法提取得到了香菇废菌棒多糖，使香菇废菌棒变废为宝，合理利用了资源。齐小琼等[30]也用热水法分别从香菇和茶树菇中获得香菇多糖和茶树菇多糖。

酸碱提取是以稀酸稀碱为溶剂，使香菇多糖快速游离出来。与传统热水提取比，酸碱提取极大缩短提取时间。但选用此法进行提取时，酸碱浓度不宜过大，否则会改变多糖结构，使活性降低。石来宝等[31]以三氯乙酸为溶剂，冯贤达[32]以碳酸钠为溶剂研究了酸碱法提取香菇多糖的条件。

3.2 生物方法

酶解提取：香菇细胞壁膜由蛋白质、纤维素、果胶等物质组成，选择相应的酶可以使香菇细胞壁降解。王景翔等[33]选取中性蛋白酶水解香菇中蛋白质，吴佳慧等[34]采用复合酶（果胶酶/纤维素酶/漆酶）提取了香菇多糖。酶法提取，反应条件温和、提取效果好，但酶的成本较高、易失活。

发酵提取：除了可从香菇子实体中获得香菇多糖外，还可从香菇菌丝体中得到香菇多糖。马银鹏等[25]采用深层发酵技术，通过正交优化了香菇液体发酵培养基配方，不仅制取了香菇胞外粗多糖，还制取了胞内粗多糖。发酵提取不仅有效克服香菇子实体生长周期长、劳动强度大、受气候限制等问题，还能提高香菇多糖的提取效率。

3.3 物理方法

超声波辅助法：超声波能产生空化、击碎及热效应，破坏香菇细胞，加快传质效率，增加扩散能力，促进多糖溶于水中。万阅等[35]利用超声波辅助提取香菇多糖，通过响应面优化提取工艺条件。付丽娜等[36]以香菇为原料，设计L9（34）正交设计优化超声辅助提取香菇多糖工艺条件。此外，黄超等[37]通过正交试验与响应面分析，研究了二段式超声波辅助提取工艺，香菇多糖得率比直接恒温水浴提取提高了12.76%。超声波破碎是一个物理过程，借助超声波辅助提取香菇多糖，效率高、省时，但超声时间过长会使多糖分子发生降解。

微波辅助法：香菇细胞与溶剂能吸收微波能量，细胞内温度和压力均上升，当上升至其承受负荷时，细胞壁会破裂，释放出香菇多糖。陆娟等[38]采用微波辅助水浸提法提取香菇多糖，探究了香菇提取率的因素影响大小为微波处理时间＞浸提温度＞浸提时间＞料液比。张鹏等[39]以翘鳞香菇为原料，采用微波辅助法提取了翘鳞香菇多糖。目前，微波辅助提取已涉及多糖、黄酮、生物碱等几大天然产物，引起广泛关注。

为更清晰地理解各种提取技术，表2对不同提取技术进行了比较分析。

表2 不同提取技术提取香菇多糖Table 2 Different extraction techniques to extract lentinan

提取香菇多糖的方法众多，大致看来，酶法提取等生物方法提取效果好，但是提取时间长达4 h。微波辅助法提取率较低，但提取时间短，仅需几分钟。实际中，可根据试验条件选择不同的提取方法。

3.4 复合法

多种技术复合提取不仅比单一提取方法节约时间，还能提高产率。因此，目前越来越多的研究者将两种或多种方法复合起来提取香菇多糖。如，超声波复合法[40-43]、高压热水复合法[44-46]等，具体见表3。

表3 不同复合技术提取香菇多糖Table 3 Extraction of lentinan by different compound techniques

3.5 其他方法

除上述传统方法外，香菇多糖提取还有一些其他方法。如，刘巧红[16]的半仿生提取法、秦令祥等[48]的闪式提取法、娄冠群等[49]的亚临界水提取法等。见表4。

表4 其他提取技术提取香菇多糖Table 4 Other extraction techniques to extract lentinan

4 结论与展望

中国是农业大国，也是香菇生产大国，香菇资源极其丰富。目前，我国香菇消费的商品形式主要以鲜品为主，我国深加工效率亟待改进。香菇多糖具有多种功能效果，开发香菇多糖产品是香菇资源开发利用的方向。香菇多糖提取制备工艺对其化学结构影响较大，因此选择合适的提取技术工艺或者研发新提取技术来获得活性高的香菇多糖是目前医药以及功能食品行业研究的热点。未来，应通过不断探索和提升香菇加工提取技术，增加香菇多糖活性和产量，延长香菇产业链，提升香菇附加值，促进香菇产业朝着更好方向发展。