猴头菇的多糖提取工艺及应用*
2022-07-05刘世柱吴欣灿胡丽玲王家俊吴志君周晓云吴经伟
刘世柱,吴欣灿,胡丽玲,王家俊,吴志君,周晓云,吴经伟
(浙江方格药业有限公司,浙江 庆元 323800)
猴头菇(Hericium erinaceus) 又名猴头菌、刺猬菌、猬菌、猴菇等,隶属担子菌门(Basidiomycota) 伞菌纲 (Agariomycetes) 多孔菌目 (Polyporales)齿菌科(Hydnaceae) 猴头菌属(Hericium)。因其味道鲜美、营养价值丰富、药用价值高,素有“山珍猴头、海味燕窝”之美称。《中华本草》中记载,猴头菇性平、味甘,有“利五脏,助消化”的功能[1]。
多糖是猴头菇中重要的活性物质,现代药理学研究表明,猴头菇多糖具有养胃、治疗胃炎、治疗胃溃疡[2-3]、抗肿瘤[4-5]、增强免疫力[6-7]、抗氧化[8]、降血糖[9]、抗疲劳[10]、抗衰老[11]等多重功效,可应用于医药、食品、化妆品等多个领域。研究猴头菇多糖的提取工艺进程,对猴头菇的进一步深加工利用具有重要意义。因此,通过对近年来猴头菇多糖的提取工艺进行综述,为猴头菇多糖的开发应用和深度研究提供参考。
1 猴头菇多糖的提取物工艺
1.1 热水浸提法
热水浸提法是最基本也是最常用的猴头菇多糖提取方法,具有操作简单、易于实现等优点。该方法主要依据多糖易溶于热水的特性,利用热水促使猴头菇组织细胞膨胀破裂,将多糖溶解并提取出来。目前,使用此方法进行多糖提取的相关研究相对较多。贾毓宁等[12]以猴头菇子实体为原材料,对其进行多糖浸提,通过优化得到的最佳工艺参数:提取温度为85℃,料液比为1∶20,提取时间为1.5 h,提取次数为3次;在此条件下得到的猴头菇胞内多糖提取率为(10.58±0.27)%,且具有一定抗氧化活性。陈新瑶等[13]应用Box-Behnken设计结合响应面法优化猴头菇粗多糖的提取工艺,比较各因素交互作用对提取率影响的强弱,得出最优工艺参数:提取温度为81℃,料液比为1∶25,提取时间为3.8 h;在该条件下得到的猴头菇多糖提取率为3.09%。胡洋等[14]以猴头菇颗粒为原材料,采用单因素试验对热水浸提猴头菇多糖的影响因素进行优化,确定最佳提取工艺参数:猴头菇颗粒大小为0.850 mm,提取温度为100℃,料液比为1∶20,提取时间为3 h,提取次数为2次;此条件下猴头菇多糖提取率为10.31%。王锋等[15]以真空冷冻干燥后的猴头菇菌丝体为原材料进行热水浸提,优化的最佳工艺参数:提取温度为70℃,料液比为1∶20,提取时间为1 h;在该工艺条件下得到的猴头菇菌丝体多糖得率为(1.76±0.01) %。
1.2 酶解提取工艺
酶解提取法的基本原理是利用酶作为催化剂,水解破坏猴头菇子实体细胞壁,减少溶剂提取时产生的来自细胞壁与细胞间的传质阻力,使细胞内的多糖加快溶出。屈小玄等[16]以猴头菇干粉为原料,使用复合酶辅助提取其胞内多糖,通过Box-Behnken响应面法优化确定最佳提取工艺:果胶酶0.17%,纤维素酶0.17%,中性蛋白酶0.17%,酶解温度为48.71℃,酶解时间为100.50 min,酶解pH为 4.43;此时猴头菇胞内多糖得率为19.22%。殷金莲等[17]以猴头菇子实体为原料,通过响应面法优化确定的最佳纤维素酶辅助提取工艺条件:酶添加量为2.5%,料液比为1∶25,酶解温度为60℃,酶解时间为2.5 h;在该提取条件下猴头菇多糖得率3.902%。顾浩峰[18]以富硒猴头菇为原料,对其硒多糖提取条件进行研究,通过单因素分析及正交试验设计确定最佳复合酶提取工艺条件:果胶酶0.6%,纤维素酶0.5%,木瓜蛋白酶0.4%,料液比为1∶15,酶解pH为4.4,酶解时间为60 min;该条件下硒多糖的提取率可达17.52%。综上可见,酶解提取操作简单,提取速率较快,营养物质损失少,但酶法提取过程中可维持酶活性的温度和最佳pH范围较小,因此提取过程中要严格控制反应的温度和pH[19]。
1.3 超声波提取工艺
超声波提取技术是利用超声波所产生的强烈空化效应分散、破坏猴头菇组织细胞,提高多糖分子的运动频率,从而加速胞内多糖的溶出,提高多糖得率。樊伟伟等[20]对超声提取猴头菇子实体多糖进行了研究,通过响应面分析筛选出最佳工艺参数:超声功率为413 W,超声时间为11 min,料液比为1∶11;该条件下多糖得率为6.22%,且已证实超声波法提取猴头菇多糖不会破坏多糖原有的结构。王峰等[21]对超声提取猴头菇菌丝体多糖进行了研究,通过正交试验法筛选出最佳工艺参数:超声功率为200 W,超声时间为10 min,料液比为1∶15,超声次数为3次;该条件下猴头菇菌丝体多糖得率为(4.12±0.07)%。叶俊等[22]以猴头菇粉为原料,确定了猴头菇胞内多糖超声提取最佳工艺参数:超声功率为300 W,超声时间为15 min,料液比为1∶15,超声次数为2次;该工艺下所获得的猴头菇胞内多糖提取率达16.96%。综上可见,超声提取用时较短,可节省能源消耗,多糖提取率较高。
1.4 微波提取工艺
微波提取技术基于细胞液与溶剂能吸收微波能,利用微波射线辐射作用强的特点,通过微波辐射后细胞内的温度和压力增大,从而导致细胞壁破裂,促使细胞内多糖的释放与溶解。贾冬舒等[23]通过单因素及正交试验方法对猴头菇子实体多糖的微波提取工艺展开研究,得到最佳工艺参数:微波功率为90 W,提取时间为20 min,料液比为1∶25,提取次数为4次;在该工艺下猴头菇胞内多糖得率为10.52%。吴美媛等[24]以猴头菇细粉为原料,利用Box-Behnken效应面法优化微波提取猴头菇多糖工艺,确定最佳工艺参数:微波功率为405 W,微波时间为9.5 min,料液比为1∶50.5;在该条件下猴头菇多糖的平均提取率为(13.92±0.13)%。综上可见,微波提取技术具有提取效率高、提取时间短等优势,但也存在材料受热不均匀的弊端[25]。
1.5 联合提取技术
猴头菇多糖有多种提取方法,每种方法的目的都是为了让多糖加速溶出,且每种方法各有其优缺点,因此提取技术联合使用可实现优势互补。已被报道的猴头菇多糖联合提取技术详见表1。
通过表1分析可知,采用多种技术联合提取多糖,通过试验探究最佳的联合提取工艺,较使用单一技术提取多糖得率有所提高。但目前该类方法的研究文献较少,且工艺相对复杂,成本较高,基本处于试验研究阶段。
表1 猴头菇多糖的联合提取技术Tab.1 Combined extraction technology of Hericium erinaceus polysaccharide
2 猴头菇的产品开发
2.1 医药保健行业
猴头菇中成药是以猴头菇或其活性成分为原料制成。目前市售的有猴头菌片[29]、猴头养胃颗粒[30]、复方猴头胶囊[31]、复方猴头颗粒[32]、健胃灵[33]、猴头菇口服液[34]、保健酒[35]等。临床上猴头菇可用于治疗消化不良、胃粘膜损伤、消化道溃疡、慢性胃炎、溃疡性结肠炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、上消化道恶性肿瘤等多种消化系统疾病[36]。
2.2 食品加工行业
随着人们养生意识的不断提高,食疗变得更为重要。猴头菇因其独特的口感和风味,成为开发功能性食品的重要资源。以猴头菇为原材料,可开发多种功能性食品,现已在食品深加工方面的应用广泛,如猴头菇鸡肉丸[37]、猴头菇面条[38]、猴头菇饮料[39]、猴头菇调味品[40]、猴头菇饼干[41]、猴头菇糖果[42]等。
2.3 化妆品行业
猴头菇在肌肤抗老、修复方面具有显著能效,可有效调节多种肌肤类型,激活细胞自身保湿功能,增强肌肤免疫功能。同时猴头菇抗氧性能强,可增强机体免疫力,有助于肌肤舒缓抗敏、抵御外界不良环境。利用一系列特性,可将其开发应用于研制晒后修复霜、保湿补水面膜、焕新精华乳、保湿修复泥膜等产品[43]。
3 总结
通过比较、总结从猴头菇中提取多糖的不同方法,对猴头菇多糖的提取技术进行了系统地阐述,包括热水浸提法、酶解法、超声提取技术、微波提取物技术、联合提取技术。目前在猴头菇多糖的工业化生产中,使用最多的还是传统的热水浸提法,但此技术需要的生产周期久,多糖得率较低,提取液中杂质较多,较难满足生产需求。为提高效率,可应用新技术辅助提取猴头菇多糖,但多种技术联合提取仍处于试验研发阶段,如何将新技术更好地应用于实际生产中,需要结合实际情况开展更多的研究和科技成果转化工作。
猴头菇具有养胃、治疗胃炎、治疗胃溃疡、抗肿瘤、增强免疫力、抗氧化、降血糖、抗疲劳、抗衰老等多重功效,当前市售的药品和保健品功效多侧重于对胃部的调理和保护。虽然目前其品类还不够丰富,但由于其具有多样的药理活性,必将推动相关的功能性产品的开发,促使猴头菇精细加工产品走向市场化、多样化。