茶树菇菌丝多糖提取工艺研究

郭汉忠，徐俊杰，郭 涵， 谭才邓，林雅琦，黄依屏，杜咏怡，刘晓玲，陈永沛，陈政儒，陈芊桦

（1.广东轻工职业技术学院，广东广州 510300；2.佛山复星禅诚医院有限公司，广东佛山 528000）

0 引言

茶树菇是一种营养物质丰富，具有清热、明目、平肝等多种功效的食药用菌，其多糖是一种特殊的生物活性物质，具有增强体液免疫和细胞免疫的功能[1-2]。据统计，目前对于采用超声破碎法提取茶树菇多糖的研究多集中于子实体上，但提取时原料预处理所耗费的时间成本过高，所得经济效益过低[3]。菌丝体的发酵周期较短，采用菌丝体为原料可以大大缩短其加工周期，提高提取效率，进而提高经济效益。通过液态发酵基础培养基获得茶树菇发酵液，优化影响超声破碎提取的因素，提高所提取的菌丝多糖含量，为后续批量生产茶树菇多糖提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 茶树菇母种

茶树菇母种，广东轻工职业技术学院微生物实验室提供。

1.1.2 培养基[4]

（1）PDA 培养基。马铃薯质量浓度200 g/L，葡萄糖质量浓度20 g/L，氯霉素质量浓度100 mg/L，琼脂粉质量浓度20 g/L，pH 值6.0。

（2）液态发酵基础培养基。葡萄糖质量浓度20 g/L，蛋白胨质量浓度10 g/L，KH2PO4质量浓度2.5 g/L，MgSO4质量浓度1.5 g/L，pH 值6.0。

1.2 试验方法

1.2.1 菌种活化

配制的PDA 平板培养基接入茶树菇母种后置于26 ℃培养箱中避光培养3～4 d，挑取鲜嫩菌丝进行二次活化。

1.2.2 发酵液的制备

将活化后的茶树菇菌种与适量无菌水进行匀浆操作，吸取5 mL 菌丝匀浆液接种至100 mL 液态发酵基础培养基中，混匀静置过夜，于26 ℃摇床中以转速130 r/min 振荡培养6 d。

1.2.3 茶树菇菌丝多糖提取

将发酵液经8 层纱布过滤，并用蒸馏水反复清洗干净菌丝体，于50 ℃的干燥箱中烘干，磨成菌丝粉。再按试验设计的料液比、超声时间、超声功率进行超声破碎，离心取上清液，醇沉，获得茶树菇菌丝多糖粗品，测多糖含量。

1.2.4 单因素试验

以获取的茶树菇菌丝发酵液为基料，提取的茶树菇菌丝多糖含量为响应量，由料液比、超声时间、超声功率这3 个因素展开探究。

茶树菇菌丝多糖提取单因素试验设计见表1。

表1 茶树菇菌丝多糖提取单因素试验设计

1.2.5 正交试验

在上述单因素试验所得出的结果基础上，设计三因素三水平的正交试验。

茶树菇菌丝多糖提取正交试验设计见表2

表2 茶树菇菌丝多糖提取正交试验设计

1.2.6 菌丝多糖含量测定

菌丝多糖含量测定方法采用苯酚-硫酸法[5-6]。

2 结果与分析

2.1 料液比对茶树菇菌丝多糖提取率的影响

通过以液态发酵基础培养基所培养得出的茶树菇菌丝溶液混匀适量水分，改变其料液比，以茶树菇菌丝多糖含量为因变量。

不同料液比对提取茶树菇菌丝多糖的影响见图1。

图1 不同料液比对提取茶树菇菌丝多糖的影响

由图1 可知，在不同的料液比提取条件下，超声提取所得茶树菇菌丝多糖含量随着料液比的变化而存在明显差异。当料液比为1∶40（g∶mL）时，所提取的茶树菇菌丝多糖含量最高，当料液比高于或低于1∶40（g∶mL）时，出现显著下降趋势。提取过程中，提取液中料液比的大小可能会直接影响提取液的饱和度，进而影响超声破碎菌丝体的效果，导致胞内多糖的流出受到不同程度的抑制。因此，在超声破碎提取过程中，料液比的大小过高或者过低均会抑制茶树菇菌丝多糖的提取。经过试验验证，1∶40（g∶mL）为茶树菇菌丝多糖超声破碎提取最适料液比，此条件下提取茶树菇菌丝多糖含量为1.89%。

2.2 超声时间对茶树菇菌丝多糖提取率的影响

通过以液态基础培养基所培养得出的茶树菇菌丝溶液，改变其超声破碎提取的时间，以茶树菇菌丝多糖含量为因变量。

不同超声时间对提取茶树菇菌丝多糖的影响见图2。

图2 不同超声时间对提取茶树菇菌丝多糖的影响

由图2 可知，在不同的超声时间下，超声提取所得茶树菇菌丝多糖含量随着超声时间的变化而存在显著差异。当超声时间小于15 min 时，所提取的茶树菇菌丝多糖含量随着超声时间的增加而增加；当超声时间高于15 min 时，出现明显下降的趋势。由此可见，提取茶树菇菌丝多糖过程中，在一定的条件下，超声破碎提取的时间大小与提取所得多糖含量成正比，超过一定范围后，由于茶树菇菌丝体破碎完全，其多糖均以扩散到溶液中，因此超声时间越长，其提取的多糖含量没有上升趋势，甚至延长超声时间还有可能导致已提取的多糖降解为单糖。经过试验验证，15 min 为茶树菇菌丝多糖超声破碎提取最佳超声时间，此条件下提取茶树菇菌丝多糖含量为1.94%。

2.3 超声功率对茶树菇菌丝多糖提取率的影响

通过以液态基础培养基所培养得出的茶树菇菌丝溶液，改变其超声功率，以茶树菇菌丝多糖含量为因变量。

不同超声功率对提取茶树菇菌丝多糖的影响见图3。

图3 不同超声功率对提取茶树菇菌丝多糖的影响

由图3 可知，在不同的超声功率下，超声提取所得茶树菇菌丝多糖含量随着超声功率的变化而存在显著差异。当超声功率小于400 W 时，所提取的茶树菇菌丝多糖含量随着超声功率的增加而增加；当超声功率高于400 W 时，出现明显下降的趋势。由此可见，提取茶树菇菌丝多糖过程中，在一定的范围内，超声破碎提取的功率大小与提取所得多糖含量成正比，超过此范围后，由于茶树菇菌丝体破碎完全，其多糖均已提取完毕，因此超声功率越大，其提取的多糖含量不仅没有上升趋势，甚至增加超声功率还有可能导致已提取的多糖转变为其他物质。经过试验验证，400 W 为茶树菇菌丝多糖超声破碎提取最佳超声功率，此条件下提取茶树菇菌丝多糖含量为1.69%。

2.4 正交试验结果分析

结合所得料液比、超声时间、超声功率的单因素试验结果，以茶树菇菌丝体超声破碎的料液比、超声时间、超声功率3 个因素为自变量，提取所得茶树菇菌丝多糖含量为因变量，设计相应的正交试验，优化茶树菇多糖提取工艺。

茶树菇菌丝多糖提取工艺正交试验结果见表3。

表3 茶树菇菌丝多糖提取工艺正交试验结果

由表3 可知，料液比、超声时间、超声功率3 个因素对茶树菇菌丝多糖提取的影响的大小分别为超声功率＞料液比＞超声时间，且最佳组合为A2B1C2，即超声破碎提取茶树菇菌丝多糖最佳工艺条件为料液比1∶40，超声时间10 min，超声功率400 W，此工艺所提取的茶树菇菌丝多糖含量最高，经试验验证，此条件下提取茶树菇菌丝多糖含量为2.11%，有利于后续的多糖深加工产品的研发。

3 结论

对茶树菇菌丝多糖提取工艺优化试验中，通过对料液比、超声时间、超声功率等因素进行单因素试验及正交试验设计，针对试验结果分析得出最佳的提取工艺为料液比1∶40（g∶mL），超声时间10 min，超声功率400 W，菌丝多糖含量高达2.11%。通过该研究结论，可以解决使用子实体为原料提取茶树菇多糖所遇到的生长周期长、提取时间长、提取效率不高等问题所导致的其多糖产品深加工成本高，通过优化工艺可以在相同的时间内从菌丝体中提取到更多的茶树菇多糖，能制作更经济实惠的且有利于人体健康的茶树菇多糖深加工产品，实现经济效益与社会效益并存的“双赢”价值。