黃曉德,錢 驊,朱羽堯,陳 斌,趙伯濤
(南京野生植物綜合利用研究院,江蘇 南京 210042)
銀耳多糖是從銀耳子實體或孢子中提取出來的一種活性多糖,現(xiàn)代結構分析證明銀耳多糖是一種雜多糖,其主鏈為由α-(1-3)-糖苷鍵組成的甘露聚糖,主鏈的 2,4,6位上連接有葡萄糖、木糖、巖藻糖及普通糖醛酸等殘基組成的側鏈,其活性中心是α-(1-3)-甘露聚糖這一共同結構部分。國內外大量研究證明,銀耳多糖具有優(yōu)異的提高人體免疫機能、抗病毒、抗腫瘤、抗?jié)?、降血脂、降血糖、降膽固醇等生理作用[1-3],而且銀耳多糖具有極強的保濕性能和增稠穩(wěn)定性,其作為天然保濕劑應用在日化領域受到廣泛的重視。
目前,銀耳多糖多采用熱水提取法,酶法浸提法,超聲輔助提取法等,但由于銀耳子實體細胞壁具有蛋白質、多糖結合的四層結構[4],使得這些方法難以破壞細胞壁結構,充分釋放出子實體多糖成分。本研究通過對銀耳子實體多糖高溫高壓提取工藝中提取溫度、料液比、提取時間,提取次數等因素對銀耳子實體多糖提取的影響進行了分析,為適合銀耳子實體多糖的提取制備提供科學參考依據。
銀耳,市售;濃硫酸分析純,南京化學試劑有限公司;重蒸苯酚分析純,上海凌峰化學試劑有限公司;標準葡萄糖、3,5-二硝基水楊酸分析純,國藥集團化學試劑有限公司。
FW100型高速萬能粉碎機,天津市泰斯特儀器有限公司;
RE-S2AA旋轉蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠;
01J2003-04型立式壓力蒸汽滅菌器,上海東亞壓力容器制造有限公司;
752紫外可見分光光度計,上海菁華科技儀器有限公司;
LD4-2 離心機,北京醫(yī)用離心機廠;
FA2004B型電子天平,上海超平科學儀器有限公司;
NDJ-5S型旋轉粘度計,上海昌吉地質儀器有限公司。
提取液中總糖含量測定參照苯酚-硫酸法[5]。
提取液中原糖含量測定參照3,5-二硝基水楊酸法[5]。
根據2.1,2.2所測定的總糖及還原糖含量,根據如下公式計算多糖提取率。
于500 mL錐形瓶中,稱取銀耳干粉5 g,加入400 mL蒸餾水,以硫酸紙封口,分別置于水浴鍋和高壓滅菌器中90 ℃(0.0 MPa),100 ℃(0.0 MPa),105 ℃(0.02 MPa),110℃(0.04 MPa),115 ℃(0.08 MPa)、120 ℃(0.1 MPa)提取2 h。提取液用濾布擠壓過濾除去殘渣,以4 000 r/min離心,離心后容至300 mL,測定總糖及還原糖含量,計算銀耳多糖提取率及提取得率結果如圖1。由于實驗條件下,溫度與壓力為具有固定對應關系的兩個因素,所以在結果分析中只取溫度數值作為分析數據。
圖1 溫度(壓力)對銀耳多糖提取的影響
由圖1可以看出,隨著溫度、壓力提高,銀耳多糖提取率也隨之升高,提取溫度在100 ℃以上時,銀耳多糖提取率大幅提高,在實驗條件下,銀耳多糖提取率在110 ℃達到最高26.7%。此后,隨著溫度的繼續(xù)升高呈現(xiàn)下降趨勢,實驗中發(fā)現(xiàn),在提取溫度升到110 ℃以后,提取液中還原糖的含量明顯升高,可能是高溫高壓條件造成了銀耳多糖分子結構的破壞、降解。
分別稱取銀耳干粉5 g,加入400 mL蒸餾水,于110 ℃下提取0.5 h,1.0 h,1.5 h,2.0 h,2.5 h,3.0 h,過濾定容后測定多糖提取率,結果見圖2。
圖2 提取時間對銀耳多糖提取的影響
由圖2可知,在實驗條件下,隨著提取時間的延長,銀耳多糖的提取率隨之升高,在提取時間達到1.5 h以后,提取率趨于穩(wěn)定。實驗中發(fā)現(xiàn),在提取時間達到2 h以后,隨著提取時間延長,提取液中還原糖的含量逐漸升高,可能存在多糖的降解;同時考慮時間、能耗等因素,銀耳子實體多糖高溫高壓提取時間控制在2h左右為宜。
分別稱取銀耳干粉5 g,按照料液比為1∶40,1∶50,1∶60,1∶70,1∶80,1∶100,加入蒸餾水200 mL,250 mL,300 mL,350 mL,400 mL,500 mL蒸餾水,于110 ℃提取2.0 h,過濾定容后測定多糖提取率,結果見圖3。
圖3 料液比對銀耳多糖提取的影響
由圖3可知,在實驗設定條件下,隨著料液比的增加,多糖提取率呈升高趨勢,在料液比達到1∶70以后,提取率的變化趨緩,這可能是由于隨著料液比的增大,銀耳多糖在提取液中的濃度減小,增大了料液間多糖的濃度梯度差,存在較大的液相傳質動力,促進了銀耳多糖的溶出;當料液比增加到一定程度時,雖然料液中多糖濃度差還在,但傳質動力不再增加,多糖溶出減緩[6]。另外在實驗中發(fā)現(xiàn),銀耳子實體具有極強的吸水性,料液比低于1∶50時,不利于提取后的過濾操作,也影響了提取效果。因此,銀耳子實體多糖提取時需要的料液比稍大些較好,考慮節(jié)約能源和經濟因素,選擇料液比在1∶60到1∶80之間為宜。
稱取銀耳干粉5 g,加入400 mL蒸餾水,于110 ℃提取2.0 h,過濾后殘渣加入400 mL進行再次提取,合并提取液后測定多糖的提取,進行1,2,3,4次提取的結果見圖4。
圖4 提取次數對銀耳多糖提取的影響
由圖4可知,在實驗設定條件下,隨著提取次數的增加,多糖提取率不斷升高,通過分析發(fā)現(xiàn),銀耳多糖主要集中在前兩次的提取液中, 1次提取的提取率最高達25.3%,占到4次提取總量的69.8%;2次提取的提取量占了提取總量的92.5%,可見在高溫高壓條件下,銀耳子實體多糖提取只需提取2-3次,即可提取出絕大部分多糖。
通過單因素試驗確定了每個因素的適宜范圍,為了進一步確定各因素綜合效果,實驗以溫度、料液比、提取時間、提取次數為影響因素,做正交優(yōu)化試驗,試驗安排如表1,結果見表2。
表1 正交實驗因素及水平
表2 正交試驗結果
根據正交分析結果可知,高溫高壓提取條件下,影響銀耳子實體多糖提取的因素中,以提取次數的影響最大,其后依次為提取時間、提取溫度和料液比。提取的最佳條件是A2B2C3D2,即以提取溫度110 ℃,料液比1∶70,提取時間2 h,提取2次的提取效果最佳。
銀耳子實體細胞的細胞壁具有雙層蛋白質和多糖相結合的致密結構, 通過高溫高壓條件,提高提取溶劑的細胞穿透力和細胞破壞力,能有效加快多糖的釋放,同時高溫高壓條件,也可使得銀耳多糖更容易從細胞中溶出,從而提高了提取效率。實驗結果表明,銀耳子實體多糖高溫高壓提取工藝的最優(yōu)條件是:提取溫度110 ℃(對應壓力為0.4 MPa),料液比1∶70,提取時間2 h,提取次數為2次,在此條件下,銀耳子實體多糖提取率可達36.5%。
參考文獻:
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[3] 黃秀錦.銀耳多糖的提取、分離、純化及其功能性質研究[J].食品科學,2008,29(1):134-136.
[4] 侯建明,藍進,郭樹興,等.酶法逆向提取銀耳多糖的工藝研究[J].中國療養(yǎng)醫(yī)學,2009,18(4):292-293.
[5] 何照范,張迪清.保健食品化學及其檢測技術[M].北京:中國輕工業(yè)出版社.1999:165-168.
[6] 顧回美,趙伯濤,錢驊,等.擠壓處理銀耳子實體對多糖提取效果的影響[J].食品工業(yè)科技,2011,32(11):83-86.