朱曉娟，鄭國棟

（江西農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院天然產(chǎn)物與功能食品重點實驗室，江西南昌330045）

超聲法優(yōu)化提取珊瑚菌多糖的工藝研究

朱曉娟，鄭國棟*

（江西農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院天然產(chǎn)物與功能食品重點實驗室，江西南昌330045）

采用超聲法優(yōu)化珊瑚菌多糖的提取工藝。通過單因素和正交試驗優(yōu)化珊瑚菌多糖的提取工藝，研究料液比、超聲功率、超聲時間和提取次數(shù)對多糖提取得率的影響。結果表明超聲法提取的最佳工藝參數(shù)是料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次；在此條件下，珊瑚菌多糖的平均得率為6.86％。

珊瑚菌；多糖；超聲波輔助提??；工藝優(yōu)化

珊瑚菌（Ramaria botrytoides），又名掃帚菌，隸屬珊瑚菌科，其形體秀美，味道鮮美，是一種傳統(tǒng)的野生食用菌［1］。珊瑚菌營養(yǎng)豐富，含有多種蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、礦質(zhì)元素和維生素，且具有低糖、低脂肪、高蛋白等特點，因此被譽為野生之花［2-4］?，F(xiàn)代醫(yī)藥學研究表明，食用菌具有抗疲勞、防治心腦血管疾病、預防癌細胞形成、通便利尿、止咳祛痰和健胃助消化等功效［5-6］。已有研究表明，食用菌多糖具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、調(diào)節(jié)免疫機能和抗衰老等多種生理活性［7-9］，因此，珊瑚菌作為功能性的食用菌食品具有廣闊的開發(fā)和應用前景。

超聲提取法作為一種新型的輔助提取技術，與常規(guī)的方法相比，該法可明顯降低提取溫度，縮短提取時間，具有簡單快速、高效且得率高等優(yōu)點［10］。本試驗采用超聲法提取珊瑚菌多糖，以多糖提取得率為指標，利用單因素和正交試驗，考察料液比、超聲時間、超聲功率和提取次數(shù)等因素的影響，優(yōu)化珊瑚菌多糖的提取工藝，為珊瑚菌多糖的工業(yè)應用提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與設備

1.1.1材料

珊瑚菌：江西省于都縣盤古龍珠茶葉有限公司，60℃干燥粉碎后過60目篩網(wǎng)，制成珊瑚菌干粉；葡萄糖、苯酚：天津大茂化學試劑廠；濃硫酸：國藥集團化學試劑有限公司；試劑均為分析純。

1.1.2設備

V-5600型可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；AUY120型電子天平：日本島津公司；HH-60數(shù)顯恒溫磁力攪拌循環(huán)水箱：常州國華電力有限公司；GPX-9248A干燥箱：上海躍進醫(yī)療器械有限公司；SB3200DTDN超聲波清洗機：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2方法

1.2.1珊瑚菌多糖待測液的制備

準確稱取0.2 g珊瑚菌粉末于容量瓶加入適量蒸餾水，置于超聲波提取器中，在不同料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數(shù)等單因素條件下提取后定容至10mL，4000 r/min離心10min。取0.1mL提取液于10mL容量瓶中，蒸餾水定容至10mL，搖勻。

1.2.2標準曲線的繪制

苯酚-硫酸法測定多糖含量［11］。稱取烘干至恒重的標準葡萄糖對照品，配制濃度為1mg/mL的葡萄糖標準溶液。精密移取0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mL標準液于10mL容量瓶中定容混勻。分別精密移取上述標準液2mL，各加入1mL質(zhì)量分數(shù)為5％的苯酚溶液，搖勻，迅速滴加5mL濃硫酸，充分反應后靜置10min于40℃恒溫水浴15min，冷卻至常溫，另以蒸餾水2 mL同上操作做空白對照，于490 nm波長下測定吸光值［12］。以葡萄糖濃度（μg/mL）為橫坐標，吸光度（A）為縱坐標，繪制標準曲線。線性回歸方程為：y=0.045 4x+0.084 5，R2=0.999 2。

1.2.3試驗設計

通過單因素試驗研究料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數(shù)等因素對珊瑚菌多糖提取得率的影響。其次在單因素試驗的基礎上，選L9（34）正交試驗設計，綜合考慮料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數(shù)對珊瑚菌多糖提取得率的交互影響，最后確定出珊瑚菌多糖的最佳提取工藝參數(shù)并通過驗證試驗進行證實。

1.2.4珊瑚菌多糖含量的測定

取珊瑚菌多糖待測液2mL于10mL的試管中，按照1.2.2方法中加入苯酚和濃硫酸，蒸餾水作為空白對照，以葡萄糖為標樣，于490 nm波長下測其吸光值，平行測定3次，計算出珊瑚菌多糖提取得率。

珊瑚菌多糖提取得率/％=（多糖質(zhì)量/珊瑚菌粉末質(zhì)量）×100

2　結果與討論

2.1單因素試驗

2.1.1料液比對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以超聲功率108W，超聲時間15min，超聲次數(shù)2次，考察料液比1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35（g/mL）對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖1所示。

隨著料液比的增加，珊瑚菌多糖的提取得率先上升后平緩下降，在1∶25（g/mL）提取得率最大。原因可能是料液比過大，增加了超聲破碎細胞的阻力，也可能是其他雜質(zhì)抑制多糖的溶出，降低了多糖的提取得率。同時，料液比增加會造成后續(xù)分離操作耗損增加，提取濃縮液難度增加等，故選料液比為1∶25（g/mL）。

2.1.2超聲功率對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲時間15min，超聲次數(shù)2次，考察超聲功率108、126、144、162、180W對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖2所示。

圖1　料液比對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.1 Effectof solid-liquid ratio on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

圖2　超聲功率對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.2 Effectof ultrasonic power on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖的提取得率隨功率增大而增加，超聲功率為126W時提取得率達到最大值。超聲功率增大，對細胞壁的機械剪切作用增強，使細胞內(nèi)多糖溶出率增加。但超聲功率大于一定程度時，可能空化作用加劇，增加了其他成分的溶出。另外，提取液流動加速，固相在超聲場中停留時間減短，因此細胞破碎作用減弱，故超聲功率選126W。

2.1.3超聲時間對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲功率126W，超聲次數(shù)2次，考察超聲時間15、30、45、60、75min對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖3所示。

圖3　超聲時間對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.3 Effectof ultrasonic timeon theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

珊瑚菌多糖提取得率隨時間增加明顯增加，45min時提取得率最高。超聲功率固定，珊瑚菌細胞破碎度與超聲時間成正比，溶液中多糖溶出量增加；但時間過長，超聲波的機械剪切作用使得多糖大分子鏈斷裂，同時提取物中雜質(zhì)的溶出率也相應增加，影響多糖的提取得率，故超聲時間選45min。

2.1.4提取次數(shù)對珊瑚菌多糖提取得率的影響

稱取0.2 g珊瑚菌粉末，以料液比1∶25（g/mL），超聲功率126W，提取45min，考察提取次數(shù)1、2、3、4（次）對珊瑚菌多糖提取得率的影響，結果如圖4所示。

圖4　提取次數(shù)對珊瑚菌多糖提取得率的影響Fig.4 Effectof u ltrasonic frequency on theextraction rateof polysaccharides from Ramaria botrytoides

隨著提取次數(shù)增加，珊瑚菌多糖提取得率呈現(xiàn)升高趨勢，當提取次數(shù)為3次時，多糖提取得率為6.79％。繼續(xù)增加提取次數(shù)，多糖提取得率增加不大，為合理節(jié)省資源，提取次數(shù)選擇3次。

2.2正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選用L9（34）正交試驗表，考察料液比（A）、超聲功率（B）、超聲時間（C）、提取次數(shù)（D）4個因素對珊瑚菌多糖提取得率的影響，因素與水平表見表1，結果見表2，方差分析結果表見表3。

表1　正交試驗因素水平表Table1 Factorsand levelsof orthogonal test

表2　L9（34）正交試驗及結果Table2 The resultsof L9（34）orthogonal test

表3　正交試驗結果方差分析表Table3 Variance resultsof orthogonal test results

由表2和表3結果分析可知，各因素對珊瑚菌多糖提取得率的主次因素為料液比＞超聲時間＞提取次數(shù)＞超聲功率，即料液比對珊瑚菌多糖提取影響最大，其次為超聲時間。據(jù)方差分析表可知，料液比、超聲時間、提取次數(shù)珊瑚菌多糖超聲提取效果影響極顯著，而超聲功率對其影響不顯著。正交試驗結果表明最優(yōu)組合為A2B1C2D3，即料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次。

2.3驗證試驗

稱取珊瑚菌粉末3份，每份0.2 g，按最優(yōu)提取工藝組合進行提取，測得的珊瑚菌多糖得率分別為6.75％、6.78％和7.04％，平均得率為6.86％，大于正交試驗中所有組合的多糖得率，說明珊瑚菌多糖的最優(yōu)因素水平組合為A2B1C2D3。李華等［13］利用水浸法，在提取溫度90℃，浸提2 h，料液比1∶20（g/mL）的條件下得到珊瑚菌多糖得率為5.64％。與常規(guī)水提法相比，超聲輔助提取法可明顯降低提取溫度，縮短提取時間，并有效提高多糖得率。

3　結論

本試驗采用超聲法對珊瑚菌多糖進行提取，通過單因素和正交試驗，考察了料液比、超聲功率、超聲時間、提取次數(shù)對珊瑚菌多糖提取得率的影響，主次因素為料液比＞超聲時間＞提取次數(shù)＞超聲功率。正交試驗結果得到最優(yōu)工藝條件：料液比1∶25（g/mL），超聲功率108W，超聲時間45min，提取4次，珊瑚菌多糖的得率為6.86％。

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Optim ization of Ultrasound-assisted Extraction Polysaccharides from Ramaria botrytoides

ZHU Xiao-juan，ZHENG Guo-dong*
（Jiangxi Key Laboratory of Natural Productand Functional Food，College of Food Science and Engineering，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，Jiangxi，China）

Ultrasonicmethod were used to optimize of extraction technology of polysaccharides from Ramaria botrytoides.The effectofsolid-liquid ratio，ultrasonic power，ultrasonic time and extraction timeson the yield of polysaccharides from Ramaria botrytoides were investigated by single factor and orthogonal tests.Results showed that theoptimum technology parametersofultrasonic extraction are solid-liquid ratio 1∶25（g/mL），ultrasonic power108W，ultrasonic time45min，four times.Under thiscondition，theaverage rateofpolysaccharides from Ramaria botrytoideswas6.86％.

Ramaria botrytoides；polysaccharides；ultrasonicassistedextraction；technologyoptimization

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.011

江西省研究生創(chuàng)新專項資金項目（YC2014-S185）

朱曉娟（1991—），女（漢），碩士，研究方向：天然產(chǎn)物開發(fā)與應用。

鄭國棟（1969—），男（漢），教授，博士，研究方向：天然產(chǎn)物提取分離。

2015-11-05