秦令祥，崔勝文，周婧琦，高愿軍，*

（1.漯河中德雙成功能食品研究院有限公司，河南漯河462300；2.漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南漯河462300）

香菇（Lentinus edodes）為擔(dān)子菌綱、傘菌目、側(cè)耳科真菌，是世界上第二大食用菌種[1]，其營(yíng)養(yǎng)豐富，味道鮮美，具有很高的藥用價(jià)值，是一種集營(yíng)養(yǎng)、保健和藥用功效于一體的藥食兩用真菌[2]，廣泛分布我國(guó)各省區(qū)，在我國(guó)有悠久的食用歷史，被譽(yù)為“山珍之王”，“菌中皇后”[3]，是人類理想的健康食品。

香菇多糖（Lentnan，簡(jiǎn)稱LNT）是從香菇的子實(shí)體中分離純化得到的高分子葡聚糖，主要成分為葡萄糖，還含有少量的甘露糖、巖藻糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖等。香菇多糖是香菇中最重要的一種生物活性物質(zhì)，是一種重要的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，具有調(diào)節(jié)免疫[4]、抗病毒[5]、抗腫瘤、降血糖等作用，目前，已廣泛應(yīng)用于人的臨床治療[6-10]。因此，建立穩(wěn)定的、高效的香菇多糖提取方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究是利用超微粉碎前處理協(xié)同超聲波輔助提取香菇多糖，以期能獲得一種穩(wěn)定、高效的提取香菇多糖的方法，為香菇多糖的深入研究與開發(fā)獲得一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干香菇：丹尼斯超市；葡萄糖、苯酚、硫酸、無(wú)水乙醇等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2450島津紫外可見分光光度計(jì)：深圳市瑞盛科技有限公司；TDL-50B臺(tái)式低速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；HH-M4數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海赫田科學(xué)儀器有限公司；BSA124S電子分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；WJW400超微粉碎機(jī)：青島帕羅德粉體設(shè)備有限公司；WN-20萬(wàn)能粉碎機(jī)：廣州旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司；DS-8510DT超聲波清洗器：上海生析超聲儀器有限公司；W3001全自動(dòng)智能型激光粒度分析儀：濟(jì)南微納儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 香菇粗粉的制備

將從超市中購(gòu)得的干香菇在80℃烘箱中干燥至恒重，用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎，過60目的篩網(wǎng)，得到符合條件的香菇粗粉，備用。

1.3.2 超微粉碎前處理協(xié)同超聲波輔助提取香菇多糖方法

將1.3.1所得香菇粗粉，放入超微粉碎機(jī)中，參數(shù)設(shè)置為：進(jìn)料量800 g，轉(zhuǎn)速5 000 r/min，超微粉碎時(shí)間20 min，進(jìn)行超微粉碎，然后稱取不同粒度的超微香菇粉5.000 0 g于錐形瓶中，量取一定量的蒸餾水，進(jìn)行超聲波輔助提取，冷卻至室溫，離心，取上清液，加入4倍體積的無(wú)水乙醇混合，置4℃下醇沉12 h，離心10 min，干燥即得香菇粗多糖。

1.3.3 粒度的測(cè)定

取一定量的超微粉碎后的香菇超微粉置于燒杯中，加入一定量95%的乙醇，然后用激光粒度分析儀測(cè)定粒度。

1.3.4 香菇多糖提取率的測(cè)定

香菇多糖提取率的測(cè)定選用苯酚-硫酸法[11]。準(zhǔn)確稱取烘干并恒重的香菇0.100 0 g，定容在100.00 mL容量瓶中，搖勻，以此作為測(cè)定香菇多糖的樣品液。再分別吸取2 mL樣品液于試管中，用苯酚-硫酸法測(cè)定香菇多糖含量。香菇多糖提取率根據(jù)下列公式計(jì)算。

式中：c為由標(biāo)準(zhǔn)曲線算得的多糖質(zhì)量濃度，mg/mL；V為定容體積，mL；N為稀釋倍數(shù)；m為香菇干粉質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取香菇多糖的單因素研究

2.1.1 粉碎粒度大小對(duì)香菇多糖提取率的影響

分別采用粉碎粒度為 30、40、50、60、70 μm 的香菇超微粉，設(shè)定料液比1∶20（g/mL）、提取時(shí)間 30 min，然后測(cè)定香菇多糖提取率，結(jié)果如圖1所示。

圖1 香菇粒度對(duì)香菇多糖提取率的影響Fig.1 The effect of the ratio of granulesize on extraction yield of lentinan

由圖1可以看出，隨著香菇粒度的不斷增加，多糖提取率不斷減小。這可能是由于香菇粒度越小，粉碎程度越高，香菇在粉碎機(jī)中受到的剪切、碰撞等作用力越大，進(jìn)而香菇破壁程度就越高，多糖溶出就越多，多糖提取率就越大。因此，本研究選擇最佳香菇粒度為30 μm，此時(shí)的多糖提取率為6.89%。

2.1.2 料液比對(duì)香菇多糖提取率的影響

分別采用料液比為 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1∶30（g/mL）進(jìn)行超聲波法提取，設(shè)定超聲溫度60℃、超聲功率600 W、超聲時(shí)間20 min，然后測(cè)定香菇多糖提取率，其結(jié)果如圖2所示。

圖2 料液比對(duì)香菇多糖提取率的影響Fig.2 The effect of the ratio of solid on extraction yield of lentinan

由圖2可以看出，隨著料液比的增加，香菇多糖提取率先增大后減小。這可能是由于水作為超聲波介質(zhì)，隨著料液比的增加，溶劑量增大，超聲波介質(zhì)的液體增多，使香菇多糖物質(zhì)向外擴(kuò)散的阻力變小，進(jìn)而提取率增大，但隨著料液比繼續(xù)增加，水分含量不斷增多，香菇原料底物的濃度被稀釋，催化反應(yīng)效率減小，進(jìn)而提取率降低。因此，本研究選用最佳的料液比為1∶20（g/mL），此時(shí)的多糖提取率為6.92%。

2.1.3 超聲波功率對(duì)香菇多糖提取率的影響

分別采用不同的超聲波功率 200、300、400、500、600 W，設(shè)定料液比 1∶20（g/mL）、超聲溫度 60℃、超聲時(shí)間20 min，然后測(cè)定香菇多糖提取率，其結(jié)果如圖3所示。

圖3 超聲功率對(duì)香菇多糖提取率的影響Fig.3 The effect of ultrasound power on extraction yield of lentinan

由圖3可以看出，隨著超聲功率的增加，香菇多糖的提取率不斷增大，這是由于隨著超聲功率的增大，超聲波作用頻率、空化、振動(dòng)作用加強(qiáng)，因而導(dǎo)致提取率提高，但是考慮到過高的超聲功率會(huì)對(duì)多糖分子結(jié)構(gòu)造成破壞使多糖活性降低和能耗等方面的因素，故選用最佳的超聲波功率為600 W，此時(shí)的多糖提取率為6.97%。

2.1.4 超聲時(shí)間對(duì)香菇多糖提取率的影響

分別采用不同的超聲時(shí)間 10、20、30、40、50 min，設(shè)定料液比1∶30（g/mL）、超聲功率600 W，超聲溫度60℃，然后測(cè)定香菇多糖提取率，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 超聲時(shí)間對(duì)香菇多糖提取率的影響Fig.4 The effect of ultrasound time on extraction yield of lentinan

由圖4可以看出，隨著超聲時(shí)間的不斷增加，香菇多糖的提取率先增大后減小，這是由于超聲時(shí)間的增加，使得香菇多糖結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而降低了多糖提取率。因此，本研究選用最佳的超聲時(shí)間20 min，此時(shí)的多糖提取率為6.93%。

2.2 超微粉碎前處理協(xié)同超聲波法輔助提取香菇多糖最佳條件的確定

2.2.1 正交試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，選取粉碎粒度、料液比、超聲功率、超聲提取時(shí)間為試驗(yàn)因素，選取L1（645）進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，探討超微粉碎前處理協(xié)同超聲波輔助法提取香菇多糖工藝的最佳工藝參數(shù)。試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factor levels table of orthogonal experimental design

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The result of orthogonal experimental design

由表2極差分析可知，各因素對(duì)香菇多糖提取率的影響大小順序?yàn)椋篈＞C＞B＞D，從表2的正交試驗(yàn)結(jié)果和極差分析可知，因素A第1水平最好，因素B第1水平最好，因素C第3水平最好，因素D第1水平最好，因此最優(yōu)水平搭配為A1B1C3D1。

2.2.3 香菇多糖提取率方差分析

為進(jìn)一步確定超微粉碎前處理協(xié)同超聲波輔助法提取香菇多糖的最佳工藝條件，對(duì)試驗(yàn)誤差和工藝條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響進(jìn)行評(píng)估和判斷，通過方差分析，結(jié)果見表3。

表3 方差分析結(jié)果Table 3 The variance analysis results

由表3可以看出，在顯著水平P=0.05時(shí)，粉碎粒度、料液比和超聲功率對(duì)香菇多糖的提取率影響較大，達(dá)到了顯著水平。結(jié)合表2的結(jié)果，A1、B1、C3水平優(yōu)于超聲時(shí)間。由于超聲時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)于提取率的影響不是顯著因素，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)的影響不大，本著高效、節(jié)能、降耗的原則，確定D1為D因素最佳水平。綜上分析，確定超微粉碎協(xié)同超聲波輔助法提取香菇多糖的最佳工藝條件組合為：A1B1C3D1，即粉碎粒度 30 μm、料液比 1 ∶20（g/mL）、超聲功率 600 W、超聲時(shí)間20 min。

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

對(duì)通過正交試驗(yàn)得出的最佳工藝條件進(jìn)行最優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)，3次平行試驗(yàn)的香菇多糖提取率平均值為7.36%，顯著高于其他條件下的香菇多糖提取率。

3 結(jié)論

本研究采用超微粉碎前處理協(xié)同超聲波輔助法提取香菇多糖，可顯著提高香菇多糖提取率，此法具有條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、提取率高的特點(diǎn)。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)，得到提取香菇多糖的最佳工藝條件為：粉碎粒度30 μm、料液比1∶20（g/mL）、超聲功率600 W、超聲時(shí)間20 min。在此工藝條件下，香菇多糖的提取率為7.36%。因此，本研究得到的工藝可為香菇多糖的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)以及多糖化合物的綜合利用提供理論依據(jù)。