茶树菇多糖的提取研究.pdf

食品研究与开发 2 0 0 7 . V o l . 2 8 . N O . 0 1 食用菌是营养丰富并兼有食疗价值的食品。 近年 来, 食用菌作为一种绿色食品日益受到各国人民的重 视, 对食用菌的食用和药用价值研究愈来愈深入。食 用菌中所含的真菌多糖是一类重要的保健食品功能 因子 1 3 , 是当今医药和食品工业共同关注的焦点。目 前,国内外对食用菌的研究多在进行多糖等生物活性 物质的提取, 并利用其抗癌活性制备新药 4 , 或利用其 子实体的提取液制备保健食品、 功能食品等方面 5 7 。 茶树菇又叫茶薪菇,是一种被人们称为 “ 菇中珍 品” 的食用菌。 它是担子菌纲伞菌目类绣伞科的真菌微 生物, 它含有多种微量元素和人体所需要的1 7种氨基 酸, 营养价值和药用价值比其它食用菌高出数倍以上。 与日常的食用菌平菇、 金针菇、 阿魏菇、 杏鲍菇等相比 较, 茶树菇蛋白质含量最高; 其多糖物质茶树菇含量达 3 0 0 g / k g(干重) 以上 8 , 是一类很有开发前景的珍稀食 用菌种类。本文研究了传统水提醇沉法和正交实验设 廖丹葵 1 , 孙红娜 1 , 王宗君 1,2 , 黎美霞 1 , 杨克迪 1 , 童张法 1 (1 .广西大学化学化工学院, 广西 南宁5 3 0 0 0 4;2 .广西工业职业技术学院, 广西 南宁5 3 0 0 0 1) 茶树菇多糖的提取研究 摘要: 采用热水浸提法提取茶树菇粗多糖, 采用正交实验考察了提取时间、 提取温度和固液比对茶树菇多糖得率 的影响。结果表明, 提取温度对茶树菇多糖的得率影响最为显著, 在提取温度为9 0 、 固液比1:2 0和提取时间为 4 h提取3次计1 2 h, 茶树菇多糖得率为6 . 1 3 %。在此基础上, 分别考察了微波和超声波外场强化各因素对多糖得率 的影响, 结果表明, 经微波和超声波强化后茶树菇多糖得率均有增加, 超声波强化效果好于微波强化效果, 微波强化 处理后用热水浸提, 多糖得率可达8 . 5 8 %, 超声波外场强化处理频率为5 9 H z, 功率为1 1 2 W, 超声时间为2 0 m i n后 用热水浸提, 多糖得率可达1 0 . 0 7 %, 提取时间减少4 h。 关键词: 茶树菇多糖; 提取; 外场强化 R E S E A R C HO NE X T R A C T I O NM E T H O D S O F P O L Y S A C C H A R I D EF R O MA G R O C Y B EC H A X I N G U L I A OD a n - k u i 1 , S U NH o n g - n a 1 , WA N GZ o n g - j u n 1 , 2 , L I M e i - x i a 1 , Y A N GK e - d i 1 , T O N GZ h a n g - f a 1 (1 . S c h o o l o f C h e m i s t r y a n d C h e m i c a l E n g i n e e r i n g , G u a n g x i U n i v e r s i t y , N a n n i n g5 3 0 0 0 4 , G u a n g x i , C h i n a ; 2 . G u a n g x i V o c a t i o n a l e x t r a c t i o n m e t h o d s ; o u t f i e l di n t e n s i f y i n g 基金项目: 广西自然科学基金 (桂科自0 5 4 2 0 1 4) 作者简介: 廖丹葵 (1 9 6 7 -) , 女 (汉) , 在职博士研究生, 副教授, 研究方 向: 精细化工和制药工程。 科学研究 1 6 食品研究与开发 2 0 0 7 . V o l . 2 8 . N O . 0 1 计提取茶树菇粗多糖, 考察了提取时间、 提取温度和固 液比对茶树菇粗多糖得率的影响,在正交实验的基础 上,研究了微波和超声波外场强化对茶树菇多糖得率 的影响。 1实验材料和方法 1 . 1实验材料、 仪器 新鲜茶树菇 (购于超市) , 乙醇、 硫酸、 苯酚等试剂 均为分析纯; 高速万能粉碎机 (F W1 0 0, 天津市泰斯特仪器有限 公司) ; 紫外可见光分光光度计( U V 2 5 0 1 P C ,日本岛津); 恒温水浴锅 (L B 8 0 1,辽阳市恒温仪器厂) ;微波炉 (WD 8 0 0 C S L 2 3- K 4, 格 兰 仕 ) ; 超 声 波 清 洗 机 (S K 3 3 0 0 L H, 上海科导超声仪器有限公司) ; 电热恒温 干燥箱 (1 0 1 A S - 2, 上海实验仪器有限公司) 。 1 . 2实验方法 1 . 2 . 1茶树菇多糖的提取 新鲜茶树菇烘干后粉碎成8 0目粉末, 称取茶树菇 粉适量, 放入三口烧瓶中, 加水后置于恒温水浴槽, 加 热回流提取一定时间 9 , 提取液用滤纸过滤, 滤渣反复 提取3次, 将3次提取液合并, 用旋转蒸发器浓缩至一 定体积, 加入一定体积无水乙醇密封, 静置过夜, 溶液 经离心后得多糖沉淀, 干燥至恒重得多糖粗产品。 1 . 2 . 2微波和超声波外场强化提取茶树菇多糖 称取茶树菇粉适量,加水调浆后用微波或超声波 按一定条件对其进行强化处理 1 0 1 1 , 按 1 . 2 . 1步骤提取 茶树菇多糖。 1 . 2 . 3总糖含量分析 1 . 2 . 3 . 1标准曲线制备 多糖得率以总糖含量作为指标,多糖含量的分析 方法糖含量测定以葡萄糖为标准品, 采用苯酚-硫酸法 进行测定 1 2 。 1 . 2 . 3 . 2茶树菇多糖含量分析及得率计算 称取干燥至恒重的多糖样品适量,按1 . 2 . 3 . 1步骤 测产品吸光度。 根据标准曲线计算样品中粗多糖含量, 计算茶树菇多糖得率。 茶树菇多糖得率( E R ) = W1 / W 1 0 0 % 式中:W1为粗产品的总糖含量,W为原料质量 8 。 2结果与讨论 2 . 1水提醇沉法茶树菇多糖的提取 影响茶树菇多糖得率的因素很多, 本实验采用L 1 6( 4 3 ) 正交实验设计, 考察了提取温度、 固液比、 提取时间对粗 多糖得率的影响, 各实验条件和结果如表1所示。 从上述实验结果分析和方差分析知3个考察因素 对多糖得率具显著性影响( = 0 . 0 1 ), 其中提取温度对多 糖得率影响最大, 在考察范围内最优方案为A 2B4C3 , 即 温度为9 0 , 固液比为1 : 2 0, 浸提时间为4 h提取3次 共计1 2 h,此组合条件已出现在方案中,多糖得率为 6 . 0 4 %,重复验证后多糖得率为6 . 2 1 %,平均得率为 6 . 1 3 %。 2 . 2微波外场强化提取茶树菇多糖结果分析 采用水提法最佳条件,将茶树菇水提液在提取多 糖前用微波进行外场强化处理, 由于微波的加热作用破 坏了茶树菇的细胞壁使一些小分子量的多糖被快速提 取出来,因此经强化处理后茶树菇的多糖得率明显提 高。实验考察了浸提2次计8 h和3次计1 2 h茶树菇 多糖得率的变化,发现浸提2次和3次的得率已基本 接近,故经外场强化后提取时间改为4 h提取2次计 8 h,在此基础上考察了微波处理时间和处理功率变化 对茶树菇多糖得率的影响, 结果分别如图1、2所示。 表1L 1 6( 4 3 )正交实验及结果分析 T a b l e 1 T h e o r t h o g o n a l e x p e r i me n t a n d r e s u l t a n a l y s i s o f L1 6( 4 3 ) 得率E R(%) E x t r a t i o n r a t e(%) 2 . 7 8 4 . 0 7 3 . 4 3 2 . 4 4 1 . 9 4 3 . 9 7 4 . 4 8 6 . 0 4 2 . 0 3 1 . 9 5 3 . 7 4 3 . 8 4 2 . 5 2 5 . 4 0 3 . 3 5 3 . 2 1 序号 N o . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 K1 K2 K3 K4 R 固液比A T h e r a t i o o f s o l i d - l i q u i d 1 : 1 0 1 : 1 0 1 : 1 0 1 : 1 0 1 : 2 0 1 : 2 0 1 : 2 0 1 : 2 0 1 : 3 0 1 : 3 0 1 : 3 0 1 : 3 0 1 : 4 0 1 : 4 0 1 : 4 0 1 : 4 0 1 2 . 7 3 1 6 . 6 1 1 1 . 5 6 1 4 . 8 6 5 . 0 5 温度B() T e m p e r a t u r e() 6 0 7 0 8 0 9 0 6 0 7 0 8 0 9 0 6 0 7 0 8 0 9 0 6 0 7 0 8 0 9 0 9 . 2 8 1 5 . 3 9 1 5 . 1 9 1 5 . 8 9 6 . 6 1 时间C(h) T i m e(h) 2 3 4 5 3 2 5 4 4 5 2 3 5 4 3 2 1 3 . 9 0 1 3 . 3 8 1 7 . 0 8 1 1 . 3 9 5 . 6 9 图1微波处理时间对多糖得率的影响 F i g . 1 T h e e f f e c t o f mi c r o w a v e - a s s i s t e d e x t r a c t i o n t i me o n p o l y s a c c h a r i d e y i e l d 科学研究 1 7 食品研究与开发 2 0 0 7 . V o l . 2 8 . N O . 0 1 从图1可知多糖得率随微波处理时间增加而增 加, 处理时间为6 m i n时多糖得率达到最大, 再增加微 波处理时间多糖得率反而会下降,这是由于随着处理 时间的增加, 溶液内部会出现局部过热, 使部分茶树菇 多糖发生副反应, 从而导致多糖得率下降; 从图2可知 微波处理为3 2 0 W时多糖得率最高, 微波功率再增加 多糖得率反而会下降,其原因也是由于微波加热强度 较大, 实验中出现了微焦化现象, 即茶树菇发生局部受 热, 导致茶树菇多糖的分解, 使多糖得率下降。因此可 知利用微波进行外场强化的最佳条件是微波功率为 3 2 0 W时处理6 m i n后采用水提法条件但提取时间为 8 h, 多糖得率为8 . 5 8 %。 2 . 3超声波外场强化提取茶树菇多糖结果分析 实验改用超声波外场强化处理,提取条件首先考 察了茶树菇水提液在超声波处理超声频率和功率变化 时对茶树菇多糖得率的影响, 结果如表2所示。 由表2可知超声频率增加可明显提高多糖的得 率, 根据实验室条件在5 9 H z条件下改变超声功率, 结 果发现多糖得率并无显著增加,因此超声外场强化条 件确定为超声频率为5 9 H z, 功率为1 1 2 W后, 考察了 超声处理时间对多糖得率的影响, 结果如图2所示。 图3表明在0 m i n 2 0 m i n内多糖得率随着超声时 间的增加而增加, 但超声超时间超过2 0 m i n后多糖得 率随着时间的增多而减少,出现这种情况的原因可能 是超声波的空化作用和次级效应不仅能加速茶树菇细 胞内多糖的浸出, 随着超声时间增加, 超声波也会使有 机物质发生一些副反应导致多糖得率减少,因此超声 辅助热水浸提法中得到的最佳工艺条件为超声频率为 5 9 k H z,超声时间反应时间为2 0 m i n后采用水提法条 件但提取时间为8 h, 多糖得率为1 0 . 0 8 %。 3结论 采用正交实验设计考察了浸提温度、 浸提时间和 固液比等因素对热水浸提茶树菇多糖法的影响, 发现 浸提温度对多糖得率影响最大, 得到热水浸提法的最 佳提取条件为浸提温度9 0 , 固液比1 : 2 0, 浸提时间 4 h共3次计1 2 h, 多糖得率为6 . 1 3 %。 微波外场强化辅助可明显缩短提取时间和提高粗 多糖的得率,微波外场强化的最佳条件为微波功率 3 2 0 W, 处理时间6 . 0 m i n后采用水提法条件, 但提取时 间改为8 h, 多糖得率为8 . 5 8 %。比热水浸提法提高了 2 . 4 5 %。 超声波外场强化辅助提取茶树菇粗多糖效果优于 微波外场强化效果, 超声频率、 处理时间对粗多糖的得 率均有较大影响,其外场强化的最佳条件为超声频率 5 9 k H z, 强化时间为2 0 . 0 m i n后采用水提法条件, 但提 取时间改为8 h, 多糖得得率为1 0 . 0 8 %, 比用热水浸提 法提高了6 2 %, 比微波辅助法提高了1 7 . 4 %。 参考文献: 1 孔繁祚.糖化学 M .北京: 科学出版社, 2 0 0 5 : 6 3 3 6 4 8 . 2 王小东.真菌多糖的研究进展 J .江西科学, 2 0 0 5 , 2 3(3): 2 4 3 2 4 6 . 3 李小定.真菌多糖生物活性研究进展 J .食用菌学报, 2 0 0 2 , 9 ( 4 ) : 5 0 5 8 . 4 史琦云, 邵威平.八种食用菌营养成分测定与分析 J .甘肃农业大 学学报, 2 0 0 3 , 3 8(3): 3 3 6 3 3 9 . 5 郑义.茶薪菇人工栽培及营养成分分析 J .中国实用菌, 1 9 9 9 , 1 8 (5): 1 3 1 4 . 6 F r a n z G . P o l y s a c c h a r i d e s i n P h a r m a c y : C u r r e n t A p p l i c a t i o n s a n d F u - t u r e C o n c e p t s , P l a n t M e d i c a l , 1 9 8 9 , 5 5 : 4 9 3 4 9 7 . 7 K . M . L o , P e t e r C . K . C h e u n g . A n t i o x i d a n t a c t i v i t y o f e x t r a c t s f r o mt h e f r u i t i n gb o d i e so fA g r o c y b ea e g e r i t av a r .a l b a .F o o dC h e m i s t r y . 2 0 0 5 , 8 9 : 5 3 3 5 3 9 . 表2超声波强化超声频率、 功率对得率的影响 T a b l e 2 T h e e f f e c t o f u