复合酶法提取金针菇多糖及光谱分析

复合酶法提取金针菇多糖及光谱分析复合酶法提取金针菇多糖及光谱分析 摘要 研究了复合酶法提取金针菇 多糖的最佳工艺条件 并对金针菇多糖进 行了光谱分析 采用木瓜蛋白酶 纤维素酶复合处理 对加酶质 量比 酶解温度 酶解时间 4 个因素对多糖提取率的影响 进行了正交试验 确定了复合酶法提取金针菇多糖的最佳工艺条 件为酶解温度 复合酶添加量 加酶质量比 木 瓜蛋白酶 纤维素酶 酶解时间 此条件下多糖提取率可达 关键词 金针菇 多糖 复合酶法提取 正交试验 光谱分 析 combined enzyme extraction and spectral analysis of flammulina velutipes polysaccharides liang mina zou dong huib guo hong wenb li angb u ere test m a r 金针菇 又名冬 菇 朴菇 构菌 青杠菌 毛柄金钱菌 隶属担子菌亚门 层菌纲 伞菌目 口蘑科 金钱菌属 金针菇菌盖滑嫩 菌柄细长脆嫩 形 美 味鲜 是世界上著名的食药两用菌和观赏菌 具有较高 的营养价值和药用价值 有广阔的开发前景 金针菇子实体中除含有蛋白质 氨基酸 矿物质 维生素和对 人体有益的微量元素外还含有一种重要的生物活性高分子多糖 金针菇多糖由于具有抑制肿瘤 抗癌 增强肌体免疫力 等作用而受到广泛重视 如何提高金针菇多糖的提取 率 降低成本已成为拓展金针菇使用范围 提高其应用价值的关 键 传统的浸提法虽然是提取多糖的经典方法 但时间长 效率低 能耗大 金针菇多糖通常被包裹在植物细胞壁内 并且多糖往往 和蛋白质结合在一起 以蛋白质多糖的形式存在 研究表明中性 蛋白酶能有效酶解与多糖结合在一起的蛋白质 从而将多糖释放 出来而提高多糖提取率 同时降低了多糖中蛋白质的含量 提高 了多糖的纯度 复合酶法处理可以提高多糖提取率 减少能 源消耗 缩短提取时间 因此 探索更为高效 经济 可靠的提 取方法对金针菇多糖的研究开发具有重要的现实意义 材料与方法 材料 原料 取市售新鲜金针菇 除去根部 清洗切块 粉碎 干燥 过 目筛 过筛之后把各 级金针菇干粉分别装到清洁干燥的烧杯中 置于真空干燥箱中待 用 1 1 2 试剂 苯酚 天津市科密欧化学试剂开发中心 葡萄糖 天津市凯通化学试剂有限公司 色谱 柱 公司 纤维素酶 国药集团化学试剂有 限公司 木瓜蛋白酶 北京世纪时尚科贸有限公司 所用试剂均 为分析纯 3 仪器与设备 电热恒温水浴锅 上海跃进医疗器械 厂 电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司 型紫外 分光光度计 北京赛多利斯仪器系统有限公司 离心机 上海跃 进医疗器械厂 九阳料理机 山东九阳小家电有限公司 型台式恒温振荡器 上海跃进医疗器械厂 紫外可见分光光度计 美国 公司 傅里叶变换红外光谱仪 美国 公司 方法 1 葡萄糖标准曲线的制定 以葡萄糖浓度为横坐标 吸光度为纵坐标作图 得葡萄糖标准曲线的回归方程为 在 范围内呈良好的线性关系 2 多糖清液的提取方法 称取 目的金针 菇干粉 放入 的三角瓶中 加入一定量去离子 水 混合均匀后置于 水浴锅中水浴 调节 称取木瓜蛋白酶和纤维素酶按一定比例混合 加入 去离子水溶解 金针菇溶液放在水浴中预热至酶解温度 将酶液 加入到金针菇溶液中 在恒温振荡器上提取 反应结束 将三角 瓶放到沸水锅中 沸水浴 灭酶 灭酶结束冷却至室温 将酶提取液放入到离心管中 离心 取上 清液 即得到复合酶法提取的多糖清液 3 蛋白质的去除方法 采用 法去除多糖清 液中的蛋白质 6 在多糖清液中加入其 体积的氯仿 正 丁醇 氯仿与正丁醇体积比 将其置于具塞试管中 充分 摇匀 后用离心机离心 剔去下面的白色 浑浊液 取上清液 这样的操作重复进行 次即可除去蛋白 质 4 多糖的获得方法 金针菇多糖在水中的溶解度较大 所以先用去离子水初步提取 之后取上清液 用 0 g l 的活性炭 脱色 加入体积分数为 的乙醇 使溶液中乙醇的体积 分数达到 进行醇沉 醇沉过程中要将其保存在 冰箱中 保持 后 离心 取沉淀 置于真空干燥箱中干燥 即可得到金针菇多糖 7 5 多糖含量的测定方法 采用苯酚 硫酸比色法 8 苯酚 硫酸法是以硫酸 苯酚作为显色剂 它们与金针菇多糖发 生显色反应后在 波长处测定其吸光度 再通过已经获 得的葡萄糖标准曲线计算求得金针菇中的多糖含量 单因素试验 物料粒度对金针菇多糖提取率的影响 将金针菇粉通过 目筛 分别得到小于 目 目 目 目和 目以上 的金针菇粉 取一定量的以上 种样品 选择料水质量比 水浴中提取 计算各样品的多糖提取率 研究物料粒度对金针菇多糖提取率的影响 料水质量比对金针菇多糖提取率的影响 等量称取 目的金针菇粉 份 选择料水质量比 分别于 水浴中提出 计算各样品的多糖提取率 研究料水质 量比对金针菇多糖提取率的影响 复合酶添加量对金针菇多糖提取率的影响 等量称取 目的金针菇粉 份 选择料水质量比 加 入适量复合酶 加酶质量比 木瓜蛋白酶 纤维素酶 控制复合酶质量分别为金针菇粉质量的 在 水浴中提 取 计算各样品的多糖提取率 研究复合酶添加量对金针菇 多糖提取率的影响 1 2 7 正交试验 影响金针菇多糖的提取因素很多 通过预试 验选择其中的 4 个因素作为研究的对象 加酶质量比 木瓜蛋白 酶 纤维素酶 酶解温度 ph 酶解时间 采用四因素三水平正 交试验确定提取金针菇多糖的最佳条件 因素与水平见表 1 8 多糖的色谱分离纯化方法 金针菇多糖粗品水溶解 后 取 上 色谱柱 用恒流 泵控制流速 自动部分收集器收集 每管收集 用苯酚 硫酸法测定各洗脱液于 处的 吸光度 收集其流出液 冷冻干燥得到纯化后的样品 1 2 9 多糖成分分析方法 1 红外吸收光谱分析 采用美国 公司的 傅里叶变换红外光谱仪 在 c 1 范围 内对提取的金针菇多糖进行红外吸收光谱扫描 2 紫外吸收光谱分析 采用美国 公司的 紫外可见光分光光度计 在 800 范围内对提取的金针菇多糖进行紫外吸收光谱扫描 结果与分析 单因素试验结果 物料粒度对金针菇多糖提取率的影响 从图 1 可 知 小于 目 目 目 目和 目以上的金针菇粉的多糖提取率分别为 和 由此可知 目的金针菇粉多糖提取率最高 图 因此试验选 定物料粒度为 目 料水质量比对金针菇多糖提取率的影响 从图 2 可知 料水质量比为 的条件下 金针菇的多糖提取率分别为 和 当料水质量比在 和 1 10 之间 随着料水质量 比的减小 多糖提取率较快地增长 继续减小料水质量比多糖提 取率仍有升高 但升高速率减小 在提取中加水太少 太多皆不 利于以后的分离 而且加重了生产中的负担 因此试验确定料水 质量比为 复合酶添加量对金针菇多糖提取率的影响 从图 可以看出 随着复合酶添加量的增加 多糖提取率也逐渐增加 复合酶添加量大于 后多糖提取率增加趋于平缓 考虑到 酶的成本及效果 复合酶添加量宜为 金针菇多糖提取的正交试验结果分析 由表 2 中 个因素的极差值可知 影响金针菇多糖提取率的 4 个因素的主次顺序是 通过正交试验可知复合酶 法提取金针菇多糖的最佳工艺条件为 即加酶 质量比 木瓜蛋白酶 纤维素酶 为 酶解温度为 酶解时间为 此时金针菇的多糖提取率为 3 金针菇的多糖成分分析结果 3 金针菇多糖结构红外吸收光谱分析结果 红外吸收 光谱是有机化合物结构表征的重要方法 在实验室得到了普遍的 应用 有机化合物的化学键或官能团都有各自的特征振动频率 因此可以测定化合物的红外吸收光谱 根据吸收带的位置 推断 出分子中可能存在的化学键或官能团 再结合其他信息便可确定 化合物的结构 由图 4 可知 和 处峰值是由多糖中 的伸缩振动引起的 羟基在分 子间发生缔合 并不是游离的 在 处是由多 糖中 的伸缩振动引起的 在 处吸收峰是 的 的伸缩振动引起的 为肽 链上酰胺碳基的吸收峰 在 处是由多糖中 的变角振动引起的 在 处是由多糖中 和 的伸缩振动引起的 在 处是由 吡喃环中 的变角振动引起的 在 处为 吡喃环中 的变角振动吸收峰 在 处是由吡喃环中 的变角振动引起的 金 针菇多糖具有典型的多糖物质的吸收峰 而且多糖中存在吡喃环 和呋喃环 具有 构型 3 金针菇多糖结构紫外吸收光谱分析结果 紫外吸收 光谱应用广泛 可用于有机化合物的结构表征以及有机化合物的 定量分析 由于此法灵敏度较高 能检测出 浓度的化合物 因此在试验中可采用此法测定其中的 微量杂质如核酸和蛋白质 由图 5 可知 得到的紫 外吸收光谱较为光滑 在核酸 吸收峰 和蛋白质 吸收峰 n 吸收波长处未出现峰值 所以核酸和蛋白 质的含量较小 结论与讨论 采用正交试验确定了金针菇多糖复合酶法提取的最佳工艺条件 即木瓜蛋白酶与纤维素酶质量比为 复合酶添加量为 0 5 酶解温度为 为 酶解时间为 此时多糖提取率为 参考文献 姜思昌 孙云汉 金针菇的保健功能 食品研究 与开发 吴梧桐 高美凤 吴文俊 多糖的抗肿瘤作用研究进 展 中国天然药物 王雪冰 赵天瑞 樊 建 食用菌多糖提取技术研究 概况 中国食用菌 6 叶凯贞