張東亮 王 薇 吳巧鳳*
浙江中醫(yī)藥大學藥學院(310053)
雞腿菇,學名毛頭鬼傘(Copyinds Comatus),又名刺蘑菇、雞腿蘑,因形如雞腿,營養(yǎng)豐富,肉質肉味如雞絲而得名。目前它已被定為符合聯(lián)合國糧農組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)要求的集“天然、營養(yǎng)、保健”3種功能為一體的16種珍稀食(藥)用真菌之一[1]?,F(xiàn)代藥理研究表明,雞腿菇有效活性成分多糖具有降血糖、調血脂、抑菌、抗氧化,提高免疫力、抗腫瘤等多種生理活性作用[2-5],因此對雞腿菇資源的開發(fā)具有重要意義。目前雞腿菇多糖多采用熱水浸提[6],超聲波[7]或微波輔助提取[2]等方法,但仍以工藝簡單,多糖提取率較高的統(tǒng)熱水浸提的方法為主[3,6,8]。本試驗旨在利用響應面分析法[9-11],優(yōu)化雞腿菇多糖的熱水浸提工藝。
儀器:S22PC可見分光光度計(上海棱光技術有限公司);R-201旋轉蒸發(fā)器(上海申勝生物科技有限公司);HH-S型水浴鍋(鞏義市英峪于華儀器廠);SHZ-D循環(huán)水式真空泵(鞏義市英峪于華儀器廠)。
試藥:雞腿菇干品產自浙江省麗水市,經浙江中醫(yī)藥大學藥學院資源教研室俞冰副教授鑒定為Copyinds Comatus。葡萄糖標準品由中國藥品生物制品檢定所提供(批號110833-200503),其他試劑均為分析純。
2.1 雞腿菇多糖的含量測定[12,13]
2.1.1 標準品溶液和供試品溶液的配制
標準品溶液:精密稱取干燥至恒重的葡萄糖標準品1.0010g,入100mL容量瓶中并加蒸餾水稀釋至刻度,搖勻得葡萄糖標準品儲備液。從中移取1mL溶液加蒸餾水稀釋,定容于100mL容量瓶中得濃度為0.1mg/mL的葡萄糖標準品溶液。
供試品溶液:分別準確稱取雞腿菇干品15份,每份5.0g,加20倍量80%乙醇于80℃水浴加熱回流,趁熱抽濾,反復3次,每次2h,殘渣以熱水浸提得雞腿菇多糖溶液(具體操作步驟見表1和表2中的因素和水平),趁熱抽濾,反復3次,合并濾液,濃縮后定容于100mL容量瓶,即得供試品溶液。
2.1.2 線性關系的考察
精密吸取葡萄糖標準品溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL,分別置于25mL比色管中,各加蒸餾水補至1mL,再各加5%苯酚溶液1.0mL,搖勻,迅速加入濃硫酸5.0mL,渦旋混勻后,冷卻30min至室溫后,以蒸餾水為空白對照,在490nm波長處于分光光度計上分別測定吸光度,得吸光度Y與濃度X的回歸方程:Y=6.8271X+0.0695,相關系數(shù)R=0.9994,表明葡萄糖在0~0.1mg/mL濃度范圍內與吸光度呈良好的線性關系。
2.1.3 精密度試驗
取葡萄糖標準品溶液 1mL,置于 25mL比色管中,其余操作按“2.1.2”項下方法進行。平行測定6次吸光度,結果RSD為0.93%,表明儀器的精密度良好。
2.1.4 穩(wěn)定性試驗
取供試品溶液1mL,定容于25mL容量瓶中,移取1mL溶液置于25mL比色管中,其余操作按“2.1.2”項下方法進行。分別于10、20、30、40、50、60min后測定吸光度,結果RSD為0.86%,表明在1h內吸光度穩(wěn)定,故多糖含量測定應在顯色后應在1h內完成測定。
2.1.5 加樣回收率試驗
取已知含量的供試品溶液9份,分別加入3個水平的葡萄糖標準品溶液,定容于25mL容量瓶中,從中移取1mL入25mL比色管中,其余操作按“2.1.2”項下方法進行,測定吸光度,計算加樣回收率,9次加樣回收率平均值為99.0%,RSD為2.94%,表明本測定方法可靠。
2.1.6 多糖的含量測定
分別移取供試品溶液各1.0mL,蒸餾水定容于25mL容量瓶,搖勻后各取1mL,置于25mL比色管中,其余操作按“2.1.2”項中方法進行,并在490nm波長處于分光光度計上測定吸光度,由回歸方程計算多糖含量。結果見表2。
2.2 雞腿菇多糖的提取工藝研究
2.2.1 響應面分析法因素的選取及方案分析
分別準確稱取雞腿菇干品5.0g,按“2.1.2”項下方法預處理得殘渣,后根據Box-Behnken的中心組合實驗設計原理,綜合相關單因素實驗數(shù)據,選取提取溫度、料液比、提取時間3個因素,采用SAS(SAS Package Veion 9.1.3)對數(shù)據進行回歸分析。以雞腿菇多糖提取率作為響應值(Y)。方案及試驗結果見表1和表2。
表1 響應面試驗因素考察表
2.2.2 試驗結果分析
采用SAS 9.1.3軟件對表2的結果進行響應面回歸分析,得擬合方程:Y=3.097442 + 0.244976X1- 0.070011X2+0.217385X3- 0.176271X1×X1+0.14432X1×X2- 0.030004X1×X3- 0.202157X2×X2+ 0.003289X2×X3-0.12838X3×X3,對回歸方程進行顯著性檢驗和方差分析,結果見表3。
表2 響應面試驗安排及結果
表3 回歸方程的顯著性檢驗及方差分析結果
由表3可知,在置信區(qū)間95%時,線性相關系數(shù)為98.65%.可見回歸方程具有較高的顯著性,可用于替代試驗點對實驗結果進行分析,并進一步對回歸方程各項進行顯著性檢驗,見表4。
表4 回歸方程各項的顯著性檢驗結果
由表4可知,方程一次項、二次項、交互項對提取率影響都具有顯著性差異。由此可見,各具體實驗因素對響應面值的影響非簡單的線性關系。同時做出等值線圖和響應面圖(圖1~6),進行分析計算后得出理論最佳提取工藝條件為:提取溫度:76.69℃,料液比:1∶20.19,提取時間:108.15min,在此條件下雞腿菇多糖的理論提取率為26.03mg/g。結合實際生產條件和方差分析結果,確定最佳提取工藝為:加雞腿菇藥材20倍量的水,在77℃溫度提取108min。
2.2.3 驗證性試驗
圖1 y= f1(x1,x2)的等值線(x 3=0)
圖2 y=f1(x1,x2)響應面值(x3=0)
圖3 y=f2(x2,x3)等值線圖(x1=0)
圖4 y=f2(x2,x3)響應面圖(x1=0)
圖5 y=f3(x1,x3)等值線(x2=0)
圖6 y=f3(x1,x3)響應面圖(x2=0)
按照最佳熱水浸提工藝進行驗證性試驗,提取3次,測得靈芝多糖的平均提取率為25.69mg/g,RSD為0.65%。表明該工藝穩(wěn)定可行。
3.1 響應面分析法(response surface methodology,RSM)是一種優(yōu)化反應條件和加工工藝參數(shù)的有效方法,廣泛應用于化學化工、生物工程、食品工業(yè)等方面[14]。它與正交試驗設計法不同,求得的回歸方程精度高,能研究幾種因素間交互作用等優(yōu)點,并能夠通過相應圖尋求在整個區(qū)域上因素的最佳組合和響應值的最優(yōu)值。
3.2 根據響應面分析確定雞腿菇多糖的最佳提取工藝參數(shù):浸提溫度 77℃,料水比 1∶20,浸提時間108min。按照此工藝條件提取雞腿菇多糖的提取率較高,可達 25.69mg/g,試驗值比理論預測值基本吻合,說明建立的數(shù)學模型能較好的預測各因素同提取率之間的關系。
3.3 12號試驗表明在浸提溫度 80℃,料水比 1∶20,浸提時間120min條件下,提取率為26.48mg/g,比最佳工藝提取率稍高。但其提取過程中耗能大,且提取時間比最佳工藝長,不適合工業(yè)化大生產的需要。因此最終確定雞腿菇多糖的最佳提取工藝參數(shù)為:浸提溫度77℃,料水比 1∶20,浸提時間108min,多糖提取率為25.69mg/g。
3.4 雞腿菇作為真菌中的“后起之秀”,因其較高的營養(yǎng)和藥用價值而越來越受到重視。由本文研究及文獻報道可知雞腿菇含有較高的多糖,本文根據生產實際,確定了雞腿菇多糖的熱水浸提的最佳工藝,可為雞腿菇多糖的進一步開發(fā)提供科學的實驗依據。
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