王翠，何文勝

（福建生物工程職業(yè)技術學院，福建 福州 350002）

金針菇菇根廢棄物多糖提取工藝優(yōu)化研究*

王翠，何文勝

（福建生物工程職業(yè)技術學院，福建 福州 350002）

以金針菇菇根廢棄物為原料，用物理破碎法和熱水浸提法研究金針菇廢棄物多糖提取的最優(yōu)工藝條件。通過采用單因素實驗和正交實驗進一步優(yōu)化提取工藝條件，確定影響多糖得率的主次因素分別為乙醇濃度、浸提比和提取時間。結果表明：金針菇菇柄廢棄物多糖提取的最優(yōu)工藝條件為浸提溫度90℃，浸提2次，浸提時間90min、料液比1∶20(m∶v)、乙醇濃度80%，該條件下多糖提取率達8.09%。該工藝具有工藝過程簡單、成本低廉、設備要求低、提取率高的特點，適合工廠化生產，有較高的推廣價值。

金針菇；菇根；多糖；提??；工藝優(yōu)化

金針菇學名毛柄金錢菌，又稱毛柄小火菇、構菌、樸菇、冬菇、凍菌、金菇、智力菇等，植物學名為Flammulina velutiper(Fr.)Sing.[1]。金針菇富含蛋白質、糖類、氨基酸、維生素和鐵鋅硒等微量元素，適合氣血不足、營養(yǎng)不良的老人、兒童、癌癥患者、肝臟病及胃、腸道潰瘍、心腦血管疾病患者食用，是一種很好的保健食品[2]。

金針菇多糖(Flammulina velutipes polysaccharides，F(xiàn)VP)是金針菇中一種具有生物活性的物質，它對小鼠肉瘤 S-180有明顯的抑制作用[3]。此外FVP在抗炎、抗疲勞、耐缺氧及提高巨噬細胞吞噬功能方面均有顯著作用[4]。若直接食用金針菇，金針菇多糖的含量低，功效不能完全發(fā)揮[5]。將金針菇多糖從金針菇中提取富集，制成口服液、膠囊等產品，既實現(xiàn)了金針菇的深加工，其提高附加值，又可以充分發(fā)揮金針菇多糖的功效。金針菇采收時，緊鄰培養(yǎng)基的菇柄部分會被切除，產生大量的廢棄物，約占原料的20%～30%。雖然菇柄廢棄物可以作為培養(yǎng)基再次利用，但其中含有木質素、纖維素、蛋白質、多糖、礦質元素等營養(yǎng)物質[6]沒有得到充分利用。從菇柄中提取金針菇多糖可以降低生產成本，還可以減少金針菇加工過程的廢棄物，促進食用菌產業(yè)的健康快速發(fā)展。

金針菇多糖提取方法一般為熱水浸提法，經(jīng)常用酶解、微波、超聲波[7]等輔助措施，以提高多糖提取率。研究[6,8-12]表明，金針菇多糖熱水浸提法的最優(yōu)條件為溫度90℃左右，料液比1:20～40(m:v)，提取2～4次，提取率為0.99%～8.07% ，該法工藝簡單，但提取率稍低。超聲輔助熱水浸提法的條件為超聲波功率80～420W，處理時間9～50min，料液比1:20～35(m:v)，提取率為1.26% ～3.14%[10,13,14]，該工藝提高了多糖提取率，但設備復雜，不適于工業(yè)化規(guī)模化生產。梁敏等[15]研究了酶解輔助熱水浸提法的最優(yōu)條件，為溫度55℃，木瓜蛋白酶濃度0.6%，pH值7，提取3h，提取率為7.6%，該工藝對提取率有較大提高，但對提取條件要求嚴格。黃瓊等[16]研究了微波協(xié)同酶法對多糖提取率的影響，優(yōu)化的工藝條件下多糖提取率高達21.76% ，但所需設備繁瑣，工藝復雜，對提取條件要求嚴格，不適合工業(yè)化生產。因此，在中國現(xiàn)有的技術裝備和經(jīng)濟情況下，酶解、超聲波等輔助熱水浸提法均不適合工業(yè)化生產，必須進一步研究熱水浸提法，提高提取率。

試驗以金針菇的廢棄物菇柄為原料，采用烘干物理破碎法和熱水浸提法提取金針菇多糖，研究金針菇廢棄物多糖經(jīng)濟、高效的提取工藝，提高提取率，為金針菇多糖產品開發(fā)提供一定參考，為金針菇菇柄廢棄物的資源化利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：金針菇菇根下腳料（由福建省裕興農業(yè)科技有限公司提供）；95%乙醇、33%H2O2、氯仿、正丁醇、丙酮均為國產分析純試劑；

儀器：恒溫干燥箱，電熱恒溫水浴鍋、離心機、分析天平等。

1.2 方法

1.2.1 金針菇多糖提取率的測定

1.2.1.1 材料預處理：試驗采用物理法破碎，處理方法：取金針菇菇根下腳料，除去栽培基質等雜質，65℃條件下干燥24h，磨碎過0.25mm篩，備用。

1.2.1.2 多糖浸提液的制備：在分析天平上準確稱取2g粉末放入大試管中，加適量的水浸泡30min，使粉末充分吸水膨脹，便于多糖的浸出，減少蒸煮時間。將復水的漿體里按照一定浸提比加入蒸餾水，將大試管放入90℃的水浴鍋浸提一定時間，每隔15min搖晃大試管1次，使菌多糖被充分浸提出來，然后冷卻，以4500r/min離心15min，取上清，浸提2次，在沉淀洗滌后再次按料液比加水浸提，每個處理重復3次。將上清液加熱濃縮，直至濾液體積降為原來的1/4～1/5，再將濃縮液轉入大試管中，加3倍體積的10%H2O2加熱脫色，使淡黃色褪去。將脫色液倒入分液漏斗中，用Sevage[17]法除去蛋白質，即加入氯仿和正丁醇(5:2)0.5倍量，振蕩萃取，取上層液，反復萃取2～3次至游離蛋白質完全去除，并用茚三酮檢驗。將萃取液倒入大試管中，加入95%乙醇至一定濃度飽和度，靜置過夜，以3000r/min離心15min，并用丙酮漂洗沉淀2次，除去其中的脂類和色素。沉淀物采用烘箱干燥法，將其轉入鋁盒中，放入干燥箱70℃干燥15h。

1.2.1.3 多糖的測定和多糖得率計算：多糖測定采用DNS法。

1.2.2 金針菇菇柄多糖提取的單因素試驗

1.2.2.1 料液比對提取率的影響：料液比（m:v）處理為1:10、1:20、1:30、1:40，其他條件為浸提時間120min、pH 7、乙醇濃度70%、溫度90℃、浸提2次，其他操作同方法1.2.1.2。

1.2.2.2 乙醇濃度對提取率的影響：乙醇濃度處理為60%、70%、80%、90%，其他條件為浸提時間120 min、pH 7、料液比1:30（m:v）、溫度90℃、浸提2次，其他操作同方法1.2.1.2。

1.2.2.3 浸提時間對提取率的影響：浸提時間處理為90、120、150、180min，其他條件為pH 7、料液比1:30（m:v）、乙醇濃度70%、溫度90℃、浸提2次，其他操作同方法1.2.1.2。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果與分析

2.1.1 料液比對菇根廢棄物多糖提取率的影響

由圖1可知，菇柄多糖提取率隨料液比的增加而增加，當料液比達到1:20以后，提取率增加緩慢。

圖1 料液比對金針菇多糖提取率的影響

2.1.2 乙醇濃度對菇根多糖提取率的影響

由圖2可知，多糖提取

圖2 乙醇濃度對金針菇多糖提取率的影響

率隨乙醇濃度升高而升高，當乙醇濃度為70%～80%時多糖提取效果最佳。2.1.3浸提時間對菇柄多糖提取率的影響

由圖3可知，浸提時間的增加，多糖提取率先升高后降低，浸提時間120 min的提取率最高，但與90 min時的提取率基本相同。隨浸提時間的增加，提取率下降，這是因為長時間的高溫下，浸提液中的多糖發(fā)生降解。

圖3 浸提時間對金針菇多糖提取率的影響

2.2 金針菇菇柄廢棄物多糖提取的正交試驗

2.2.1 正交試驗因素選擇

根據(jù)單因素實驗結果選擇料液比、乙醇濃度、提取時間作為3個試驗因素，各取3個水平，采用3因素3水平進行正交試驗，因素水平表如1，結果與分析如表2。

表1 多糖提取條件正交試驗水平因素

2.2.2 正交試驗結果分析

表2 多糖提取條件正交試驗結果及分析表

由表2可知，影響金針菇廢棄物多糖提取率的3個因素的主次順序為 C＞A＞B，即乙醇濃度＞浸提時間＞料液比。通過正交試驗，金針菇廢棄物多糖的最優(yōu)提取條件是A1B2C3，即時間90 min、料液比 1:20（m:v）、乙醇濃度80%。

2.3 驗證實驗

在最優(yōu)工藝條件下進行金針菇菇柄廢棄物多糖提取的驗證實驗，結果表明，在最優(yōu)工藝條件下，菇柄廢棄物多糖的提取率高達8.09%。

3 結論

本試驗根據(jù)史琦云等[18]研究采用浸提溫度90℃，浸提2次條件下，利用單因素和正交試驗確定了金針菇菇柄廢棄物多糖提取的最優(yōu)工藝條件：浸提時間90min、料液比1:20（m:v）、乙醇濃度80%，在該條件下金針菇菇柄廢棄物多糖提取率達8.09%。以福建省裕興農業(yè)科技有限公司為例，金針菇日產4000包，每包平均425g，切除菇腳后400g，以金針菇含水量90%，價格8元/kg計，利用新鮮金針菇子實體，按照本工藝生產1kg金針菇多糖需要新鮮金針菇子實體124 kg，成本992元，利用菇柄廢棄物生產沒有原料成本，經(jīng)濟效益可觀。

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TS254.7

：A

：1007-550X（2017）04-0028-04

10.3969/j.issn.1007-550X.2017.04.001

福建生物工程職業(yè)技術學院院級青年基金項目（項目編號2014kj04）。

2017-03-24

王翠（1984- ），女，山東新泰人，碩士研究生，研究方向：食用菌種質資源與遺傳育種。