肖艷紅,周曉慧,徐 倩,王 冉,趙春穎
(承德醫(yī)學(xué)院,河北承德 067000)
真菌多糖具有多種生理活性,如抗腫瘤、抗氧化、提高免疫力等[1-3]。從真菌中提取并篩選有活性的多糖一直是國(guó)內(nèi)外眾多領(lǐng)域研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。牛肝菌[4]俗稱(chēng)“大腳菇”,是一種稀有、名貴的野生食用真菌。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,牛肝菌多糖的提取方法較多。王浩華等[5]發(fā)現(xiàn),微波法比水提醇沉法和超聲波法的提取率高,但工業(yè)生產(chǎn)上考慮綠色環(huán)保,不宜采用長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的微波;李志洲[6]采用了泡沫分離法,但工藝中需要使用表面活性劑、消泡液等,增加了原料的消耗,且需要控制空氣流速,操作難度較大;杜敏華等[7]采用傳統(tǒng)的水提醇沉法,但并未全面考察各種因素對(duì)提取工藝的影響,多糖提取率較低。水提醇沉法為提取真菌多糖最經(jīng)典的方法,具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、易于推廣等特點(diǎn)。為此,本研究使用了水提醇沉法,并采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化了牛肝菌多糖的提取工藝,以期為進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)利用牛肝菌提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
牛肝菌,購(gòu)于承德潤(rùn)隆食品有限公司(批號(hào)20120906003)。所用試劑均為分析純。電熱恒溫水浴鍋(WSZ-133-65,上海東星建材實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(RE-52AA,上海亞榮生化儀器廠(chǎng));SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵(石家莊陽(yáng)星儀器貿(mào)易有限公司)。
2.1 牛肝菌多糖的提取流程[8]稱(chēng)量牛肝菌粉末15.0g,加300ml石油醚于70℃水浴鍋中脫脂1.5h后抽濾。脫脂后的牛肝菌以不同的料水比于100℃水浴鍋中加熱不同時(shí)間,4000r/min離心10min。取沉淀重復(fù)加水、加熱、離心三個(gè)步驟,進(jìn)行不同的次數(shù)。多次所得的上清液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮,濃縮比為5:1,向濃縮液中加入無(wú)水乙醇至不同的乙醇濃度。低溫靜置過(guò)夜后4000r/min離心10min,將上層酒精萃取液再次用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮、醇沉,4000r/min離心10min。收集兩次所得沉淀,即得牛肝菌多糖。牛肝菌多糖-40℃低溫冷凍48h干燥,稱(chēng)量?jī)龈筛?,并?jì)算多糖提取率。多糖提取率=(凍干膏質(zhì)量/牛肝菌粉末質(zhì)量)×100%。
2.2 牛肝菌多糖提取的單因素實(shí)驗(yàn) 選用料水比、提取時(shí)間、提取次數(shù)和醇沉濃度4個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn),考察各因素變量對(duì)牛肝菌多糖提取率的影響,選出適宜的條件范圍。
2.2.1 料水比:多糖提取率隨料水比的增加逐漸增加,考慮濃縮過(guò)程的成本,初步確定料水比為1:20~1:30(g/ml)。見(jiàn)圖1:
圖1 料水比對(duì)多糖提取率的影響
2.2.2 提取時(shí)間:多糖提取率隨提取時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,但提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)增加能源消耗,故初步確定提取時(shí)間為1.0~2.0h。見(jiàn)圖2:
圖2 提取時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響
2.2.3 提取次數(shù):隨著提取次數(shù)的增加,多糖提取率逐漸上升。提取4次時(shí)最高峰值最高,因此確定提取2~4次進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。見(jiàn)圖3:
圖3 提取次數(shù)對(duì)多糖提取率的影響
2.2.4 醇沉濃度:多糖提取率隨乙醇濃度的增大而增加,但乙醇濃度為85%時(shí)提取率下降,因此確定乙醇濃度為70%~80%。見(jiàn)圖4:
圖4 乙醇濃度對(duì)多糖提取率的影響
2.3 牛肝菌多糖提取的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,以多糖提取率和多糖含量為考察指標(biāo),對(duì)料水比、提取時(shí)間、提取次數(shù)和醇沉濃度4個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交優(yōu)化。因素水平見(jiàn)表1:
表1 正交試驗(yàn)因素水平表
2.4 牛肝菌多糖含量的測(cè)定 稱(chēng)量?jī)龈筛嗖⒓铀芙?,結(jié)合葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算凍干膏中牛肝菌多糖含量。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制作采用苯酚-硫酸法[9]。多糖含量=(多糖質(zhì)量/凍干膏質(zhì)量)×100%。
正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。影響多糖提取效果的因素順序?yàn)樘崛r(shí)間>乙醇濃度>料水比>提取次數(shù),其中提取時(shí)間對(duì)多糖提取效果的影響最顯著。確定最佳提取工藝為:A1B1C2D3,即料水比為1:20(g/ml),提取2次,每次1.5h,乙醇濃度為80%。
表2 牛肝菌多糖提取正交試驗(yàn)結(jié)果
表3 方差分析表
2.5 最佳提取工藝驗(yàn)證 稱(chēng)取牛肝菌粉末15.0g,共3份,分別按照最佳提取工藝進(jìn)行平行驗(yàn)證試驗(yàn)。牛肝菌中多糖平均提取率為29.56%,干膏中多糖的平均含量為53.83%,菌體中多糖的平均含量為15.91%。表明本文中的最佳提取工藝合理,穩(wěn)定可行,能有效提取牛肝菌中的多糖。結(jié)果見(jiàn)表4:
表4 優(yōu)選工藝的驗(yàn)證試驗(yàn)
本研究在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),提取時(shí)間和次數(shù)達(dá)到最大時(shí)多糖已提取完全,繼續(xù)提取只會(huì)增加干膏中多糖以外其它成分的含量,因此隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)和提取次數(shù)的增加,干膏中多糖含量與多糖提取率并不成正比。本研究通過(guò)正交試驗(yàn),以多糖提取率和干膏中多糖含量為評(píng)價(jià)指標(biāo),篩選出了牛肝菌多糖的最佳提取工藝,即料水比1:20(g/ml)、提取2次、每次1.5h、醇沉?xí)r乙醇濃度為80%。此時(shí)牛肝菌多糖提取率為29.56%,干膏中多糖含量高達(dá)53.83%,菌體中多糖含量為15.91%。
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