全 文 ：粪鬼伞多糖提取工艺优化及单糖组成的研究*
王 磊,邱芳萍 **,王志兵,刘洪霞,杨尚明
(长春工业大学生物工程学院,吉林 长春 130012)
摘要:以粪鬼伞菌丝体为原料,采用超声波辅助浸提法提取鬼伞菌多糖 (CPS),并利用响应面分析法及正交实验分析
法优化提取工艺,在超声波功率为500w、超声波时间为 20min,料液比 1∶80、水浴提取温度为 80℃、提取时间为 1.5h
时,CPS的提取率达到最大;经气相色谱分析,CPS由木糖、葡萄糖、半乳糖和鼠李糖 4种单糖组成,摩尔比为木糖∶
葡萄糖∶半乳糖∶鼠李糖=1.38∶12.85∶4.81∶1.00。
关键词:粪鬼伞多糖;提取工艺;单糖组成
中图分类号:S646.9 文献标识码:A 文章编号:1003-8310(2008)05-0038-03
粪鬼伞 (CoprinussterqulinusFr.),别名粪生鬼伞,属
担子菌亚门、层菌纲、伞菌目、鬼伞科、鬼伞属。粪鬼伞
幼嫩时可以食用,成熟后菌盖自溶成墨汁状。可药用,益
肠胃、化痰理气、解毒、消肿。经常食用,有助于消化和
治疗痔疮[1]。
传统的多糖提取方法包括煎煮法等,普遍存在提取温
度高、时间长、提取率低、成本高、生物活性可能降低等
缺点。超声波辅助技术作为近几年来用于有效成分提取的
一项新技术,具有快速、高效、安全、产率高、节能、生
物活性保持率高等特点[2]。将超声波技术应用于粪鬼伞菌丝
体多糖的提取,目前尚未见到报道。本文对粪鬼伞多糖的
提取工艺进行研究, 并对其单糖组成进行了分析,为粪
鬼伞多糖的进一步开发奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 粪鬼伞菌丝体
长春工业大学功能食品与生物技术研究所筛选、保存
的菌种,经深层发酵培养得到的菌丝体。
1.2 主要仪器
Biotech-2002(10L)发酵罐 (上海保兴生物设备有限
公司);JY92-Ⅱ超声波细胞粉碎仪 (宁波新芝生物科技有
限公司);752紫外-可见分光光度计 (上海精密科学仪器
有限公司);GC-2010气相色谱仪 (日本岛津公司)。
1.3 实验方法
1.3.1 粪鬼伞多糖的提取工艺
新鲜菌丝体→冻干→粉碎→加水浸泡→超声波处理→
水浴浸提→离心取上清液 →除蛋白→浓缩→醇沉→离心
取多糖沉淀→洗涤→冻干→粪鬼伞多糖 (CPS)。
1.3.2 粪鬼伞多糖含量测定
采用苯酚-硫酸法[3],用葡萄糖作标准曲线。
计算得到回归方程为:C=0.199A+0.0541(r=0.9998)
1.3.3 多糖提取率计算
多糖提取率 (%)=a·C·V/W×100%
a:稀释倍数,C:由回归方程计算得到的浸提液中糖
浓度 (mg·mL-1),V:体积 (mL);W:为粪鬼伞菌丝体干
粉的重量 (g)。
1.3.4 单因素分析
考察了料液比、水浴浸提时间和水浴浸提温度3种因
素对多糖提取的影响,同时采用响应面分析法优化超声波
功率和超声波时间。
1.3.5 正交分析
在单因素分析的基础上,以多糖提取率为考察指标,
料液比、水浴浸提时间和水浴浸提温度为考察对象,进行
正交试验。正交试验因素与因素影响水平 (表1)。
1.3.6 气相色谱法[4]测定粪鬼伞多糖的单糖组分
色谱条件:GC-2010气相色谱仪,RTX-5(30m×
0.25m×0.25μm)柱;气化室温度 250℃,压力 100.0KPa,
总流量 50.0mL·min-1,吹扫流量 3.0mL·min-1;柱温
180℃;FID检测器温度 300℃,尾吹流量 30.0mL·min-1,
氢气流量40.0mL·min-1,空气流量400.0mL·min-1。
*项目来源:基金项目,吉林省教育厅科技计划项目,合同编号:200660。
作者简介:王磊 (1982-)男,硕士研究生,应用化学专业。E-mail:jiali20042005@126.com
**通讯作者:邱芳萍 (1955-),女,教授,生物化学与分子生物学专业。E-mail:qfp2004@126.com
收稿日期:2008-06-10
表1 正交试验因素水平表
Tab.1 Factorsandlevelsoforthogonaltest
中国食用菌 2008,27(5):38～40
EDIBLEFUNGIOFCHINA
CN53-1054/Q ISSN1003-8310
DOI:10.13629/j.cnki.53-1054.2008.05.023
王 磊等:粪鬼伞多糖提取工艺优化及单糖组成的研究
2 结果与分析
2.1 单因素分析
2.1.1 超声波功率与时间对多糖提取率的影响
由于超声波功率与超声波时间对多糖提取率的影响较
大,通过 SARS软件,建立响应面,从而进行精确优化
(图1)。
根据超声波功率与时间对多糖提取率的响应面分析,
确定利用超声波提取 CPS的最佳条件为:超声波功率
500w、超声波时间20min。
2.1.2 料液比对多糖提取率的影响
在超声波功率为 500w处理 20min,60℃水浴浸提 2h
的条件下,改变料液比对多糖提取率产生的影响 (图2)。
试验表明:随着料液比变化,多糖的提取率先是增
加,然后有所减小,在1∶75处得到最大提取率。
2.1.3 水浴浸提时间对多糖提取率的影响
在料液比为1:75,超声波功率为500w处理20min,水
浴温度为60℃的条件下,确定不同的水浴时间对多糖提取
率的影响 (图3)。
试验表明:随着水浴时间的增加,多糖的提取率先增
加,然后有所减小,在1h处得到最大的提取率。
2.1.4 水浴浸提温度对多糖提取率的影响
在料液比为 1∶75,超声波功率为 500w处理 20min,
水浴浸提 1h的条件下,确定不同的水浴温度对多糖提取
率的影响 (图4)。
试验表明:随着水浴温度的增加,多糖的提取率是呈
增加趋势的,在70℃处得到最大提取率。
2.2 正交分析
按正交试验因素水平表 (表1)对多糖提取工艺进行
研究,确定CPS提取的最佳工艺参数。提取条件的正交试
验结果及极差分析见表2。
由极差分析可知,影响粪鬼伞菌丝体中多糖提取率各
因素的主次关系为:料液比>水浴温度>水浴时间。综合考
虑,选择多糖提取的最佳工艺条件为:料液比 1:80,超声
波功率500w,超声波时间20min,80℃水浴浸提1.5h。
图 1超声波功率与时间的响应面
Fig.1 Theresponsesurfaceofultrasonicpowerandtime
图2 料液比对多糖提取率的影响
Fig.2 Efectofsample-to-solvent
图3 水浴时间对多糖提取率的影响
Fig.3 Efectoftimeofwaterbath
图4 水浴温度对多糖提取率的影响
Fig.4 Efectoftemperatureofwaterbath
表2 正交试验结果
Tab.2 Theresultsoforthogonaltest
26
20
21
22
23
24
25
1∶25 1∶50 1∶75 1∶100
多
糖
提
取
率
/%
24.0
21.5
22.0
22.5
23.0
23.5
0 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
水浴时间 /h
多
糖
提
取
率
/%
50 60 70 80 90
26
20
21
22
23
24
25
水浴温度 /℃
多
糖
提
取
率
/%
料液比 /g·mL-1
第27卷 第5期
多
糖
提
取
率
/%
时
间
/m
in
时
间
/m
in
功率/W
功率/W
39
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2.3 粪鬼伞多糖的单糖组成分析
经气相色谱测定,8种标准单糖的分析结果如表 3所
示。
经分析在 CPS糖腈衍生物的气相色谱中 (图 5),对
比8种标准单糖的保留时间可得,CPS可能由木糖、葡萄
糖、半乳糖和鼠李糖 4种单糖组成。根据面积归一化法,
峰面积之比等于所含物质的量比,可以推算出4种单糖摩
尔比为木糖∶葡萄糖∶半乳糖∶鼠李糖=1.38∶12.85∶4.81∶1.00。
3 结论
本文先后利用了响应面法,正交法等统计分析方法对
超声波功率、超声波时间、料液比、水浴浸提时间、水浴
浸提温度等影响多糖提取率的因素进行了优化、综合考
虑,选择多糖提取的最佳工艺条件为:料液比 1∶80,超声
波功率 500w,超声波时间 20min,80℃水浴浸提 1.5h。经
气相色谱分析,粪鬼伞多糖由木糖、葡萄糖、半乳糖和鼠
李糖4种单糖组成,其摩尔比为木糖∶葡萄糖∶半乳糖∶鼠李
糖=1.38∶12.85∶4.81∶1.00。
参考文献
[1]黄年来.中国大型真菌原色图鉴 [M].北京:中国农业出版社,
1998.166.
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1991, 7(4):415~421.
[3]陈瑜,梁运祥,胡咏梅,等.固体发酵灵芝菌丝多糖的提取及组
分分析 [J].中国食用菌, 2007,26(3):34~37.
[4]王伟.竹叶多糖提取、分离及检测技术研究 [D].湖南农业大学,
2006,38~42.
表3 8种标准单糖的气相分析结果
Tab.3 GCAnalysisresultsofeightstandardmonosaccharide
图5 CPS糖腈衍生物的气相色谱图
Fig.5 GCgraphofCPS
StudyontheOptimizationofPolysaccharideExtractionProcessand
theMonosaccharideConstitutionfromSubmerged-culturedMycelium
ofCoprinussterqulinusFr.
WANGLei,QIUFang-ping, WANGZhi-bing, LIUHong-xia, YANGShang-ming
(ColegeofBiologicalEngineering,ChangchunUniversityofTechnology,Changchun Jilin 130012)
Abstract:Ultrasonic-assistedtechnologywasusedtoextractpolysaccharidefromsubmerged-culturedmyceliumofCoprinus
sterqulinusFr.(CPS).Theresponsesurfaceandorthogonaldesignanalysiswereusedtooptimizetheprocessconditions.Atultrasonic
power500wfor20min,solvent-to-sampleof80∶1,waterbathat80℃ for1.5h,theextractionrateofCPSwasthebiggest.CPS
containedxylose,glucose,galactoseandmannoseattherateof1.38∶12.85∶4.81∶1.00,whichanalyzedbyGC.
Keywords:CPS;Extractionprocess;Monosaccharideconstitution
中国食用菌 EDIBLEFUNGIOFCHINA Vol.27 No.5
1月~5月我小白蘑菇对德国、美国出口同比量减价涨
据我海关统计,1月~5月我小白蘑菇对德国出口量约1.6吨,出口额约2397万美元,平均单价1.46美
元/公斤。同比数量减少9%,金额减少1%,单价提高8%。
1月~5月我小白蘑菇对美国出口量约3.2万吨,出口额约4887万美元,平均单价1.50美元/公斤。同比
数量减少2%,金额增加9%,单价提高11%。
(全国食用菌信息)
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