全 文 ：〈生理生化〉
云南野生大红菇多糖水提法工艺研究 *
赵 靓， 赵天瑞， 樊 建 **
（昆明理工大学化学工程学院， 云南 昆明 650224）
摘要： 通过单因素试验及响应曲面法试验设计，研究了热水浸提云南野生大红菇多糖的条件。结果表明，大红菇多糖
的最佳提取工艺条件为提取时间 5.20 h，提取温度 91℃，水料比 (mL∶g) 为 57∶1。在此工艺条件下，大红菇多糖的提取
率为 7.0536%。经试验证明优化的大红菇多糖水法提取工艺简单且稳定，是可行的提取方案。
关键词： 大红菇；多糖；水提法；响应曲面
中图分类号： S646.9 文献标识码： A 文章编号： 1003-8310 （2012） 01-0029-04
Optimization of Extraction Technology of Polysaccharide from Wild Russula alutacea of
Yunnan Province by Response Surface Method
ZHAO Liang, ZHAO Tian-rui, FAN Jian
(Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650224)
Abstract: Single factor experiment and response surface method were used in this research to optimize polysaccharides
extraction from Russula alutacea. The results indicated that the optimum extraction conditions were extraction time 5.20
h, extraction temperature 91℃ and Water-feed ratio (mL︰g) 57︰1. Under these conditions the yield of polysaccha-
rides was 7.0741%. It was a feasible extraction program.
Key words: Russula alutacea; Polysaccharide; Water Extraction; Response surface method
多糖具有抗氧化、 增强免疫力、 抗肿瘤、 抗衰老等生
理功能， 并且食用菌多糖由于其分子结构与人的细胞膜多
糖体结构类似[1]，对正常细胞无毒害作用， 因而可以作为理
想的免疫调节剂使用 [2]。研究表明， 香菇、 云芝等野生食用
菌多糖都能够提高 NK 细胞、 细胞毒性 T 淋巴细胞 （CTL）
及迟发型超敏反应 （DTH） 对肿瘤细胞的反应 [3]。 大红菇
（Russula alutacea Fr.） 属于真菌类、 担子菌纲、 伞菌目、
红菇科， 其子实体一般较大， 菌盖直径 6 cm~16 cm， 呈
深苋菜红色、 鲜紫红或暗紫红色， 边缘平滑或有不明显条
纹。 菌肉白色， 味道柔和。 菌褶为乳白色后淡赭黄色， 前
缘常常带红色。 菌柄为白色近圆柱形， 长 3.5 cm~13 cm，
粗 1.5 cm~3.5 cm。 我国主要分布于云南、 福建、 辽宁、 江
苏、 江西、 广西、 四川等地， 而在云南， 大红菇主要分布
在昆明、 丽江、 大理、 楚雄、 思茅等地。 红菇的盛产期为
每年降雨量较多、 相对湿度较大的夏秋季节 [4]。大红菇性微
温， 不仅美味而且具有很高的营养价值。 目前， 对红菇属
的研究报道主要有福建等地的正红菇 [5，6]等， 而对云南野生
大红菇子实体多糖的研究鲜见报道。 本文以云南野生大红
菇子实体为原料， 研究水法提取大红菇多糖的工艺条件，
为该多糖的分离、 纯化及性质研究等奠定坚实的基础。
1 材料与方法
1.1 材料、 试剂及仪器
材料： 大红菇购自云南省丽江市， 经昆明食用菌研究
所刘蓓研究员鉴定确认。
* 项目来源： 国家科技支撑计划项目 （2008BADA1B05-6）。
作者简介： 赵靓 （1987-）， 女， 硕士研究生， 主要从事食品储藏与加工的研究。
** 通讯作者
收稿日期： 2011-11-28
中国食用菌 2012， 31 （1）： 29~32
EDIBLE FUNGI OF CHINA
CN53－1054 ／ Q ISSN 1003－8310
试剂： 苯酚、 硫酸、 95%乙醇、 D-葡萄糖、 85%磷酸
等均为国产分析纯。
仪器： 分析天平 AL204 型， 梅特勒-托利多仪器 （上
海） 有限公司； 循环多用真空泵 SHZ-D (Ⅲ) 型， 巩义市
英峪予华仪器厂； 恒温水浴锅 HH-2， 金坛市杰瑞尔电器
有限公司； 手提式高速粉碎机， 温嶺市大德中药机械有限
公司； 721 型分光光度计 ， 上海第三分析仪器厂 ； 飞鸽
Anke LXJ-ⅡB 大容量离心机， 上海安亭科学仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 标准溶液的制备
准确称取无水葡萄糖 0.1000 g 于 100 mL 容量瓶中定
容， 制得 1 mg·mL-1的葡萄糖标准溶液， 摇匀备用。
1.2.2 标准曲线的绘制
用移液管分别吸取葡萄糖标准溶液 2 mL、 4 mL、 6
mL、 8 mL、 10 mL， 置于 50 mL 容量瓶中， 加水至刻度，
摇匀。 再分别吸取上述溶液 0.8 mL 置于 20 mL 试管中，
以蒸馏水为空白对照， 每个试管中加入新配制的 5%的苯
酚溶液 0.8 mL， 然后迅速加入浓硫酸 5 mL， 混合均匀后
沸水浴 30 min， 室温下冷却。 于 490 nm 波长处测定吸光
度 A， 绘制标准曲线 （图 1）， 得回归方程[7]。
1.2.3 样品测定
使用高速粉碎机粉碎大红菇子实体， 粉末过 60 目筛，
未筛过部分利用研钵磨碎直至全部过筛。 粉末经低温烘干
后准确称取 0.25 g， 按设定提取温度、 时间和料液比提取
多糖， 过滤定容至 500 mL 得到样品溶液 A。 精确吸取样
品溶液 A 约 0.8 mL， 按 1.2.2 所述方法操作， 将所测得的
样品液的吸光值带入回归方程中， 计算出多糖产量从而得
到大红菇多糖提取率 （P）， 公式如下：
P= mM ×100
式中： m 为多糖产量； M 为大红菇原料干重。
1.2.4 单因素试验
在其他条件都相同的情况下， 分别考虑温度 （60℃、
70℃、 80℃、 90℃、 100℃）、 提取时间 （1 h、 2 h、 3 h、 4
h、 5 h、 6 h、 7 h）、 水料比 （10∶1、 20∶1、 30∶1、 40∶1、 50∶
1、 60∶1、 70∶1） 等对多糖提取率的影响。
1.2.5 响应曲面法试验设计
在单因素试验的基础上， 每种因素各选出 3 个水平进
行响应面试验， 进行多糖水提法的最佳工艺条件研究。 利
用 Design Expert 7.1 软件 ， 采用中心组合试验 Box -
Benhnken 设计方案。 试验因素水平编码见表 1。
以多糖提取率为响应值 （Y）， 设计了 3 因素 3 水平的
响应分析试验。 共有 15 个试验点， 其中包括 12 个析因点
和 3 个中心点。
2 结果与讨论
2.1 单因素对大红菇多糖提取的影响
2.1.1 提取温度对多糖提取率的影响
以水料比为 40∶1 （mL∶g）、 提取时间为 4 h， 提取温度
分别为 60℃、 70℃、 80℃、 90℃、 100℃， 提取 2 次， 分别
测定多糖含量， 结果如图 2 所示。
由图 2 可知， 在 60℃~90℃温度范围内多糖提取率随
温度的升高明显增大， 超过 90℃以后其提取率反而降低。
出现这一现象的原因可能是温度过高致使提取液中的样品
挂壁， 不能充分与提取液接触， 减少了多糖的溶出。 实验
证明 90℃左右为大红菇多糖水提取的较优温度， 而其它食
用菌多糖的最佳水提温度也在 90℃附近[8，9]。 因此选取 90℃
为响应曲面设计温度因素 3 个水平中的中间值。
2.1.2 提取时间对多糖提取率的影响
确定水料比为 40∶1 （mL∶g）， 提取温度为 90℃， 提取
时间分别为 1 h、 2 h、 3 h、 4 h、 5 h、 6 h、 7 h， 提取 2
次。 分别测定大红菇多糖含量， 结果如图 3 所示。
从图 3 可以看出， 在 1 h~5 h 内多糖提取率随着时间
的延长而明显提高 ， 5 h 时提取率达到最高值 ， 为
7.3945%， 而 5 h 之后多糖提取率出现下降， 6 h 的提取
率比 5 h 下将 0.6575%， 说明 5 h 时多糖浸出已经比较完
图 1 葡萄糖标准曲线
表 1 试验方案因素水平编码值表
提取时间/h X2 3 5 7
水料比 （mL∶g） X3 30∶1 50∶1 70∶1
提取温度/℃ X1 80 90 100
因素 代码
编码水平 (xi)
-1 0 1
图 2 提取温度对多糖提取率的影响
中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA Vol． 31 No．130
赵 靓等： 云南野生大红菇多糖水提法工艺研究
图 3 提取时间对多糖提取率的影响
全， 时间过长反而不利于提取， 并且增加耗能， 所以选取
5 h 为响应曲面设计中时间因素 3 个水平的中间值。
2.1.3 水料比对多糖提取率的影响
确定提取温度为 90℃， 提取时间为 5 h， 设定水料比
（mL∶g） 分别为 10∶1、 20∶1、 30∶1、 40∶1、 50∶1、 60∶1、 70∶1，
提取 2 次， 分别测定多糖含量， 结果如图 4 所示。
由图 4 可以看出， 当水料比为 10∶1~50∶1 时， 多糖提
取率随水料比的增加十分明显， 在水料比为 50∶1 时提取
率达到最高， 而当水料比继续增加时多糖提取率变化并不
明显， 因此估计当水料比为 50∶1 时已能将大红菇多糖充
分溶出。 水料比较小不利于原料中多糖的溶出， 而水料比
过高不仅会增大试剂的消耗量， 而且不利于后期的分离浓
缩。 综合考虑产品得率、 试剂消耗及后续处理， 选取 50∶1
（mL∶g） 为响应曲面优化设计中水料比因素的中间水平。
2.2 响应面试验结果与分析
2.2.1 响应面试验方案及结果
以 X1、 X2、 X3为自变量， 以多糖提取率为响应值 Y，
响应面试验设计方案及结果如表 2 所示。
2.2.2 响应面试验结果方差分析
利用 Design Expert 7.1 软件对响应值进行回归分析，
经回归拟合后， 各因子与响应值的回归方程为： Y＝7.04＋
0.17X1 ＋0.36X2 ＋0.16X3 －0.35X1X2 ＋0.11X1X3 －0.009393X2X3 －
0.45X12－0.26X22－0.52 X32。 模型的可信度分析及方差分析见
表 3、 表 4。
通过表 3 可知 ， 该模型的复相关系数平方 R2 =
0.9877， 修正相关系数平方 RAdj2 = 0.9657， 变异系数为
1.51， 说明该实验模型拟合程度良好， 能够很好地描述试
验结果， 试验误差小， 模型方程能够很好地反映真实的试
验值， 可以用此模型来分析和预测水提大红菇多糖的工艺
结果。 并且由方差结果分析表 （表 4） 可以看出， 模型在
p≤0.01 时水平显著， 表明回归模型极显著， 试验设计可
靠。 上述回归方程描述了各因子与响应值之间线性关系的
显著性。 由 F 检验值来判定， 概率 p 值越小， 其相应变量
的显著性越高。 易知 X1、 X2、 X3、 X1X2、 X12、 X22、 X32 七
图 4 水料比对多糖提取率的影响
表 2 Box-Behnken 设计方案及试验结果
试验号 温度/℃ 时间/h 水料比 (mL∶g) 多糖提取率/%
1 80 3 50∶1 5.47822
2 100 3 50∶1 6.56785
3 80 7 50∶1 6.77450
4 100 7 50∶1 6.47391
5 90 5 50∶1 7.03752
6 100 5 30∶1 5.98546
7 80 5 70∶1 5.92910
8 100 5 70∶1 6.43634
9 90 5 50∶1 7.03752
10 90 7 30∶1 6.47391
11 90 3 70∶1 6.06061
12 90 7 70∶1 6.86844
13 90 3 30∶1 5.62851
14 80 5 30∶1 5.91031
15 90 5 50∶1 7.03752
表 3 模型的可信度分析的统计检验结果
项目 预测模型
均值 6.38
复相关系数的平方 0.9877
复相关系数 0.9657
复相关系数预测值 0.8038
拟合精度 20.153
变异系数/% 1.51
表 4 方差分析表
方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 Pr＞F
模型 3.76 9 0.42 44.75 0.0003
X1 0.24 1 0.24 25.18 0.0040
X2 1.02 1 1.02 109.19 0.0001
X3 0.21 1 0.21 22.50 0.0051
X1X2 0.48 1 0.48 51.76 0.0008
X1X3 0.047 1 0.047 5.00 0.0756
X2X3 0.0003529 1 0.0003529 0.038 0.8535
X12 0.76 1 0.76 81.25 0.0003
X22 0.25 1 0.25 26.87 0.0035
X32 0.99 1 0.99 106.53 0.0001
第 31 卷 第 1 期 31
项对多糖提取率影响为显著， 因此各具体实验因子对响应
值的影响不是简单的线性关系。
2.2.3 响应曲面及等值线分析
利用 Design Expert 7.1 软件对表 2 的数据进行二次多
元回归拟合， 建立响应曲面及其等高线， 结果如图 5~图 7
所示。
图 5 反映的是当水料比为 50∶1 （mL∶g） 时， 提取温度
和时间对大红菇多糖提取率的影响。 由图可知， 当温度不
变时， 时间范围在 3 h~7 h 内， 随着时间的延长多糖的提
取率逐渐增加， 达到极大值。 当时间保持不变， 温度由
80℃升高到 100℃时， 提取率先是逐渐增加， 当温度达到
一定值后呈逐渐下降的趋势。
图 6 反映的是当提取时间为 5 h 时， 温度和水料比对
多糖提取率的影响。 从图可以看出， 水料比不变时， 温度
由 80℃升高至 100℃过程中， 提取率先是逐渐增加， 达到
一定值之后提取率开始下降。 温度保持不变时， 水料比从
30∶1 （mL∶g） 升至 70∶1 （mL∶g） 时， 提取率逐渐增加直到
达到极大值后开始缓慢下降。
图 7 反映的是当温度恒定为 90℃时， 水料比与提取时
间对多糖提取率的影响。 由图可以看出， 当水料比固定
时， 提取时间由 3 h 开始增加时多糖的提取率逐步增加，
直到达到极大值。 当固定某一提取时间时， 水料比从 50∶1
逐渐增加时， 其提取率也随之增加并在某处达到极大值，
而在达到最大值后提取率出现缓慢降低。
2.3 响应面的优化
通过 Design Expert 7.1 软件分析， 得到大红菇多糖提
取的最佳工艺条件为提取时间 5.20 h， 提取温度 90.39℃，
水料比为 56.49∶1。 在此条件下大红菇多糖提取率理论值
可达 7.0741%。 为验证此优化方案的可靠性， 根据实际情
况和实验条件， 选择工艺条件为提取时间为 5.20 h， 提取
温度为 91℃， 水料比为 57∶1， 实际测得大红菇多糖的提取
率为 7.0536%， 与理论值的比较误差小于 0.03%。
3 结论
云南野生大红菇多糖的最佳水提工艺条件为提取时间
时间 5.20 h， 提取温度 90.39℃， 水料比为 56.49∶1。 在此
条件下， 实际测得的大红菇多糖提取率可达 7.0536%， 与
理论预测值的相对误差较小。 因此采用 Box-Behneken 优
化得到的水提大红菇多糖工艺条件参数准确可靠， 且该结
果重复性强， 具有实用价值。
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图 5 提取温度与时间对大红菇多糖提取率影响的等高线和响应曲面
图 6 水料比与提取温度对大红菇多糖提取率影响的等高线和响应曲面
图 7 水料比与提取时间对大红菇多糖提取率影响的等高线和响应曲面
水
料
比
/（
m
L∶
g）
水料比/（mL∶g）
水料比/（mL∶g）
水
料
比
/（
m
L∶
g）
中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA Vol． 31 No．132