全 文 ：食用菌学报 2009.16(2):67～ 71
收稿日期:2009-03-05原稿;2009-03-22 修改稿
基金项目:浙江省科技厅区域科技创新服务中心专项重大项目“食用菌多糖产业化高效提取与质量控制技术开发”
(编号:2006E20020), 948 项目“食药用菌活性多糖生物酶法提取与检测技术引进”(编号:2008-4-64), 浙
江省重大科技攻关项目(编号:2006C12094)和浙江省科研院所研究开发项目(编号:2007F10004)的部分
研究内容
作者简介:程俊文(1981-), 男 , 2007年毕业于西南大学食品科学学院 , 硕士 , 研究实习员 , 主要从事食药用真菌精
深加工方面的研究 ,发表主笔论文 2 篇。
＊本文通讯作者
文章编号:1005-9873(2009)02-0067-05
香菇子实体多糖分步酶解法提取研究
程俊文 , 吴学谦＊ , 贺　亮 , 吴庆其 , 付立忠 , 魏海龙 , 李海波
(浙江省林业科学研究院 ,浙江省森林资源生物与化学利用重点实验室 ,浙江杭州 310023;
丽水市食用菌研究开发中心 , 浙江益圣菌物发展有限公司 ,浙江丽水 323000)
摘　要:首先采用正交试验优化纤维素酶﹑果胶酶和木瓜蛋白酶对香菇(Lentinula edodes)子实体多糖酶解
提取的工艺参数 , 然后在优化酶解条件下 ,依次采用纤维素酶﹑果胶酶和木瓜蛋白酶分步处理香菇子实体以
提取香菇多糖 ,并与单一酶解提取法和传统热水浸提法进行对比。结果表明 , 纤维素酶﹑果胶酶﹑木瓜蛋白
酶的最佳提取工艺参数依次为加酶量 0.8%、温度 45 ℃、pH 4.5、提取时间 1 h , 加酶量 1.0%、温度 45 ℃、
pH 3.5、提取时间 2.0 h 和加酶量 1.0%、温度 45 ℃、pH 4.0 、提取时间1.5 h;在优化提取条件下 , 分步酶解法
提取香菇粗多糖的提取率可达 14.17%,比传统热水浸提法提高 128.2%, 比单独采用纤维素酶﹑果胶酶﹑木
瓜蛋白酶酶解提取分别提高了 43.71%、46.99%和 23.11%。紫外光谱分析表明 , 分步酶解法提取的香菇多糖
纯度明显高于热水浸提法提取的香菇多糖。
关键词:香菇;子实体多糖;分步酶解;纤维素酶;果胶酶;木瓜蛋白酶
　 　 香 菇 (Lent inula edodes)是 侧 耳 科
(Pleuro taceae)的担子菌 , 味道鲜美 , 营养丰富 ,
深受消费者亲睐。现代医学研究表明 ,香菇多糖
能促进人体内细胞毒 T 淋巴细胞(CT L)的产生 ,
提高 CTL 的杀伤活力 ,增强人体免疫功能[ 1 , 2] 。
此外 , 香菇多糖还具有抗病毒 、降血脂等生物
活性[ 2] 。
香菇多糖的常用提取方法有水提法 、碱提
法和酶提法等。其中酶提法是通过生物酶破坏
提取样品的细胞壁 ,有效释放胞内多糖 ,从而提
高了香菇多糖的提取率;相比于水提法和碱提
法 ,酶提法具有条件温和 、杂质易除和得率较高
等优点[ 3 , 4] 。由于不同酶类达到最高酶活力所
需的酶解温度 、pH 和酶解时间等条件各不相
同 ,所以本文在优化各单一酶作用条件的基础
上 ,将香菇子实体干粉依次采用纤维素酶﹑果
胶酶﹑蛋白酶分步处理 ,使每种酶的活力得到
充分发挥 ,从而较大程度地提高香菇多糖提取
率和纯度 。
1　材料与方法
1.1 材料
　　香菇菌株 L04子实体(去柄),由浙江益圣菌
物发展有限公司提供。
1.2 试剂
　　纤维素酶为上海伯奥生物试剂厂产品 ,木
瓜蛋白酶为四川攀枝花市酶制剂厂产品 , 果胶
酶为瑞士 Fluka公司产品;其它试剂均为国产
分析纯 。
1.3 香菇多糖的热水浸提
　　取 100 g 香菇子实体干燥粉碎过 40目筛 ,加
入 2 000 mL 蒸馏水 ,90 ℃浸提 4 h ,真空抽滤后
滤液浓缩至原体积的 1/10 ,向浓缩液中加入 4 倍
体积 95%乙醇 ,搅拌后静止 12 h , 1 370 g 离心
10 min ,去除上清液 ,沉淀用无水乙醇和甲醚交
替润洗两次后 60 ℃烘干得香菇粗多糖 ,称重并
计算多糖提取率 ,多糖提取率(%)=(粗多糖质
量/香菇粗粉质量)×100。
食　用　菌　学　报 第 16 卷
1.4 单一酶法提取工艺优化试验
　　本实验采用 L 9(34)正交表设计因素水平 ,参
照纤维素酶﹑果胶酶﹑木瓜蛋白酶产品说明书
提供的酶活条件范围 ,对 4个工艺条件因素设置
3个水平 ,分别见表 1 、表 2 和表 3。以多糖的提
取率为指标 , 分别确定 3 种酶的最佳提取工艺
组合 。
100 g 香菇子实体粉(40目)加入2 000 mL 蒸
馏水 ,常温浸泡 2 h ,调整 pH 和温度至设定值 ,加
入设定量的酶制剂 ,按设定时间进行酶解 ,真空抽
滤 、浓缩 、醇沉 、润洗和烘干等后续操作同1.3。
1.5 分步酶解法提取试验
　　依次采用纤维素酶﹑果胶酶﹑木瓜蛋白酶
在各自优化的提取工艺条件下对同一香菇子实
体样本进行多糖提取处理 ,计算多糖提取率 。
1.6 多糖的纯化与光谱分析
　　热水浸提和分步酶法提取获得的香菇粗多
糖分别经 5次Sevag 法[ 5 , 6]去蛋白处理后 ,获得香
菇粗多糖样品 1和样品 2 ,二者水溶液分别使用
UV-2550型紫外分光光度计(岛津)在 200 ～
400 nm区间扫描进行紫外光谱分析;采用KBr 压
片法在 Specerd IP 红外光谱仪上对样品 1和样
品 2进行红外扫描分析 。
2　结果与分析
2.1 纤维素酶提取香菇多糖的工艺条件优化
　　以多糖提取率为指标 ,纤维素酶提取工艺优
化正交试验结果见表 1 。对纤维素酶而言 , 4 个
优化因素中 ,因素 B(酶解温度)的极差值最大 ,其
对多糖的提取率影响最大 ,而因素 C(pH)极差值
最小 ,影响最小。最佳提取工艺为 A 3 B2C3D 1 ,即
加酶量0.8%,温度 45 ℃,pH 4.5 ,提取时间 1 h 。
在此提取工艺条件下 ,香菇多糖提取率理论值为
9.86%。
表 1　纤维素酶提取香菇多糖的正交试验设计与结果
Table 1　Factors , levels and results of orthogonal test for lentinan extraction using cellulase
试验编号
No.
因素 Fac tors
A
酶量
Cellulase concentr ation (%)
B
温度
Temperature(℃)
C
pH
D
酶解时间
Time(h)
多糖提取率
Polysacchar ide yield(%)
1 1(0.3) 1(40) 1(3.5) 1(1.0) 7.56
2 1 2(45) 2(4.0) 2(1.5) 6.32
3 1 3(50) 3(4.5) 3(2.0) 7.04
4 2(0.5) 1 2 3 5.69
5 2 2 3 1 8.47
6 2 3 1 2 4.44
7 3(0.8) 1 3 2 7.39
8 3 2 1 3 9.12
9 3 3 2 1 6.78
K1 20.92 20.64 21.12 22.81
K2 18.60 23.91 18.79 18.15
K3 23.29 18.26 22.90 21.85
k1 6.97 6.88 7.04 7.60
k2 6.20 7.97 6.26 6.05
k3 7.76 6.09 7.63 7.28
R 1.56 1.88 1.37 1.55
2.2 果胶酶提取香菇多糖的工艺条件优化
　　果胶酶提取工艺条件优化试验结果见表 2 。
因素 D(酶解时间)对多糖的提取率影响最大 ,因
素 C(pH)影响最小。果胶酶最佳提取工艺为
A 1B2 C1D3 ,即加酶量 1.0%,温度 45 ℃,pH 3.5 ,
提取 2.0 h 。在此提取工艺条件下 ,多糖提取率
理论值为 9.64%。
2.3 木瓜蛋白酶提取香菇多糖的工艺条件优化
　　木瓜蛋白酶提取工艺正交试验结果见表
3 。对木瓜蛋白酶而言 ,因素 C(pH)的极差值
最大 ,其次是因素 A(加酶量), 二者对多糖的
提取率有显著性影响 , 其它两种因素为非显
68
第 2 期 程俊文 ,等:香菇子实体多糖分步酶解法提取研究
著性影响因素 。最佳提取工艺为 A 1 B1 C1D 1 ,
即加酶量 1.0%, 温度 45 ℃, pH 4.0 , 提取
1.5 h 。在此提取工艺条件下 , 香菇多糖提取
率理论值为 11.51%。
表 2　果胶酶提取香菇多糖的正交试验设计与结果
Table 2　Factors , levels and results of orthogonal test for lentinan extraction using pectinase
试验编号
No.
因素 Fac tors
A
酶量
Pectinase concentr ation (%)
B
温度
Temperature(℃)
C
pH
D
酶解时间
Time(h)
多糖提取率
Polysacchar ide yield(%)
1 1(1.0) 1(40) 1(3.5) 1(1.0) 9.02
2 1 2(45) 2(4.0) 2(1.5) 8.36
3 1 3(50) 3(4.5) 3(2.0) 7.85
4 2(1.2) 1 2 3 8.47
5 2 2 3 1 9.29
6 2 3 1 2 6.78
7 3(1.5) 1 3 2 5.36
8 3 2 1 3 9.15
9 3 3 2 1 6.53
K1 25.23 22.85 24.95 24.84
K2 24.54 24.80 23.36 20.50
K3 21.04 21.16 22.50 25.47
k1 8.41 7.62 8.32 8.28
k2 8.18 8.27 7.79 6.83
k3 7.01 7.05 7.50 8.49
R 1.40 1.22 0.82 1.66
表 3　木瓜蛋白酶法提取多糖的正交试验设计与结果
Table 3　Factors , levels and results of orthogonal test for lentinan extraction using papain
试验编号
No.
因素 Fac tors
A
酶量
Papain concentr ation (%)
B
温度
Temperature(℃)
C
pH
D
酶解时间
Time(h)
多糖提取率
Polysacchar ide yield(%)
1 1(1.0) 1(45) 1(4.0) 1(1.5) 11.51
2 1 2(50) 2(4.5) 2(2.0) 9.63
3 1 3(55) 3(5.0) 3(2.5) 8.39
4 2(1.5) 1 2 3 8.21
5 2 2 3 1 6.98
6 2 3 1 2 9.09
7 3(2.0) 1 3 2 7.86
8 3 2 1 3 10.21
9 3 3 2 1 8.79
K1 29.53 27.58 30.81 27.28
K2 24.28 26.82 26.63 26.58
K3 26.86 26.27 23.23 26.81
k1 9.84 9.19 10.27 9.09
k2 8.09 8.94 8.88 8.86
k3 8.95 8.76 7.74 8.94
R 1.75 0.43 2.96 0.23
69
食　用　菌　学　报 第 16 卷
2.4 不同提取方法的粗多糖提取率比较
　　图 1为采用热水浸提法 、3 种单一酶提取法
及分步酶法提取获得香菇粗多糖的提取率 。与
传统热水浸提法相比 ,3 种单一酶提取法都不同
程度地提高了香菇子实体多糖的提取率(分别提
高了 58.78%、55.23%和 85.35%);采用分步酶
解法提取香菇多糖的提取率达 14.17%,是热水
浸提法的 2.28 倍 ,比单独采用纤维素酶﹑果胶
酶或木瓜蛋白酶提取分别提高 43.71%、46.99%
和 23.11%。可见相对各单一酶法提取 ,采用分
步酶解法提取香菇子实体中多糖 ,可使多糖成分
获得了更有效的释放。
A:热水浸提法 , B:纤维素酶法 , C:果胶酶法 ,
D:木瓜蛋白酶法 , E:分步酶法
A:H ot w ater ext raction, B:Cellulase hydrolysi s, C:Pectinase
hydrolysis , D:Papain hydrolysis , E:S tepwise enzymic hydrolysis
图 1　不同提取方法多糖提取率比较
Fig.1　Lentinan yields obtained using five different
extraction methods
2.5 香菇多糖的紫外光谱分析
　　去蛋白纯化后的热水浸提多糖样品 1和分
步酶解法提取多糖样品 2的紫外光谱分析结果
如图 2和图 3所示 。样品 1在 280 nm 波长处有
明显吸收峰 ,说明由热水浸提法提取的粗多糖中
结合蛋白经 Sevag 法处理后仍未完全去除 。而
样品 2在 280 nm 波长处没有吸收峰 ,说明由分
步酶解法提取的粗多糖中结合蛋白在经 Sevag
法处理后可较完全地去除 ,多糖纯度得以提高 。
2.6 香菇多糖的红外光谱分析
　　采用分步酶解法获取的香菇多糖样品 2 的
红外图谱如图 4所示。其中 3 423 cm -1处有 O-
H 的伸缩振动 、2 924 cm-1处的 C-H 特征峰 、
1 634 cm
-1处的 C=O 伸缩振动 、1 384 cm-1处
的 C-H 变角振动和 1 250 cm-1 ～ 950 cm-1的吡
喃糖环醚键(C-O-C)和羟基的强吸收峰组很好地
反映了香菇多糖的吡喃型葡聚糖特性 。
图 4　样品 2 的红外光谱图
Fig.4　Infrared spectrum of sample 2 obtained using stepwise enzymic hydrolysis
70
第 2 期 程俊文 ,等:香菇子实体多糖分步酶解法提取研究
3　讨论
　　本实验结果表明 ,利用纤维素酶﹑果胶酶﹑
木瓜蛋白酶在各自的最佳酶解条件下先后处理
香菇子实体 ,相对传统热水浸提法及单一酶提取
法 ,香菇粗多糖提取率得到大幅提高 ,提取率可
达 14.17%,从而为香菇多糖的提取提供了一种
新的工艺 。紫外光谱扫描分析表明 ,经分步酶解
法提取的香菇多糖中的蛋白较热水浸提法提取
的易于通过 Sevag 法去除 ,多糖纯度明显提高 。
红外光谱检测结果显示 ,采用分步酶解法提取的
香菇多糖与常规提取方法所得的香菇多糖结构
特征一致 。
参考文献
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[本文编辑] 　于荣利
Extraction of Polysaccharide f rom Lentinula edodes
Fruit Bodies Using Stepwise Enzymic Hydrolysis
CHENG Junwen , WU Xueqian＊ , HE Liang , WU Qingqi , FU Lizhong , WEI Hailong , LI Haibo
(Key Laboratory of Biological and Chemical Utilization of Forest Resources ,
Zhejiang Forestr y Academy , Hangzhou , Zhe jiang 310023 , China;Lishui Edible Fungi Research and
Development Center , Z hejiang Essence Fungi Development Company , Lishui , Z he jiang 323000 , China)
Abstract:The reaction conditions for enzymic extr action of polysaccharide from Lentin ula edodes fr uit
bodies using cellulase , pect inase and papain individually we re optimized using or thogon al testing L9(34).The
respective optimal conditions for extr action with cellulase , pectinase and papain were as follows:(a)cellulose
concentr a tion 0.8%, temperatur e 45 ℃, pH 4.5 , extr action time 1 h;(b)pec tinase concentr ation 1.0%,
temperature 45 ℃, pH 3.5 , extr action time 2.0 h;(c)papain concentr ation 1.0%, tempe ra tur e 45 ℃, pH
4.0 , extrac tion time 1.5 h.Polysacchar ide was then extr acted using stepwise enzymic hydrolysis whereby each
of the three enzymes was used successively under the respec tive optimal conditions.The tr aditional hot water
extrac tion method was adopted as the control.The yield of polysacchar ide extr acted using stepwise enzym ic
hydrolysis (14.17%)was 128.2%, 43.71%, 46.99% and 23.11% higher , respectively compared with the
individual yields obt ained using hot wa ter , cellulase , pectinase and papa in.UV spec trophotometry r evealed
that the pur ity of the polysacchar ide , as dete rmined by Sevag s me th od , extra cted using stepwise enzym ic
hydrolysis was higher compa red to polysaccharide extr acted using hot water.
Key words: Lentinula edodes ; f r uit body; polysacchar ide extrac tion; stepwise enzymic hydrolysis;
cellulose;pectinase;papain
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