全 文 :食品研究与开发 2010年 12月第 31卷第 12期
3 结论
将超声波技术应用于玫瑰茄中花青素的提取,在
单因素试验的基础上采用响应面分析法优化提取工
艺,依据回归分析确定各因素对花青素提取率的影响,
在本试验条件下各因素对花青素提取率的影响排序为
提取温度>超声时间>液料比,建立并验证的回归模型
准确有效,经优化后确定了玫瑰茄中花青素的最佳超
声波提取工艺条件为提取温度 70.5 ℃,超声时间
29 min,料液比 24,为分离纯化玫瑰茄花青素及玫瑰
茄的综合利用提供参考。
参考文献:
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究进展[J].食品与发酵工业,2008,34(8):112
收稿日期:2010-04-13
毛木耳水溶性粗多糖的提取工艺
曹蕊 1,2,清源 2,*
(1.西华大学生物工程学院,四川成都 610039;2.西昌学院轻化工程学院,四川西昌 615013)
摘 要:通过 L16(45)正交试验,考察浸提时间、浸提温度、浸提次数和固液比 4个因素初步对毛木耳水溶性多糖提取
的影响,优化毛木耳水溶性粗多糖的提取工艺。结果表明最佳提取工艺为:粉碎子实体,固液比为 1∶30(g/mL),浸提
温度为 80 ℃,浸提时间为 1 h,反复浸提 3次,所得毛木耳水溶性粗多糖最多,其得率可达 0.755 %。经过初步纯化的
毛木耳多糖得率为 0.393 %。
关键词:毛木耳;多糖;正交试验
Optimization of Extraction Technology of Auricularia Polytricha
CAO Rui1,2, QING Yuan2,*
(1. College of Bioengineering,Xihua University,Chengdu 610039,Sichuan,China;2. College of Light Industry and
Chemical,Xichang College,Xichang 615013,Sichuan,China)
Abstract:In order to thoroughly develop the deep processing of Auricularia Polytricha products, to play its
potential medicinal value and economic value, the paper design of the L16(45)of orthogonal experiment, from the
extraction time, extraction temperature, extraction times, solid -liquid proportion to study the extraction
conditions of Auricularia Polytricha polysaccharide, and optimize the extraction conditions of polysaccharides of
Auricularia Polytricha. The result shows that the optimal extract process is to crush the fruit body, adding 30 times
the amount of water, and extract at 80 ℃ water bath for 1 h, extract 3 times, the rate of polysaccharides from
作者简介:曹蕊(1987—),女(汉),硕士研究生,研究方向:食品营养与安全。
*通信作者
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基础研究
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食品研究与开发2010年 12月第 31卷第 12期
表 1 毛木耳粗多糖提取因素水平表
Table 1 Factors and level
1
2
3
4
A浸提时间/h
1
2
3
4
B浸提温度/℃
40
60
80
100
C/浸提次数
1
2
3
4
D固液比/(g/mL)
1∶10
1∶20
1∶30
1∶40
水平
因素
多糖广泛存在于许多动植物体内,不仅是生物的
营养成分,而且还参与多种生命活动[1]。在研究其功效
的过程中发现,多糖作为一种无毒副作用的天然提取
物具有免疫调节、抗肿瘤活性、抗凝血作用、抗病毒、降
血糖、降脂等功效[2]。同时对比不同来源的多糖,真菌
多糖具有较高的抗肿瘤功能与增强免疫作用。
毛木耳,学名 [Auricularia Polytricha (Mont) Sacl.],
隶属担子菌纲,木耳目,木耳科,毛木耳属。别名黄背
木耳,构耳。富含蛋白质、多种矿物质元素和维生素,
子实体背面绒毛层丰富的木耳多糖,具有较高的抗肿
瘤活性,同时是抗肿瘤活性最强的 6种药用菌之一[3-5]。
在目前的研究中以黑木耳多糖的研究居多,毛木耳多
糖较黑木耳含有较多的胶质,增加了多糖提取的难度,
因此对毛木耳多糖提取的研究相对较少。但毛木耳产
地分布广泛,产量丰富,营养价值较高,目前对毛木耳
的开发和利用仍停留在初级加工的水平,即产品形式
多为干、鲜品。为了充分发挥毛木耳的优势功能,深入
对毛木耳价值的开发和研究,改善毛木耳在目前市场
上低廉的地位,增加产品的附加值,开发毛木耳的深加
工产品。主要运用热水浸提法提取多糖,运用 Sevag法
除蛋白,得到毛木耳多糖粗品,同时通过正交试验,得
到提取毛木耳多糖的最佳条件,为后续发展和研究提
供基础。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
毛木耳:购自西昌市农贸市场。
葡萄糖(分析纯,重庆北碚化学试剂厂);苯酚,
98 %硫酸,95 %乙醇,三氯甲烷,丙酮等试剂,均为分
析纯,成都科龙化工试剂厂。
HW-SY21-K电热恒温水浴锅:北京市长凤仪器
仪表公司;722型可见光分光度计:上海浦东物理光学
仪器厂;FA2004 电子天平:上海精科天平;DGG-
9420A电热鼓风干燥箱:上海齐欣科学仪器有限公司;
TGL-18LM-W台式高速冷冻离心机:湖南星科科学仪
器有限公司;JFSD-70实验室粉碎磨:上海嘉定粮油仪
器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 葡萄糖标准曲线的制作
硫酸-苯酚比色法是测定多糖含量最为基础的方
法。其原理是多糖在浓硫酸作用下,水解成单糖,并迅
速脱水生成糠醛衍生物,与苯酚缩合成有色化合物,然
后用比色法测定其多糖含量。该有色化合物在 490 nm[6]
处有最大吸收,其吸光度与浓度呈线性关系。
吸取葡萄糖标准溶液 0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、0.8 mL,
分别以蒸馏水补充至 1.0 mL,向其中加入 0.5 mL
6.0 %的苯酚溶液,然后迅速滴加 2.5 mL的浓硫酸,每
个浓度重复做 3次。另取 3个试管各加 1.0 mL蒸馏水
同上操作,为空白。于 40℃水浴中恒温 0.5 h后,取出,
冷却 15 min,于 490 nm处测其吸光度值。
以葡萄糖浓度为横坐标,OD490值(样品在 490 nm
处所测的吸光度值)为纵坐标作图,即为多糖的标准
曲线。
1.2.2 毛木耳粗多糖的提取
1.2.2.1 毛木耳粗多糖的提取方法
称取 10 g毛木耳子实体干粉,加入一定量的蒸馏
水,依据设计方案放入相应温度的恒温水浴锅中浸提
一定时间。需浸提多次的试验,在浸提时间到达取出,
将水提液滤出,加入相同倍数的蒸馏水,其他操作均与
浸提一次的操作相同,待浸提时间到达后,将多次浸提
所得滤液进行合并,在 1 000 mL的容量瓶中定容,得
到滤液备用于多糖的测定。
1.2.2.2 毛木耳粗多糖提取条件的优化[7-10]
由于影响毛木耳多糖提取的因素众多,经前期试
验确定从浸提时间(A),浸提温度(B),浸提次数(C),
固液比(D)这 4个因素进行初步探讨,选取 4个水平,
因素水平见表 1,设计的 L16(45)正交试验。每个试验做
3次重复,求得平均值为正交试验的检测指标。
1.2.3 毛木耳粗多糖的测定
采用硫酸-苯酚法[11]测定多糖。取 1.0 mL待测样
品溶液置于 10 mL试管中,向其中各加入 0.5 mL 6.0%
的苯酚溶液,再迅速滴加 2.5 mL的浓硫酸,立即混合,
每个浓度重复 3个平行。40℃水浴中恒温 0.5 h后,取
Auricularia Polytricha is 0.755 %. The preliminary purified polysaccharide is 0.393 %.
Key words:Auricularia Polytricha;polysaccharide;orthogonal experimental design
基础研究
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食品研究与开发 2010年 12月第 31卷第 12期
表 2 葡萄糖与吸光度值测定对应值
Table 2 Glucose and the absorbance values
葡萄
糖/mL
0
0.2
0.3
0.4
0.5
0.7
0.8
加入蒸
馏水/mL
1.0
0.8
0.7
0.6
0.5
0.3
0.2
6 %苯
酚/mL
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
硫酸/
mL
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
葡萄糖浓
度/(μg/mL)
0
8
12
16
20
28
32
OD490
值
0
0.123
0.181
0.261
0.332
0.498
0.556
图 1 葡萄糖标准曲线
Fig.1 Glucose standard curve
浓度 /(μg/mL)
吸
光
度
图 2 因素与指标关系图
Fig.2 The relation of the factor and quota
指
标
出,冷却 15 min,于 490 nm处测其吸光度值。同时做
3个平行的空白,40 ℃水浴中恒温 0.5 h,取出,冷却
15 min后,其 490 nm处吸光度值为零点。
多糖含量的计算方法如下:
多糖含量= C×1 000×10
-6
M ×100 %
式中:X为多糖含量,%;C为与葡萄糖标准曲线
所对应的浓度,(μg/mL);M为样品质量,g。
1.2.4 粗多糖的初步纯化
1.2.4.1 粗多糖水提液的制备
根据正交试验所得到的结果,称取毛木耳 250 g,
采用最佳条件提取其中的多糖,即在固液比为
1 ∶30(g/mL),在 80 ℃的恒温水浴锅中浸提 1 h,反复
浸提 3次的条件下浸提,过滤,得到滤液,即为试验所
需水提液。
将水提液除蛋白,初步纯化多糖,为进一步研究
多糖的理化性质及生物活性奠定基础。粗多糖中含有
游离蛋白,影响多糖的分离提纯,因此需将游离蛋白
除去。
1.2.4.2 Sevag法除蛋白
Sevag法[12]利用蛋白质在三氯甲烷中变性的特性,
除蛋白条件温和,是目前除蛋白质的常用方法。向多
糖提取液中加入其体积 1/4的三氯甲烷,再加入三氯
甲烷体积 1/4的正丁醇,充分振荡 10 min后静置分层。
分层后放出下层有机相(含蛋白质)。上层水相(含多
糖)继续采用 Sevag法除蛋白,反复多次,至蛋白完全
除尽,收集合并上层水相,12 000 r/min离心 10 min收
集上清液。
1.2.4.3 透析
将除蛋白后的多糖提取液装入透析袋中,用蒸馏
水充分透析,除去其中的小分子杂质。透析完全后,于
2 000 r/min离心 10 min,合并上清液。
1.2.4.4 醇沉
用 3倍于上述浓缩液体积的 95 %乙醇,4 ℃条件
下,醇析过夜,12 000 r/min离心 15 min,回收乙醇,收
集毛木耳粗多糖的沉淀。将沉淀复溶后,相同条件下
再醇沉 1 次,回收乙醇。沉淀用丙酮溶剂反复冲洗
2 次,低温干燥,研磨得到除去蛋白质的粗多糖样品。
2 结果与讨论
2.1 葡萄糖标准曲线结果
按 1.2.1的方法操作,结果见表 2和图 1。
以葡萄糖浓度为横坐标,OD490 值为纵坐标作
图,即得多糖的标准曲线,见图 1。
由图 1可知,在浓度 0 μg/mL~35 μg/mL范围内,
浓度与吸光度呈现良好的线性关系,得到回归方程 Y=
0.017 8x-0.017,R2=0.996 2。
2.2 粗多糖提取条件的正交结果分析
根据 1.2的试验方法,按照表 1设计[13],得出的毛
木耳多糖得率的结果进行结果极差分析[13]。R表示该
因素在其取值范围内试验指标变化的幅度,R越大,则
该因素对试验影响越大,测定试验结果见表 3和图 2。
由表 3和图 2可知,通过统计分析木耳粗多糖提
取条件各因素极差大小排列如下:RB>RC>RA>RD,即浸
提温度>浸提次数>浸提时间>固液比。说明浸提温度
对试验影响最为显著,其次是浸提次数和浸提时间,影
响最小的是固液比,且最佳工艺为 A1,B3,C4,D3。
综合以上分析,本应选择极差分析最佳结果
A1B3C4D3,但是这一条件并未在正交试验设计中出现。
因此将这个条件组合与试验中多糖含量最多的条件组
合进行对比试验,结果见表 4。
基础研究
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食品研究与开发2010年 12月第 31卷第 12期
表 3 毛木耳粗多糖提取条件正交试验结果
Table 3 The results of orthogonal test to extraction conditions of
polysaccharides of Auricularia Polytricha
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
K1
K2
K3
K4
K1/4
K2/4
K3/4
K4/4
R
A
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
1.637
1.116
1.452
1.613
0.409 25
0.279
0.363
0.403 25
0.130 25
B
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1.233
1.215
2.405
0.965
0.308 25
0.303 75
0.601 25
0.241 25
0.36
C
1
2
3
4
2
1
4
3
3
4
1
2
4
3
2
1
1.24
1.075
1.461
2.042
0.31
0.268 75
0.365 25
0.5105
0.241 75
D
1
2
3
4
3
4
1
2
4
3
2
1
2
1
4
3
1.391
1.315
1.748
1.364
0.347 75
0.328 75
0.437
0.341
0.108 25
空列
2
2
3
3
4
4
1
1
3
3
2
2
1
1
4
4
1.559
1.146
1.943
1.169
0.389 75
0.286 5
0.485 75
0.292 25
0.199 25
0.303
0.065
0.755
0.514
0.305
0.176
0.493
0.142
0.132
0.542
0.615
0.163
0.492
0.432
0.542
0.146
试验号 多糖含量%
因素
表 4 两组试验的对比
Table 4 The contrast of the two team of text
试验组合
A1B3C4D3
A1B3C3D3
浸提时间 /h
1
1
浸提温度 /℃
80
80
浸提次数
4
3
固液比 /(g/mL)
1:30
1:30
多糖含量%
0.692
0.755
综合对比,选择最优组合为 A1B3C3D3,即加入固液
比为 1∶30(g/mL),在 80℃的恒温水浴锅中浸提 1 h,反
复浸提 3次,所得毛木耳粗多糖的得率为 0.755 %。
2.3 纯化多糖的得率
称取毛木耳 250 g,在以上优化筛选出的条件下,
即固液比为 1∶30(g/mL),在 80℃的恒温水浴锅中浸提
1 h,反复浸提 3次,再用 Sevag法除蛋白,按照 1.2.4.3
试验方法,经过透析,醇沉得到的多糖,经硫酸-苯酚
法测定,纯化多糖得率为 0.393 %。
3 结论与讨论
本文以毛木耳为研究对象,从提取温度、提取时
间、提取次数以及固液比 4个影响粗多糖提取得率的
因素出发,通过正交试验及结果的极差分析得出,浸提
温度这一因素对毛木耳粗多糖提取效果影响最为明
显,最佳提取工艺为:料液比为 1∶30(g/mL),在 80 ℃的
恒温水浴锅中浸提 1 h,反复浸提 3次,所得毛木耳粗
多糖的得率最高可达 0.755 %,在此基础上经初步纯
化后多糖得率为 0.393 %。有文献报道[14],在料水比为
1∶50(g/mL),90 ℃水浴中(3 次)抽提 3.5 h,提取液用
70 %乙醇醇析的工艺条件下提取 100 g黑木耳子实体
干粉,多糖得率为 5.48 %。按照试验结果看,在试验最
佳条件下提取 100 g毛木耳,得到的粗多糖为 7.55 %,
参考以上试验报道,毛木耳中的多糖并不逊色于黑木
耳中的多糖。由于提取方法和环境条件的不同,对于
多糖的提取有一定的影响,造成毛木耳多糖含量上的
差异。总体来说,毛木耳的背面绒毛中含有丰富的多
糖,但对于毛木耳多糖的开发利用还待进一步提高,因
此只有进一步研究毛木耳多糖的提取,才更有利于研
究毛木耳多糖的深加工的开发利用。
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基础研究
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