全 文 ：收稿日期:2005-03-10原稿;2005-04-20修改稿
作者简介:韩永萍(1971-),女 , 2001毕业于哈尔滨工业大学 ,工学硕士 ,讲师 ,主要从事膜处理技术 、饮用水消毒技术
方面的教学与研究 ,发表主笔论文 5篇。
　食用菌学报　2005.12(2):32 ～ 36
　Acta Edulis Fungi
文章编号:1005-9873(2005)02-0032-05
超滤分离姬松茸子实体多糖的工艺研究
韩永萍 , 郝　爽 , 孙　颖
(北京联合大学生物化工学院 , 北京 100023)
摘　要:离心分离预处理 、超滤提取姬松茸多糖 , 工艺简单可行 、产品纯度好。超滤操作条件
为室温(20℃),操作压力 0.08～ 0.10MPa , pH7 ～ 8 , 多糖可浓缩至 35g/ L。所得多糖制品纯度高达
82.79%。
关键词:超滤;姬松茸多糖;分离
中图分类号:S646.11;TS255.36　　　　文献标识码:A
姬松茸(Agaricus B lazeiMurrill.)又名小松菇 ,它不但味道鲜美 ,而且含有丰富的多糖 、核
酸 、甾醇等活性成分和脂肪 、矿物质 、微量元素及人体必需的多种氨基酸 ,而且组配合乎人体健
康要求 。国内外研究报道 ,姬松茸多糖在防癌 、抗肿瘤 、降低血糖 、提高机体免疫力 、防治心血
管疾病等方面效果奇特[ 1～ 4] ,是一种珍稀的食药兼用真菌 ,在日本有“神奇的蘑菇”和“地球上
的最后食品”的美誉 。故在医药领域和保健品行业中具有很高的开发应用前景 。近年来 ,关于
姬松茸子实体粗多糖提取方法的研究已有一些文献报道 ,主要为热水浸提法 、酸提法和酶提法
等[ 5] 。超滤作为一种新型的分离技术 ,不但具有能耗低 、单级分离效率高 、工艺简单 、可在室温
或低温下操作外 ,而且用于中西药剂分离 、纯化时所得制品收率高 、纯度好[ 6] 。超滤分离技术
用于姬松茸多糖的分离纯化尚未见报道 。本文采用超滤对姬松茸子实体多糖进行分离纯化 ,
对多糖浓度 、压力 、温度 、pH等影响因素进行了深入细致研究 ,优化确定实验操作条件。
1　材料与方法
1.1　材料
姬松茸子实体粗多糖(苯酚硫酸分析多糖含量 47.6%)由浙江庆元金源真菌多糖制品有
限责任公司提供 。
1.2　设备和仪器
中空纤维超滤膜(截留分子量为 80kDa ,组件有效过滤面积为 0.2m2)由天津膜天工程公
司提供 ,小型超滤机(自制), Lock-Stong 离心机为北京路科顺科技有限公司产品 , T U-1901
紫外可见分光光度计为日本岛津公司产品 ,冷冻干燥机为北京速原真空技术有限公司产品 ,
AB204型天平为上海第二天平仪器厂产品 。
1.3　工艺流程和实验装置
处理工艺流程:姬松茸子实体※热水浸提的粗多糖※离心分离※超滤※真空冷冻干燥※
多糖制品 。
超滤实验装置见图 1。对经过离心分析预处理的料液进行循环超滤 ,当膜通量降到一定
数值后停止超滤 ,收集浓缩液进行冷冻干燥 ,制备姬松茸多糖产品。
1.料液池　2.蠕动泵　3.超滤组件　4.透过液池　5.调压阀　6.隔膜压力表
1.Sample liquid pool　2.Peristalt ic pump　3.Ult rafilt ration module　4.Permeated liquid pool　5.Regulating valve
6.Septum piezometer
图 1　超滤装置流程图
Fig.1　Ultrafiltration equipment flow chart
1.4　分析和计算方法
1.4.1　多糖含量测定　采用硫酸-苯酚法[ 7] ,用葡萄糖做标准曲线 。
1.4.2　蛋白质含量测定　考马斯亮蓝 G-250法[ 7] ,以牛血清蛋白作标准曲线。
1.4.3　膜截留率　R=1-(C1/C0)×100%
式中 R为截留率(%);C1为透过液多糖浓度(g/L);C0 为料液多糖浓度(g/L)。
1.4.4　膜通量　J=V/(A×t)
式中 J为膜通量(L/m2·h);V为透过液体积(L);A为膜的有效面积(m2);t为操作时间(h)。
2　结果与分析
2.1　姬松茸子实体的组成分析
根据文献报道 ,姬松茸干菇的主要成分见表 1[ 1] 。对热水浸提所得的粗多糖离心分离后
发现 ,有 85%的不溶固体颗粒物被去除 ,游离蛋白质含量降至 10%以下 ,可见灰分中的部分无
机盐以及一些难溶的脂肪和纤维等大分子物质在热水浸提粗多糖过程中以及离心分离预处理
时基本被去除。因此 ,超滤处理的姬松茸子实体多糖溶液主要成分为多糖和蛋白质。根据研
究报道 ,蛋白质的主要存在形式为游离态蛋白质和结合形态的糖蛋白物质[ 8] 。
表 1　姬松茸子实体的主要成分
Table 1　Main composition of Agaricus blaz ei fruitbodies(%)
粗灰分
C rude mineral
粗蛋白质
Crude protein
粗脂肪
Crude fat
粗纤维
Crude f ibre
糖质
Sugariness
麦角甾醇
E rgat
5.54 43.19 3.73 6.01 41.56 0.14
2.2　超滤操作条件的确定
由于膜分离过程不可避免地受到膜表面形成的浓差极化和凝胶层的影响[ 9] ,膜通量下降 ,
滤过时间增长 ,甚至影响膜的结构和性能 ,因此必须确定合适的操作条件 ,即要保证膜通量满
足实际生产需要 ,又不会引起膜的“坏死性”污染。因此 ,研究了中空纤维超滤组件的料液多糖
浓度 、压力及温度等操作条件 。
332 期　　　　　　　　　韩永萍等:超滤分离姬松茸子实体多糖的工艺研究　　　　
2.2.1　多糖浓度对膜通量的影响　采用不同多糖浓度的料液 ,在 0.08MPa压力和 15℃条件
下进行超滤 ,运行稳定 10min后测定膜通量和进出液多糖浓度 ,计算截留率 ,结果见图 2 。
图 2　料液多糖浓度对膜通量和截留率的影响
Fig.2　The effect of di fferent polysaccharide concentrations of sample l iquid on the membrane flux and the retention rate
由图 2可知 ,料液多糖浓度对膜通量影响较大 。膜通量随着多糖浓度的增大而减小 。但
多糖浓度大于 10.6g/ L 时 ,膜通量几乎不受多糖浓度影响而保持在 15L/m2·h左右 ,这说明在
膜的工作界面出现并逐步形成浓差极化。当多糖浓度增大到 40g/L 时 ,膜通量迅速下降为
10L/m2·h ,此时截留的大分子多糖由于浓度过大而在膜的表面析出 ,形成凝胶层 ,如果持续运
行将会引起膜的严重污染 。因此 ,从节约操作时间和延长膜的使用寿命考虑 ,操作过程中多糖
浓度最高应控制在 35g/L 左右。此外 ,随着料液多糖浓度增加 、浓差极化的形成 ,一部分原本
可以透过的多糖分子被截留 ,致使截留率有所提高 ,截留率曲线的增大趋势也印证了膜随着料
液多糖浓度增高的污染过程。
2.2.2　压力对膜通量的影响　采用 30g/L 粗多糖料液 , 在 15℃、不同操作压力下进行超滤 ,
运行稳定 10min后测定膜通量 ,膜通量随压力变化的情况见图 3。
结果表明 ,膜的初始通量随着操作压力的增加而增大 ,当压力达到 0.08MPa后趋于恒定 ,
直到0.12MPa 后 ,开始略有下降 。这是因为超滤过程是以压力为驱动力 ,其大小直接影响膜
的通量[ 9] 。在运行中 ,随着浓差极
化加剧 ,开始形成凝胶层 ,膜通量基
本达到极限值 ,不再依赖于压力 。
随着凝胶层的加厚 , 膜通量开始下
降。而且压力越大 ,凝胶层形成速
度越快 ,膜通量衰减速度越快 ,运行
周期变短 。甚至会因为操作压力过
高 ,膜被压实而形成严重污染。尽
管较低的压力能减轻膜污染 ,但是
膜通量过小会影响设备的生产能
力。由此确定操作压力为 0.08 ～
0.10MPa 。
图 3　压力对膜通量的影响
Fig.3　The effect of different pressures on the membrane flux
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2.2.3　温度对膜通量的影响　在
操作压力为 0.08MPa和 0.10MPa
条件下 ,改变操作温度对 30g/L 料
液进行超滤 ,不同温度对膜通量的
影响见图 4。
图 4表明 ,随着温度升高 ,膜通
量增大。当温度由 15℃提高到
50℃时 ,膜通量提高了约 1.5 倍 。
这是因为温度升高 ,料液粘度下降 ,
扩散系数和传质系数以及多糖的溶
解度均增大 ,相应会减弱膜表面的
浓差极化 ,致使膜通量增大。但是
另一方面 ,当温度升高时 ,加速了膜
组成聚合物的微观布朗运动 ,使单
位时间单位体积形成的小孔机率增
加 ,从而影响膜的截留性能 ,造成截
留率有所下降[ 10] 。因此 ,考虑到膜
的性能 、料液稳定性以及操作方便 ,
实验采用 20℃左右室温。
2.2.4　pH 对膜通量的影响　在操
作压力为 0.08MPa 和 0.10MPa 、
15℃条件下 ,改变料液 pH 对 30g/
L 料液进行超滤 ,不同 pH 对膜通
量的影响见图 5。
图 4　温度对膜通量的影响
Fig.4　The effect of different temperatures on the membrane flux
图 5　pH对膜通量的影响
Fig.5　The effect of di fferent pH on the membrane flux
　　由图 5可以看出 , pH4 时 ,膜通量出现了最低值;随着 pH 远离该点 ,超滤膜通量逐渐增
大 ,而且碱性料液的膜通量明显高于酸性料液 。
分析认为 ,料液多糖溶液中含有一定量的游离蛋白和结合糖蛋白 ,而蛋白质是由一系列氨
基酸通过肽键结合而成的高分子聚合物 ,因此表现为酸碱双重性。pH 较低时 ,其蛋白质带正
电荷;而 pH 较高时 ,则带负电荷;pH 在某一特定值(约 4.5 左右)时呈现电中性即为等电点 。
且在等电点处 ,蛋白质的溶解度最低[ 11] 。料液 pH4时已经接近于等电点 ,此时一定量的蛋白
质以流动性能较差的悬浮状态为超滤膜所截留 ,并产生吸附 ,从而加剧浓差极化 。随着 pH 远
离等电点 ,其溶解度开始增高;尤其在碱性条件下呈现负电性的蛋白质与带少量同性电荷的
PVDF 超滤膜之间产生静电斥力 ,不容易形成浓差极化 ,所以其膜通量也较大。考虑到超滤膜
适宜 pH 范围为 2 ～ 12 ,料液 pH 应控制在 7 ～ 8之间 。此外 ,可以考虑在碱性条件下清洗被污
染的膜组件。
2.3　超滤提纯姬松茸子实体粗多糖
在上面确定的最佳工艺条件下 ,对预处理后的姬松茸子实体粗多糖溶液进行分离 ,所得截
留液冷冻干燥后进行多糖纯度分析 ,结果见表 2。
352 期　　　　　　　　　韩永萍等:超滤分离姬松茸子实体多糖的工艺研究　　　　
表 2　姬松茸子实体粗多糖溶液的超滤分离
Table 2　Ultrafiltration separation of Agaricus blazei l crude polysaccharide
料液多糖浓度
Polysaccharide
concent ration of
sample liquid(g/ L)
料液体积
Sample
liquid
volume(L)
截留液多糖浓度
Polysaccharide
concent ration of
retention liquid(g/ L)
截留液体积
Retent ion
liquid
volume(L)
多糖制品收率
Recovery of
polysaccharide(%)
多糖制品纯度
Pu rity of
polysaccharide(%)
8.06 3 33.46 0.442 61.42 82.79
由表 2可以看出 ,采用超滤分离姬松茸子实体多糖 ,所得截流液体积少 ,浓度高 ,很大程度
上简化了后续的干燥工艺 ,且多糖的收率和纯度均高于传统工艺(醇沉多糖的纯度和收率一般
均低于 50%)[ 4] 。如果采用截留分子量小的超滤组件对透过液进一步提纯的话 ,不但可以获
得不同分子量范围的多糖 ,而且将大大提高多糖的收率 。
3　结论
研究表明 ,使用离心分离预处理 、超滤提取姬松茸多糖 ,工艺简单可行 、产品纯度高达
82.79%。实验确定超滤操作条件为:室温(约 20℃,)临界操作压力为 0.08 ～ 0.10MPa ,料液
pH 7 ～ 8 ,姬松茸子实体多糖浓度最高可浓缩至 35g/L。
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Studies on Ultrafiltration Separation of Agaricus blazei Polysaccharide
HAN Yong-ping , HAO Shuang , SUN Ying
(Bio-Chemical Engineering Colleg e of Peking Union University , Beijing 100023 , China)
Abstract:I t w as simple and feasible that Agaricus blazei polysaccharide w as extracted by centrifugal pretreat-
ment w ith ultrafiltration separation technology.The results show ed that poly saccharide could be condensedto 35g/ L
a t room temperature(20℃), the ultrafiltration pressure 0.08 ～ 0.1 MPa , pH7 ～ 8.The purity o f poly saccharide
w as up to 82.79%.
Key words:Ultrafiltration;Agaricus blazei poly saccharide;Separation
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