全 文 ：第 31卷第 3期
2011年 6月
林　产　化　学　与　工　业
ChemistryandIndustryofForestProducts
Vol.31 No.3
June2011
红托竹荪菌盖多糖的提取及抗氧化能力的研究
　　收稿日期:2010-11-02
　　基金项目:云南省自然科学基金(2010ZC032)
　　作者简介:庄永亮(1981-),男 ,山东潍坊人 ,副教授 ,博士 ,主要从事食品安全与营养研究;E-mail:kmylzhuang@yahoo.com.cn。
HUANGYong-liang　
庄永亮 , 孙丽平 , 尚小丽
(昆明理工大学 化学与工程学院食品工程研究中心 , 云南 昆明 650224)
摘　要:　研究了不同因素对竹荪菌盖多糖提取效果的影响 ,并对菌盖多糖的抗氧化能力进行了评
价 ,通过正交试验设计方法对水提竹荪菌盖多糖的工艺条件进行了优化。结果表明 ,菌盖多糖的最
佳提取条件为:提取温度 85℃,料液比 1∶25(g∶mL), 浸提时间 2.5h。在此最佳工艺条件下 ,竹荪
菌盖多糖得率为 8.25%。菌盖多糖主要由葡萄糖 、甘露糖和半乳糖组成 , 其中葡萄糖质量分数最
高(58.19%)。菌盖多糖具有较强的还原能力和抑制羟基自由基能力。随着菌盖多糖质量浓度的升高 , 还原能力和抑
制羟基自由基能力相应提高。但是 ,菌盖多糖对超氧阴离子的抑制能力较弱。
关键词:　红托竹荪;菌盖;多糖;正交试验;抗氧化能力
中图分类号:TQ351.0　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:0253-2417(2011)03-0045-05
ExtractionandAntioxidantActivitiesofPolysaccharidesfrom
PileusofDictyophorarubrovalvata
ZHUANGYong-liang, SUNLi-ping, SHANGXiao-li
(ResearchCenterofFoodEngineering, ColegeofChemistryandEngineering, KunmingUniversityof
ScienceandTechnology, Kunming650224, China)
Abstract:EfectsofdiferentfactorsonextractionofpolysaccharidesfrompileusofDictyophorarubrovalvatawerestudied.The
antioxidantactivitiesofpolysaccharideswereevaluated.Theextractiontechnologyusingwaterwasoptimizedbyorthogonalexperi-
ment.Theoptimumconditionswere:extractiontemperature85℃, ratioofmaterialtowater1∶25, extractiontime2.5h.Under
theoptimizedexperimentconditions, extractiveyieldwas8.25%.Polysaccharideswerecomposedofglucose, mannoseandga-
lactose.Massconcentrationofglucosecontentwasthehighest(58.19%).Polysaccharidesofpileushadhighreducingpower
andscavenginghydroxylradicalactivity.Thereducingpowerandscavenginghydroxylradicalactivityincreasedwiththeconcen-
trationofpolysaccharidesincreased.However, scavengingsuperoxideanionradicalofpolysaccharideswasweak.
Keywords:Dictyophorarubrovalvata;pileus;polysaccharides;orthogonalexperiments;antioxidantactivity
竹荪(Dictyophorasp.)是一类重要的林下野生食用菌资源 ,通常生长在竹林下 ,具有很高的营养和
药用价值[ 1] 。红托竹荪(D.rubrovalvata)是藏穆等于 1976年发现于云南并命名的新种 ,是中国特产的
竹荪种类 ,主要分布于云南 、贵州等高山地区的竹林下 [ 2] 。该种竹荪于 1983年培育成功 ,现已在云南 、
四川 、贵州 、福建等地广泛种植 ,是主要经济菌种之一。红托竹荪全株由菌盖 、子实体和菌托三部分构
成 [ 3] 。子实体为可食部分 ,质脆味鲜美 ,价格昂贵;菌盖和菌托被摘除丢弃。菌盖为孢子着生部位 ,占
全株鲜质量的 26%,生物量大 ,直接废弃不仅造成环境污染 ,更是对该种珍贵食用菌资源的巨大浪费。
近年来研究表明 ,真菌多糖是一种具有多种生理功能和开发价值的活性多糖 ,对人体具有显著的保健功
效 [ 4] 。为了充分利用红托竹荪资源 ,对下脚料菌盖中的多糖进行研究是非常必要的 。本研究对红托竹
荪菌盖中的菌多糖的提取工艺进行优化 ,测定菌盖多糖的单糖组成 ,并进一步对提取的菌盖多糖的抗氧
化能力进行了测定 ,以期为该资源的综合利用提供基础数据 。
46　 林　产　化　学　与　工　业 第 31卷
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
红托竹荪的新鲜菌盖收集于昆明木水花食用菌市场 。除去杂质后 , 40℃烘干 ,粉碎。
TU1901型双光束紫外可见光光度计 , VARIANCP3800型气相色谱仪(氢火焰离子化检测器),
LXJ-IB型离心机 , SHB-II型循环水式多用真空泵等。
1.2　方法
1.2.1　菌盖多糖提取工艺　采用水提法 [ 5] 。称取烘干竹荪菌盖粉末 ,置于圆底烧瓶中 ,按一定的料液
比加入蒸馏水 ,调节至预设温度回流浸提至规定时间 ,离心(3 000r/min×20min),上清液旋转蒸发浓
缩 ,测定竹荪菌盖多糖得率 。
1.2.2　菌盖多糖含量的测定　采用蒽酮-硫酸法 [ 6] 。
1.2.3　菌盖多糖得率的计算　多糖得率 =多糖质量 /原料质量 ×100%。
1.2.4　正交试验　以提取温度 、料液比和浸提时间为考察因素 ,每个因素设立 3个水平 ,设立空白项 ,
采用 L9(34)正交设计表 ,以菌盖多糖得率为考察指标优化提取工艺 。
1.2.5　单糖组成的测定　将提取的菌盖多糖水解成单糖 ,采用硼氢化钠还原 、乙酸酐乙酰化将单糖转
化为其乙酰化产物[ 7] ,用气相色谱法进行测定。
气相色谱分析操作条件为:采用氢火焰离子化检测器。载气选择氮气;采用毛细管柱 ,其柱前压力:
氢气为 0.1MPa,氮气为 0.08MPa;空气为 0.08MPa;采取程序升温 ,初始柱温为 150℃,终点温度为
210℃,升温速度 2℃/min,终点保温时间 10min;注射器温度为 250℃;检测器温度为 230℃;分流比为
1∶30;进样量 0.6μL,其中 ,毛细管柱为 SPBTM-5 CapilaryColumn, 30m×0.32mm×0.25μm,柱
No.22296-03B,类别 No.24048。
1.2.6　抗氧化能力的测定
1.2.6.1　还原能力的测定 [ 8] 　取不同浓度样品 1mL于 5mL离心管 ,加入 1mL磷酸盐缓冲液
(0.2mol/L, pH值 6.6)和 1mL1%(质量分数)铁氰化钾溶液 ,混匀 , 50℃水浴 20min,取出 ,加入
1mL10%(质量分数)三氯乙酸溶液 ,混匀 ,取 1mL混合溶液于 5mL离心管 ,加入 1mL超纯水和
0.2mL0.1%(质量分数)的三氯化铁溶液 ,迅速混匀。测定溶液在 700nm的吸光值 ,吸光值大小表征
了样品的还原能力。
1.2.6.2　抑制羟基自由基能力的测定[ 9] 　取不同浓度样品 1mL于 5mL离心管中 ,依次加入 0.3mL
8.0mmol/L的 FeSO4 , 0.25mL20mmol/L的 H2O2 , 1mL3.0mmol/L水杨酸 ,混匀 , 37℃水浴 30min,取
出 ,冷却 ,加入 0.45mL的蒸馏水 ,混匀 , 2 000r/min离心 10min,取上清液于 510nm测吸光度。抑制率
计算公式为:
I=(1-(A0 -A2)/A0)×100%
1.2.6.3　抑制超氧阴离子能力的测定 [ 10] 　取 5mL0.1mol/L的 Tris-HCl缓冲液 (pH值 8.2)与
4.7mL蒸馏水混合 ,在 25℃恒温 20min,取出后 , 迅速加入在 25℃恒温的 3mmol/L的邻苯三酚
0.3mL。采用蒸馏水为参比 ,在 320nm的波长下 ,每隔 30s测定吸光度一次 ,共测定 6次 ,确定邻苯三
酚的自氧化速率(V0)。测定多糖样品时 ,用不同浓度样品溶液取代蒸馏水 ,其它操作步骤与上述相同 ,
从而确定样品中邻苯三酚的自氧化速率(Vt)。抑制率计算公式为:
I′=(1-Vt/V0)×100%
2　结果与分析
2.1　正交试验
选定提取温度 、料液比和浸提时间作为考察因素 ,以竹荪菌盖多糖得率为考察指标 ,进行 L9(34)正
交试验 ,正交试验安排及结果见表 1和表 2。
第 3期 庄永亮 , 等:红托竹荪菌盖多糖的提取及抗氧化能力的研究 47　
表 1　L9(34)正交试验结果
Table1　ResultofL
9
(34)orthogonaltest
列号
No.
A
温度 /℃
temperature
B
料液比(g∶mL)
solidliquidratio
C
空白
blank
D
浸提时间 /h
extractiontime
总得率 /%
totalyield
1 65 1∶15 1 2.0 6.73
2 65 1∶20 2 2.5 7.60
3 65 1∶25 3 3.0 7.54
4 75 1∶15 2 3.0 7.35
5 75 1∶20 3 2.0 7.38
6 75 1∶25 1 2.5 8.02
7 85 1∶15 3 2.5 8.15
8 85 1∶20 1 3.0 7.98
9 85 1∶25 2 2.0 7.85
k1 7.29 7.41 7.58 7.32
k2 7.58 7.65 7.60 7.92
k3 7.99 7.80 7.69 7.62
R 0.70 0.39 0.11 0.60
表 2　方差分析
Table2　Analysisofvariance
方差来源
variancesources
离差平方和
deviationsumofsquares
自由度
degreeoffreedom
均方
meansquare
F值
Fvalue
显著性
significance
A 0.749 2 0.3745 35.667 ＊
B 0.236 2 0.118 11.238
D 0.546 2 0.273 26.000 ＊
误差eror 0.02 2 0.01
F
005
(2, 2)=19.00, F
001
(2, 2)=99.00
从正交试验的结果中(表 1)可以看出 , 3因素对菌盖多糖总提取率的影响顺序为提取温度 >浸提
时间 >料液比 ,这与以前对菌多糖提取工艺研究结果是相似的[ 11-12] 。由表 2方差分析可知 , 提取温度
和浸提时间的影响是显著的 , 而料液比对试验结果无显著影响 。由此可确定 , 最佳提取组合为
A3B3D2 ,即最佳工艺条件为:提取温度 85℃,料液比 1∶25(g∶mL),浸提时间 2.5h。在此最佳工艺条件
下进行 3次重复实验 ,得到菌盖多糖得率分别为 8.27%, 8.24%和 8.25%,在最佳工艺条件下的多糖
得率为 8.25%,与红托竹荪子实体多糖含量相当 ,高于其它一般食用菌 [ 12] 。此外 ,在最佳工艺条件下 ,
菌盖多糖得率比较稳定 ,相比正交试验中所得到的多糖得率都高 ,表明该最佳工艺条件方案是可行的 。
2.2　单糖组成
图 1　不同质量浓度竹荪菌盖多糖对还原力的影响
Fig.1　Effectsofthedifferentconcentrationsofpol-
ysaccharidesonreducingcapacity
菌盖多糖主要由甘露糖 、葡萄糖和半乳糖组成 , 3种
单糖的质量分数占菌盖多糖的 81.46%。葡萄糖质量
分数最高 , 约占多糖的 58.19%, 其次是甘露糖
(12.63%)和半乳糖(10.64%)。林玉满等 [ 13]研究棘
托竹荪子实体中的多糖主要是由葡萄糖 、甘露糖 、半乳
糖和岩藻糖组成 ,与本研究结果相似 ,不过 ,岩藻糖在菌
盖多糖中未检测出 ,可能是含量较低 。
2.3　抗氧化能力
2.3.1　还原能力　还原能力考察了活性物质提供电子
或氢原子的能力 ,它是物质抗氧化能力的一种表现形
式 [ 14] 。对不同质量浓度的竹荪菌盖多糖进行还原能力
测定 ,结果见图 1和表 3。
48　 林　产　化　学　与　工　业 第 31卷
由图 1可知:菌盖多糖具有一定的还原能力 ,且质量浓度在 0～200mg/L之间 ,其还原能力随质量浓
度的增加而升高 。从表 3可以看出 ,菌盖多糖的还原能力与质量浓度呈一定的线性关系 ,相关系数为
0.995 7(P<0.01)。菌盖多糖的还原能力优于 2 , 6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT),但较 VC的低 ,表明
竹荪菌盖多糖具有较好的还原能力。
表 3　样品质量浓度与还原能力的线性方程及相关系数
Table3　Linearregressionequationsandcorrelationcoefficientsbetweentheconcentrationsof
samplesandtheirreducingpower
样品
samples
线性方程
regressionequation
相关系数
correlationcoeficient
VC Y=0.0104X-0.0115 0.9975
BHT Y=0.0035X-0.0077 0.9973
菌盖多糖 polysaccharides Y=0.0044X+0.0137 0.9957
2.3.2　羟基自由基抑制能力　羟基自由基是目前已知的氧化性最强的自由基 ,反应性极强 ,几乎可以
和所有细胞成分发生反应 ,对机体危害极大。由图 2可知 ,菌盖多糖对羟基自由基的抑制能力随着质量
浓度的增加而增强 ,不同质量浓度的菌盖多糖对羟基自由基均具有一定的抑制能力 。同等浓度下菌盖
多糖的抑制能力低于 VC,菌盖多糖和 VC对羟基自由基的半数抑制质量浓度(IC50)分别为 410.78和
101.12mg/L。结果表明 ,菌盖多糖具有明显的抑制羟基自由基的能力。
2.3.3　超氧阴离子抑制能力　采用邻苯三酚法测定菌盖多糖对超氧阴离子的抑制能力。如图 3所示 ,
菌盖多糖对超氧阴离子的抑制能力在 0～ 20g/L范围内 ,随着多糖质量浓度的增加而略有提高。不过 ,
当菌盖多糖质量浓度为 20g/L时 ,抑制能力仅为 19.32%。由此可见 ,菌盖多糖对超氧阴离子的抑制
能力较弱。
　
图 2　不同质量浓度菌盖多糖对羟基自由基的抑制能力
Fig.2　Scavengingeffectsofthedifferentconcentrations
ofpolysaccharidesonhydroxylradicals
　
图 3　不同质量浓度菌盖多糖对超氧阴离子的抑制能力
Fig.3　Scavengingeffectsofthedifferentconcentrations
ofpolysaccharidesonsuperoxideanionradical
3　结 论
3.1　通过正交试验和方差分析 ,可以确定因素影响顺序为提取温度 >浸提时间 >料液比 ,提取温度和
浸提时间影响显著。确定了竹荪菌盖多糖的最佳提取工艺条件:提取温度 85℃,料液比 1∶25(g∶mL),
浸提时间 2.5h。在此工艺条件下 ,所测得的菌盖多糖得率为 8.25%。
3.2　竹荪菌盖多糖主要由甘露糖 、葡萄糖和半乳糖组成 ,其中 ,葡萄糖含量最高 ,约占多糖的 58.19%,
其次是半乳糖和甘露糖。
3.3　竹荪菌盖多糖具有较好的还原能力和抑制羟基自由基能力。随着菌盖多糖质量分数的增加 ,其还
原能力和抑制羟基自由基能力有一定程度的提高 ,其中菌盖多糖的还原能力与质量分数具有一定的线
性相关性。不过 ,菌盖多糖对超氧阴离子的抑制能力较弱。
第 3期 庄永亮 , 等:红托竹荪菌盖多糖的提取及抗氧化能力的研究 49　
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