全 文 ：《食品工业》2012 年第33卷第 9 期 23
超声辅助提取美味牛肝菌总黄酮的工艺研究
崔福顺，李松涛，董敏
延边大学农学院食品科学系（延吉 133002）
摘 要 探讨美味牛肝菌总黄酮超声辅助提取工艺。采用单因素及正交试验确定美味牛肝菌总黄酮最佳提取工
艺。超声辅助提取美味牛肝菌总黄酮的最佳工艺为：乙醇体积分数75%、超声提取功率250 W、超声提取温度
80 ℃、超声提取时间40 min；提取2次，美味牛肝菌总黄酮提取率达1.36%。此提取方法简单、成本低、提取率
高，对美味牛肝菌的开发利用有一定的参考价值。
关键词 超声波；牛肝菌；总黄酮；提取
Extraction of Total Flavonoids from Boletus edulis with Ultrasonic Assistance
Cui Fu-shun, Li Song-tao, Dong Min
Food Department of Agricultural College of Yanbian University (Yanji 133002)
Abstract The extraction of total fl avonoids from Boletus edulis by ultrasonic technology was explored. Using
single factor and orthogonal test to determine the optimum extracting process of total fl avones from Boletus edulis.
The optimum condition was extracted 40 min with the ultrasonic power 250 W, the ethanol concentration was 75%
and ultrasonic extraction temperature of 80 ℃.Under the optimized conditions, extraction for 2 times, the rate of
total fl avonoids of Boletus edulis was 1.36%. The extraction method is simple, low cost, high extraction rate for
Boletus edulis, showing good prospect for development and utilization.
Keywords ultrasonic; Boletus edulis; total fl avonoids; extraction
我国野生食用菌种类繁多，已发现的牛肝菌目种
类达390种以上，其中199种是可食用的。吉林省内已
知的牛肝菌目的种类有46个，美味牛肝菌就是其中之
一[1]。美味牛肝菌营养丰富，味道鲜美。现代研究表
明，美味牛肝菌中含有丰富的氨基酸、矿物质、风味
物质等[2-3]。目前研究主要集中在对美味牛肝菌多糖的
提取[4]及多糖抗突变[5]、抗氧化[6]、抗肿瘤[7]及对TMV
抑制作用[8]。近年来研究人员从许多天然化学产物中
提取到的抗氧化剂多为黄酮类化合物。黄酮类化合物
具有多种生物活性，如抗衰老、抗氧化、抗菌、抗病
毒、抗辐射等[9]，而且人体不能直接合成黄酮类化合
物，只能从食品中获得。因此，提取纯度高、活性强
的天然黄酮类化合物成分，并进一步加工成保健食品
和药品已成为目前的研究热点。本试验拟在单因素试
验基础上采用正交试验对美味牛肝菌中总黄酮超声波
辅助提取工艺进行研究，为美味牛肝菌的进一步开发
利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
美味牛肝菌：长白山野生，由吉林省安图县农业
技术推广总站提供。
芦丁：中国药品生物制品检定所；无水乙醇、亚
硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠：国产分析纯。
1.2 仪器设备
101型电热恒温鼓风干燥箱：中国天津泰斯特仪
器有限公司；CX-100型粉碎机：上海市晟喜制药机
械有限公司；KQ-500D医用数控超声波清洗器：昆山
市超生仪器有限公司；Z400K大容量速冻离心机：德
国哈默公司；U-3900型紫外可见分光光度计：日本日
立公司。
1.3 方法
1.3.1 美味牛肝菌中总黄酮的测定
1.3.1.1 标准曲线的绘制[9]
称取120 ℃干燥至恒重的芦丁标准品5 mg，用
70%乙醇溶解并定容至25 mL，准确吸取0，0.1，
0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0 mL置
于试管中，不足部分用70%乙醇补充至2 mL，加5%
的NaNO2溶液0.3 mL摇匀，静置6 min，再加入10%
Al(NO3)3溶液0.3 mL摇匀，静置6 min，最后加4%
NaOH溶液2 mL，摇匀，静置10 min后于510 nm波长测
定吸光度A。以芦丁质量为横坐标，吸光度A为纵坐
标，得线性方程：y=0.002 9x＋0.005 2，R2=0.998 3。
1.3.1.2 总黄酮提取率
准确吸取1 mL提取液，再加入1 mL 70%乙醇，按
标准曲线制备步骤测定吸光度，由标准曲线算出提取
液中总黄酮的含量。
总黄酮提取率= （1）
式中：X为根据标准曲线计算出的总黄酮含量/
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μg；V为待测液定容总体积/mL；V0为测定吸光度用
样液的体积/mL；m为美味牛肝菌质量/g。
1.3.2 美味牛肝菌中总黄酮提取
将美味牛肝菌干燥后粉碎至20～40目，准确称取
0.5 g，以一定的料液比浸泡30 min，在设定的提取剂
乙醇浓度、超声提取功率、超声提取温度、超声提取
时间进行提取，5 000 r/min 离心15 min，上清液定容
至25 mL得待测样液。
1.3.2.1 单因素试验
以总黄酮提取率为指标，分别进行料液比、乙
醇浓度、超声提取功率、超声提取温度、超声提取
时间单因素试验，考察各因素对总黄酮提取率的
影响。
1.3.2.2 正交试验
根据单因素试验结果，不同乙醇浓度、超声提取
功率、超声提取温度、超声提取时间为考察因素，进
行L9(34)正交试验优化提取工艺。因素水平表设计与结
果见表1。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 料液比对美味牛肝菌总黄酮提取率的影响
在固定乙醇浓度80%、超声提取功率300 W、超
声提取温度60 ℃、超声提取时间30 min条件下，采用
不同料液比（1: 20，1: 30，1: 40，1: 50，1: 60）提取
美味牛肝菌总黄酮，结果见图1。
图1 料液比对提取率的影响
由图1可知，随着料液比的增加总黄酮提取率也增
加；当料液比为1∶30，1∶40，1∶50时提取率变化不
大；当料液比增加到1:60时提取率又开始减少。一般情
况下，随着溶剂量的增加，原料周围浓度就越低，细
胞壁内外浓度差越大，有利于有效成分的溶出；但当
继续增加时，由于溶剂用量的增多，对超声波能量的
吸收增加，导致细胞对超声波能量的吸收减少，破壁
不完全，有效成分不能很好溶出，降低了提取率[10]。
因此，本试验均采用1∶30的料液比进行提取。
2.1.2 乙醇浓度对美味牛肝菌总黄酮提取率的影响
在固定料液比为1: 30、超声提取功率300 W、超
声提取温度60 ℃、超声提取时间30 min条件下，采用
不同乙醇浓度（60%，70%，80%，90%，95%）提取
美味牛肝菌总黄酮，结果见图2。
图2 乙醇体积分数对提取率的影响
由图2可知，除在乙醇体积分数为80%时提取率
有所回升外，总黄酮提取率随乙醇体积分数的增加呈
下降趋势。黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态
不同而有差异，黄酮、黄酮醇等平面型分子难溶于
水；而二氢黄酮及二氢黄酮醇等非平面型分子水溶解
度稍大[11]。本试验的结果可能是随着乙醇体积分数增
加醇溶性杂质的含量也随着增加，黄酮与溶剂结合
的机会减少，使提取率下降；当乙醇体积分数为80%
时，水溶及醇溶性黄酮类化合物提取达到最佳。
2.1.3 超声提取功率对美味牛肝菌总黄酮提取率的影响
在固定料液比为1: 30、乙醇体积分数80%、超声
提取温度60 ℃、超声提取时间30 min条件下，采用不
同超声提取功率（200 W，250 W，300W，350 W，
400 W）提取美味牛肝菌总黄酮，结果见图3。
图3 超声提取功率对提取率的影响
由图3可知，随着超声提取功率的加大，提取率
逐渐上升，功率达到350 W时提取率达到最大。超声
波提取的最主要原因是超声波产生的空化效应，超声
空化使液体中的微小泡核在声波作用下被激活，表现
为泡核的振荡、生长、收缩及至崩溃等一系列动力学
过程。当超声功率过高时会引起黄酮类物质结构的变
化，使提取率下降。
2.1.4 超声提取温度对美味牛肝菌总黄酮提取率的影响
在固定料液比为1∶30、乙醇浓度80%、超声提取
功率300 W、超声提取时间30 min条件下，采用不同超
声提取温度提取美味牛肝菌总黄酮，结果见图4。
由图4可知，随着超声提取温度的上升，总黄酮提
取率也逐渐上升，温度达到80 ℃时达到最大提取率。
温度升高加剧了分子间的运动，加快了传质速率，有
利于总黄酮的提取。在本试验条件下，由于设备的最
大温度只能设定在80 ℃，因此没能进行温度进一步升
高对提取率的影响试验。而且有试验表明[12]，当超声
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提取温度超过80 ℃时总黄酮提取率有下降逐渐。
图4 超声提取温度对提取率的影响
2.1.5 超声提取时间对美味牛肝菌总黄酮提取率的影响
在固定料液比为1∶ 30、乙醇浓度80%、超声提
取功率300 W、超声提取温度60 ℃条件下，采用不同
超声提取时间提取美味牛肝菌总黄酮，结果见图5。
图5 超声提取时间对提取率的影响
由图5可知，随着超声提取时间的增加，总黄酮
提取率逐渐上升，达到40 min后，提取率又开始下
降。一般情况下，根据Fick扩散定律，提取率与提取
时间呈正比[13-14]。但提取时间过长，对热不稳定的黄
酮由于受热时间太长导致分解，结构被破坏，提取率
下降；还有就是杂质的不断增加，影响了总黄酮的提
取率。
2.2 正交试验
在单因素试验基础上采用L9(34)正交试验进行提取
条件的优化。正交试验设计及结果见表1。
表1 L9(34)正交试验设计及结果
序号
因素
总黄酮提取率/%
A
乙醇体
积分数
/%
B
超声提
取功率/
W
C
超声提
取温度
/℃
D
超声提
取时间/
min
1 1(75) 1(250) 3(80) 2(40) 1.15
2 2(80) 1 2(75) 3(50) 1.05
3 3(85) 1 1(70) 1(30) 0.75
4 1 2(300) 1 3 1.09
5 2 2 3 1 1.01
6 3 2 2 2 0.87
7 1 3(350) 2 1 1.00
8 2 3 3 2 1.04
9 3 3 1 3 0.86
K1 3.24 2.95 2.70 2.76
K2 3.10 2.97 2.92 3.06
K3 2.48 2.90 3.20 3.00
k1 1.08 0.98 0.90 0.92
k2 1.03 0.99 0.97 1.02
k3 0.83 0.97 1.07 1.00
R 0.25 0.02 0.17 0.10
因素影响：A＞C＞D＞B
由表1极差可见，各因素对美味牛肝菌总黄酮提
取率的影响从大到小依次为A＞C＞D＞B，即乙醇
浓度＞超声提取温度＞超声提取时间＞超声提取功
率，最佳提取条件为A1B2C3D2，但超声提取功率的
对提取率的影响最小，因此，最佳提取条件确定为
A1B1C3D2，即乙醇浓度75%、超声提取功率250 W、超
声提取温度80 ℃、超声提取时间40 min。在最佳提取
条件下美味牛肝菌总黄酮含量可达到1.15%。
2.3 提取次试验
在最佳提取条件下进行提取次数试验，结果见表2。
表2 提取次数试验
第一次 第二次 第三次 第四次
提取率/% 1.15 0.21 0.08 0.05
由表2可知，随着提取次数的增加，美味牛肝菌
中总黄酮的提取率逐渐减少。考虑后序工艺，提取
次数定为2次，总黄酮提取率达到1.36%。将2次提
取液进行干燥，美味牛肝菌总黄酮粗提取物得率为
17.2%。
3 结论
采用单因素及正交试验对美味牛肝菌总黄酮的
提取进行了研究，结果最佳提取条件为乙醇体积分
数75%、超声提取功率250 W、超声提取温度80 ℃、
超声提取时间40 min；提取2次，总黄酮提取率达
1.36%。
近些年，黄酮类化合物具有的多种生理活性功能
使其成为新的研究热点，但对食用菌中总黄酮的研究
还较少。因此，利用超声波技术对长白山美味牛肝菌
中总黄酮的提取进行研究，旨在为美味牛肝菌的进一
步开发提供理论参考。
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工艺技术
《食品工业》2012 年第33卷第 9 期 26
低聚木糖的膜分离浓缩工艺研究
章茹，刘辉，冯斐*
南昌大学环境与化学工程学院（南昌 330031）
摘 要 采用中试试验装置对低浓度低聚木糖溶液的分离浓缩进行中试试验，比较研究聚酰胺类纳滤和反渗透
两种膜技术的效果。试验结果表明，纳滤在分离浓缩效率和操作成本上均要优于反渗透。并在此基础上确定了
纳滤膜分离浓缩低聚木糖溶液的最佳工艺操作条件：温度37 ℃、流量1 235 L/h、压力0.8 MPa，低聚木糖溶液
可从初始可溶性固形物含量为2°Bx被浓缩至7.52°Bx。纳滤浓缩工艺具有能耗低、成本低的优势，且不会对环
境造成任何污染，显示出极佳的经济和社会效益。该研究为低聚木糖溶液膜浓缩技术的应用研究提供了良好的
参考依据。
关键词 纳滤；反渗透；浓缩；低聚木糖
Study on the Concentration of Xylo-oligosaccharides by Membrane Separation
Technology
Zhang Ru, LIiu Hui, Feng Fei*
School of Environment and Chemical Engineering, Nanchang University (Nanchang 330031)
Abstract The concentration processes of low concentrations of xylo-oligosaccharides (XOS) by nanofiltration and
reverse osmosis were studied based on a pilot-scale equipment. The results indicate that the application of nanofi ltration
is more effi cient and economic than that of reverse osmosis. When the best operating parameters of temperature, fl ux,
infl uent pressure were controlled at 37 ℃, 1 235 L/h, 0.8 MPa, respectively, the XOS solution can be concentrated from
2°Bx to 7.52°Bx. The nanofi ltration process shows good economic and social benefi ts for the superiorities of low energy
consumption, low cost and no environmental pollution. The pilot-scale experiment helps to provide a good reference for
further applied study of concentrating XOS by membrane separation technology.
Keywords nanofi ltration; reverse osmosis; concentration; xylo-oligosaccharides
低聚木糖又称木寡糖，是指由2～7个D-木糖分子
以β-1,4糖苷键结合而成的木二—木七糖聚合物。它
由含半纤维素（ ）的农副产品经一定的预
处理及酶水解后精制而得[1]。低聚木糖的主要有效成
分是木二糖和木三糖。低聚木糖因其显著的双歧杆菌
增殖能力、难被消化分解、低龋齿性、有效摄入量少
等优点被认为是理想的保健食品甜味剂[2]，同时其耐
酸耐热性也使其被应用于医药、饮料、饲料添加剂等
行业。
目前，国内生产低聚木糖多采用酶法。酶解后的
粗糖液用活性炭和离子交换树脂进行脱色、脱盐，所
得低聚木糖液的糖浓度较低（约为2 °Bx），需进行浓
缩才能作为商品出售。工业上主要采用真空浓缩法[3]，
此法需要消耗大量蒸气，成本高、操作也复杂，同时
高温会使产品的色泽加深。膜分离技术是20世纪初兴
起的分离新技术，采用膜分离技术分离浓缩低聚木
糖，既可简化工序、降低能耗，又有助于提高低聚木
糖的品质[4]。现今有关膜技术用于低聚糖的报道多在
于其分离纯化（除去单糖），而有关低聚糖浓缩的文
献并不多。李耕等[5]对天然大豆低聚糖的膜浓缩研究
表明，纳滤对低聚糖具有很好的浓缩效果，但其并未
对纳滤浓缩工艺条件进行试验和理论上的深入研究。
本试验在前期研究基础上，采用中试试验装置，比较
研究纳滤和反渗透两种膜技术用于低聚木糖溶液分离
浓缩的效果，确定纳滤为适宜的膜技术，而后研究最
佳纳滤膜性能工艺操作条件并检验该条件下的浓缩效
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