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泰山美味牛肝菌粗多糖热水提取工艺研究



全 文 :美味牛肝菌(Boletus edulis Bull.ex Fr.)俗称大脚
菇,其菌肉厚而细软,味道鲜美,营养丰富,是人们喜
爱的野生食用菌之一[1,2]。它不仅具有丰富的营养价
值,而且具有药用价值。有研究[1~3]表明,美味牛肝菌
中含有20多种氨基酸,多种维生素和矿物质、多糖等,
其中多糖具有协调内分泌、神经系统,提高人体免疫力
以及显著的抗癌作用。更为值得关注的是,该菌子实体
的水提取活性物质多糖,对小白鼠肉瘤S-180的抑制率
为100%,对艾氏瘤的抑制率为90%[4]。其主要机理是
通过刺激机体的免疫系统,提高并调整机体内部的防御
系统间接地发挥抗肿瘤效果,即通过宿主介导而起作用
的[5,6]。
近年来,食用菌子实体多糖提取的研究已有一些文
献报道,采用的提取方法主要有热水浸提法、酶提法、
微波辅助、超声波辅助[7~12]等,但对传统热水浸提法的
提取工艺参数没有较全面的研究,而且数据处理方面都
是采用图表形式。本文对热水浸提法的提取工艺参数进
行了全面的研究,试验结果经软件分析后以表格的形式
更准确表达。
1 材料与方法
1.1试验材料
泰山美味牛肝菌子实体 采自山东省泰安市岱岳区
下港乡。
1.2仪器与试剂
1.2.1主要仪器 电子天平(沈阳龙腾电子有限公
司)、HH-6型数显恒温水浴锅(常州国华电器有限公
司)、TDL-5型离心机(上海安亭科学仪器厂)、SHB-Ⅲ
循环水式多用真空泵(郑州长城仪器厂)、旋转蒸发器
(上海亚容生化仪器厂)、QL-861其林贝尔仪器(海门市
其林贝尔仪器制造有限公司)、722S分光光度计(上海
精密科学仪器有限公司)、高速万能粉碎机(天津市泰
斯特仪器有限公司)。
1.2.2主要试剂 乙醇、苯酚、浓硫酸、葡萄糖、3,
5-二硝基水杨酸、酒石酸钾钠、氢氧化钠、无水亚硫酸
钠,所用试剂均为国产分析纯。
1.3试验方法
1.3.1泰山美味牛肝菌子实体粗多糖的提取工艺流程
泰山美味牛肝菌子实体除杂→粉碎→过筛→脱脂→
称重→热水浸提→离心→抽滤→浓缩→醇沉→离心→醇
沉物加水复溶→干燥→粗多糖
1.3.2粗多糖浸提过程中的单因素试验 选择原料的
粉碎度(目数),浸提过程中的料水比、温度、时间,醇
沉时的乙醇添加倍数、醇沉时间、提取次数为因素,研
究各因素下浸提液中的粗多糖得率。
1.3.3粗多糖浸提过程中最佳工艺条件的确定 在单
因素试验的基础上选择3个因素进行L9(34)正交试验,
以优化浸提过程的工艺条件。
1.3.4粗多糖浸提最佳工艺条件验证试验 在正交试
验确定的最佳工艺条件下进行试验,以验证粗多糖浸提
过程中工艺条件的可靠性。
1.4测定方法
泰山美味牛肝菌粗多糖热水提取工艺研究
李 娜,张培正
(山东农业大学食品科学与工程学院,泰安 271018)
作者简介:李娜(1982~ ),女,山东淄博人,在读硕士研究生,主要从事食品营养研究。
通讯作者:张培正
摘 要:为了开发泰山食用菌资源,进行了泰山美味牛肝菌子实体粗多糖水提、醇沉的单因素试验和正交试验。
确定了泰山美味牛肝菌粗多糖热水浸提的工艺条件:粉碎度80目;料水比1∶40;浸提温度100℃;浸提时间3h;
添加3倍乙醇醇沉,提取2次粗多糖得率可达5.63%。
关键词:美味牛肝菌;粗多糖;提取工艺
中 国 食 物 与 营 养
Food and Nutrition in China No.5,20082008年第5期
1.4.1测定总糖含量的标准曲线制作(苯酚-硫酸法[13])
测得标准曲线的回归方程为:A=0.0104x-0.0029,
R2=0.9995,其中:x为葡萄糖浓度(μg/ml);A为波
长489nm下的吸光度。
1.4.2测定还原糖含量的标准曲线制作(DNS法[13])
测得标准曲线的回归方程为:A=1.4068x-0.0123,
R2=0.9991,其中:x为葡萄糖浓度(μg/ml);A为波
长540nm下的吸光度。
1.4.3粗多糖得率的计算 粗多糖含量=总糖含量-还
原糖含量
粗多糖得率(%)=(W2/W1)×100
其中W2为制得的泰山美味牛肝菌粗多糖质量
(g),W1为泰山美味牛肝菌干粉质量(g)。
1.5数据处理与统计分析
采用DPS软件进行数据处理并进行Duncan新复极差
多重比较分析。
2 结果与分析
2.1单因素试验
2.1.1粉碎度对粗多糖得率的影响 粉碎的目的在于
增加原料与萃取剂之间的接触面积,理论上粉碎度越大
越好,但提取过程包括扩散、渗透、溶解等复杂的过程,
实践证明粉碎度并非越大越好。粉碎度对粗多糖得率的
影响结果见表1。从表1可以看出,当原料粉碎度为30
目时,粗多糖得率只有0.79±0.0985%;随着粉碎度的
增大,粗多糖得率提高,当原料粉碎度为80目时,粗多
糖得率达到2.89±0.1229%,与60目相比,粗多糖得率
显著提高;粉碎度进一步增大,粗多糖得率降低。因此,
确定粉碎度为80目。
粗多糖得率仍有提高,但与1∶40 比,差异并不显著,而
且液料比增大会加重后续浓缩工艺的负担,能耗比较
大。因此,确定料水比为1∶40。
表1 粉碎度对粗多糖得率的影响
粉碎度(目数) 粗多糖得率(%)
30 0.79±0.0985c
40 1.04±0.1044c
60 2.08±0.0889b
80 2.89±0.1229a
100 2.33±0.0954b
注:表中小写字母代表n=4条件下0.05水平下Duncan新复极差多重比较
的差异显著性,同一列数据无相同字母者表示差异显著,有相同字母者表示差
异不显著,下同。
2.1.2料水比对粗多糖得率的影响 称取80目原料按
不同料水比在95℃浸提3h,添加3倍乙醇,过夜醇沉,
粗多糖得率结果见表2。从表2可以看出,料水比达到1∶
40时,粗多糖得率提高显著;料水比1∶50,1∶60时,
表2 料水比对粗多糖得率的影响
料水比 粗多糖得率(%)
1∶20 2.11±0.0656b
1∶30 2.35±0.0954b
1∶40 2.79±0.1609a
1∶50 2.88±0.1473a
1∶60 2.92±0.09a
2.1.3浸提温度对粗多糖得率的影响 称取80目原料
按料水比1∶40在不同温度下浸提3h,添加3倍乙醇,
过夜醇沉,粗多糖得率结果见表3。从表3可以看出,随
着浸提温度的升高,粗多糖得率显著提高,当浸提温度
为100℃时,粗多糖得率达到3.36±0.0954%;继续升
高浸提温度,粗多糖得率可以仍会提高,但高温长时间
的浸提会破坏多糖的结构,并影响其生物活性。因此,
确定浸提温度为100℃。
表3 浸提温度对粗多糖得率的影响
温度(℃) 粗多糖得率(%)
80 0.78±0.0872d
85 1.91±0.2498c
90 2.48±0.1253b
95 2.79±0.1323b
100 3.36±0.0954a
2.1.4浸提时间对粗多糖得率的影响 称取80目原料
按料水比1∶40在100℃下浸提不同时间,添加3倍乙
醇,过夜醇沉,粗多糖得率结果见表4。从表4可以看
出,浸提时间达到3h时,粗多糖得率显著提高;4h时,
粗多糖得率提高不显著;4h后,粗多糖得率有下降趋势,
推测是多糖遭受破坏所致。因此,确定浸提时间为3h。
表4 浸提时间对粗多糖得率的影响
时间(h) 粗多糖得率(%)
2 2.73±0.07c
3 3.88±0.1153ab
4 4.01±0.2117a
5 3.74±0.1054ab
6 3.52±0.1418b
2.1.5乙醇添加倍数对粗多糖得率的影响 称取80目
原料按料水比1∶40,在100℃浸提3h,考察乙醇(95%)
添加倍数对粗多糖得率的影响,结果见表5。从表5可
以看出,乙醇添加倍数为3时,粗多糖得率显著提高;
李娜等:泰山美味牛肝菌粗多糖热水提取工艺研究 4 5
随着乙醇添加倍数的继续增大,粗多糖得率仍有提高,
但与乙醇添加倍数3相比,差异并不显著。因此,确定
乙醇添加倍数为3倍。
表5 醇沉浓度对粗多糖得率的影响
乙醇添加倍数 粗多糖得率(%)
1 1.86±0.0819b
2 2.1±0.1769ab
3 2.21±0.14a
4 2.27±0.0854a
5 2.33±0.1058a
2.1.6醇沉时间对粗多糖得率的影响 称取80目原料
按料水比1∶40,在100℃浸提3h,考察醇沉时间对粗
多糖得率的影响,结果见表6。从表6可以看出,随着
醇沉时间的延长,粗多糖得率虽有所提高,但提高均不
显著;因此,醇沉时间对粗多糖得率的影响不显著。
表6 醇沉时间对粗多糖得率的影响
时间(h) 粗多糖得率(%)
4 3.38±0.0819a
6 3.41±0.07a
8 3.536±0.076a
10 3.541±0.0427a
12 3.48±0.1179a
2.1.7提取次数对粗多糖得率的影响 称取80目原料
按料水比1∶40,在100℃浸提3h,进行多次提取试验,
添加3倍乙醇,过夜醇沉,粗多糖得率结果见表7。从
表7 提取次数对粗多糖得率的影响
提取次数 粗多糖得率(%)
1 4.03±0.0954c
2 5.63±0.1442b
3 6.02±0.2606ab
4 6.26±0.346a
2.2粗多糖浸提过程中最佳工艺条件的确定
根据单因素试验结果,选择粉碎度(目数)、料水
比、浸提时间的3水平进行L9(34)正交试验,因素与水
平的设计见表8。
称取9份泰山美味牛肝菌子实体粉末,每份3g,每
份三个平行,放入三角瓶并编号,各试验号按表9设计
的浸提条件对泰山美味牛肝菌进行浸提。各浸提液的后
续处理按提取工艺流程,以粗多糖得率为考察指标进行
极差分析,结果见表9。
表8 正交试验的因素水平表
水平因素 (A)目数 (B)料水比 (C)浸提时间(h)
1 70 1∶30 2.5
2 80 1∶40 3
3 90 1∶50 3.5
表7可以看出,提取次数增加到2时,粗多糖得率提高
显著;随着提取次数的增加,粗多糖得率仍有提高,但
与2次时相比,差异均不显著。因此,确定提取次数为
2次。
表9 正交试验结果
水平因素 A(目数) B(料水比) C(浸提时间,h) 粗多糖得率(%)
1 70 1∶30 2.5 2.884
2 70 1∶40 3 3.092
3 70 1∶50 3.5∶ 3.103
4 80 1∶30 3 2.469
5 80 1∶40 3.5 1.967
6 80 1∶50 2.5 3.028
7 90 1∶30 3.5 2.670
8 90 1∶40 2.5 1.782
9 90 1∶50 3 2.792
k1 3.02 2.67 2.56
k2 2.49 2.28 2.78
k3 2.41 2.97 2.58
极差R 0.61 0.69 0.22
表9显示,在考察的3个因素中,对粗多糖得率影响
最显著的是料水比,粉碎度(目数)次之,浸提时间对粗
多糖得率影响最小;浸提过程的最佳工艺条件为A1B3C2,
即:粉碎度(目数)70,料水比1∶50,浸提时间3h。
2.3粗多糖浸提最佳工艺条件的验证试验
称取原料按目数70,料水比1∶50,100℃浸提3h,
测得粗多糖得率为4.29%,高于正交试验的各组,说明
试验中得出的工艺条件是可靠的。
中 国 食 物 与 营 养4 6
红薯又名番薯、地瓜、甘薯等,为旋花科一年或多
年生草本植物。由于它具有高产稳产、抗灾能力强、适
应性广、容易栽培等特点,深受广大人民群众欢迎,现
已成为我国广泛栽培的四大作物之一。但每年其块茎收
获后,剩余的大量红薯叶除部分食用或做饲料外,绝大
部分都被弃置于田间路旁,这既污染了环境,也造成了
资源的极大浪费[1]。
红薯叶中含有丰富的胡萝卜素、黏液蛋白、维生素以
及微量元素。它具有增强免预能力、延缓衰老、降血糖、
通便利尿、解毒和防止夜盲等保健功能[2]。据分析,每百
克红薯叶中含蛋白质2.8g、脂肪0.8g、糖分4.1g、钾
16mg、磷34mg、铁2.3mg、胡萝卜素6.42mg、维生素
0.32mg[3]。
近年来,果蔬汁饮料在我国食品行业中逐渐兴起,
红薯叶番茄汁复合饮料的研制
杨保求,侯旭杰,王桂芬
(塔里木大学农业工程学院,阿拉尔 843300)
作者简介:杨保求(1979~ ),男,助教,研究方向为食品科学与工程。
摘 要:本研究通过正交试验确定出以番茄和红薯叶为主要原料的复合饮料产品配方,研制出风味独特并具有
一定保健功能的新型复合饮料制品。本产品风味纯正、营养丰富,可形成批量生产。
关键词:红薯叶;番茄汁;研制
中 国 食 物 与 营 养
Food and Nutrition in China No.5,20082008年第5期
3 结论
(1)通过对泰山美味牛肝菌浸提时的单因素试
验,确定了目数、料水比、浸提时间为正交试验的3个
因素。正交试验得出浸提时最佳工艺条件如下:目数
70,料水比1∶50,浸提时间3h。
(2)醇沉时优化工艺条件为:3倍体积95%乙醇醇
沉。
(3)提取次数以两次较经济,累计提取得率可达
5.63%。◇
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