全 文 :EDIBLE FUNGI食用菌 2008(5)
正交法优化三种灰树花多糖
提取工艺
郑亚凤 1 谢宝贵 2 徐培雄 1 蔡而以 1 郑金贵 1*
(1福建农林大学农产品品质研究所,福州 350002;
2福建农林大学菌物研究中心,福州 350002)
摘 要 采用正交法,对传统热水浸提法,超声辅助水提法及微波
辅助水提法的灰树花多糖提取工艺进行了研究。结果表明:热水浸
提法的最佳工艺为pH值7.5,料水比为1∶20,提取温度为100℃,提
取时间为4 h,醇沉浓度为95%。超声辅助热水浸提法的最佳条件
为:超声功率400 W,超声时间6 min,浸提时间2 h,应用超声波可提
高灰树花多糖提取率13.56%。微波辅助热水浸提法的最佳条件:高
功率,微波时间4 min,水提2 h,可使灰树花多糖提取率升高29.52%。
关键词 灰树花多糖 提取 热水法 超声波 微波
文章编号 1000-8357(2008)05-0055-02
收稿日期:2008-04-10一稿;2008-05-30二稿
基金项目:国家重大基础研究前期研究专项(2005CCA01300),福
建省科技厅重大专项前期研究项目(2005NZ1022),福建省科技创新
平台建设项目(2007S1001),福建省星火计划重点项目(2006S0001)。
灰树花(Grifola frondosa)是一种药食两用菌,其多糖是主
要的一类活性成分,作为一种生物反应调节剂,灰树花多糖具
有增强免疫功能、抑制肿瘤、抗HIV病毒、稳定血压、降低血糖、
改善脂肪代谢等生理活性,且无毒副作用[1]。热水浸提法是多
糖提取最普遍应用的方法之一,但该方法存在耗时长,提取率
不高等缺点。超声波、微波等物理方法在多糖提取中的应用越
来越受到关注。适当的超声处理能增强细胞内溶物通过细胞
膜的穿透能力和传输能力[2],[3],加快细胞壁释放多糖的速度,缩
短提取时间,提高多糖提取率[4]。微波辐射可导致植物细胞内
产生大量热量,温度升高快速均匀,能够明显缩短提取时间,较
大程度地提高多糖的提取效率[5]。微波方法具有快速、高效、安
全、有效成分提取率高等特点[6]。采用正交试验对上述3种方法
提取工艺比较,以期为灰树花多糖的开发提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料 ①液体深层培养灰树花,收集菌丝体,烘干,
粉碎过80目筛。②实验仪器:鼓风烘箱,粉碎机,真空旋转蒸
发仪,离心机,冷冻干燥箱,超声发生器,微波炉(NATIONAL
NN-GX35SF),分析天平。
1.2 试验方法
1.2.1 热水浸提法提取工艺 菌丝粉末→热水浸提→过滤→
真空浓缩至原体积的 1/3→醇沉→离心→真空冷冻干燥→得
水溶性粗多糖。
1.2.2 热水浸提法正交试验设计 影响多糖提取率及含量的
因素很多。本试验选取5因素4水平正交试验表,因素水平见
表1。
1.2.3 超声波水提法正交试验设计 在热水浸提最佳工艺的
2.2 平菇水不溶性膳食纤维性能测定结果 制得的水不溶
性膳食纤维的持水力2.092 g/g。膨胀力3.25 mL/g。水不溶性
膳食纤维持水力与膨胀力的大小是衡量膳食纤维品质好坏的
两个重要特性,持水力、膨胀力越大则表示膳食纤维的吸水、
吸油能力越强,表面积及吸附性也越大,因而膳食纤维的生理
活性也就越好。
3 结 论
3.1 平菇水不溶性膳食纤维的最佳提取工艺组合是:料液比
1∶11、碱液 0.25 mol/L,温度55℃,浸提时间2 h,在此条件下
平菇水不溶性膳食纤维的产率为65.45%。
3.2 水不溶性膳食纤维膳食纤维持水力和膨胀力分别为
2.092 g/g、3.25 mL/g。
平菇中含有大量的膳食纤维,而且产品无粗糙感,口感良
好,还带有平菇特有的香味,颜色为白色。可广泛应用于糕
点、饼干、面包等食品中,是新型的食品添加剂。
不少科学家建议每人每日食入 40 g食用纤维为宜,而我
国人口众多,由此可见我国食用纤维的市场需求量是巨大
的。食用菌中尚含有许多有益于人体健康的成分,因而从食
用菌中提取水不溶性膳食纤维潜在着较大的市场开发意义。
参考文献
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维的研究[J].广西植物,2003,23(4):370-372.
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艺的研究[J].江西化工,2003,(1):52-54.
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2002,23(11):106-108.
顺昌县获得“中国竹荪之乡”称号
5月15日,福建省顺昌县申报“中国竹荪之乡”领导小组,
收到中国食用菌协会邮寄的文件,授予顺昌县“中国竹荪之
乡”称号,这是全国唯一获此殊荣的县。
近年来,顺昌县委、县政府十分重视竹荪生产,把发展竹
荪列入做大做强食用菌产业的重点,专门成立食用菌生产领
导小组,由种植、流通大户组建竹荪协会,发展会员1 057人,
开展“协会连万家”活动,并创立了竹荪研究所,从事竹荪
栽培,示范与推广。经过多年实践,摸索总结了一套“三增
加、建堆发酵”新技术,使竹荪干品产量达 100 kg/667 m2,有
的达 170 kg/667 m2,比传统种植技术翻了一番,达到省内领先
水平,技术论文在业内权威媒体发表,得到专家的肯定。今年
全县种植 733.7 hm2并向周边市县推广,甚至跨省到江西黎
川、浙江武义等县传授技术。顺昌县是福建省竹荪生产的重
点产区,竹荪产量占全国总量的20%,成为我省最大的竹荪栽
培基地和示范县,竹荪协会被省财政厅、科技厅、科协三家联
合授予省百强农技协,顺昌竹荪的定价直接影响到全国竹荪
市场价格,全县竹荪产业正向着规模化、产业化、标准化、市
场化方向迈进。
(高允旺)
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EDIBLE FUNGI食用菌 2008(5)
表5 超声波热水浸提法正交试验及结果
实验
号123456789
均值1
均值2
均值3
极差
A
超声功率/W1112223336.1537.0906.8670.937
B
超声时间/min1231231236.3476.6437.1200.773
C
水提时间/h1232313126.6506.9136.5470.366
粗多糖
得率/%66.036.436.967.137.186.086.777.75
表6 微波水提法正交试验及结果
实验
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
均值1
均值2
均值3
极差
A
微波功率/W
1
1
1
2
2
2
3
3
3
6.883
8.093
8.407
1.524
B
微波时间/min
1
2
3
1
2
3
1
2
3
7.243
7.813
8.327
1.084
C
水提时间/h
1
2
3
2
3
1
3
1
2
7.363
8.157
7.863
0.794
粗多糖
得率/%
5.66
7.15
7.84
8.26
7.94
8.08
7.81
8.35
9.06
基础上,结合超声波不同功率、处理时间和水提时间,选取 3
因素3水平正交实验表,见表2。
1.2.4 微波水提法正交试验设计 在热水浸提最佳工艺的基
础上,考虑微波不同功率、处理时间和水提时间,选取3因素3
水平正交试验表,见表3。
1.2.5 多糖得率计算 多糖得率(%)=(粗多糖干重/菌丝
体干重)×100
1.2.6 3种提取方法比较实验 称取5 g已粉碎过80目筛
的灰树花菌丝体,按照3种方法最佳条件,并设置5个重复,进
行比较。
2 结果与分析
2.1 热水浸提法最佳工艺的确定 每组取 5 g已粉碎过
80目筛的灰树花菌丝体,根据表1因素水平表分组试验,结果
见表4。
由表4可见:各因素对灰树花的多糖提取率的影响:浸提
时间>醇沉浓度>pH值>料水比>浸提温度,其中提取时间对
多糖提取率的影响较为显著。水提法的最优条件为
A3B2C4D4E3,即 pH值为 7.5,料水比为 1∶ 20,提取温度为
100℃,提取时间为4 h,醇沉浓度为95%。
2.2 超声波对灰树花多糖提取率的影响 称取5 g已粉碎
过80目筛的灰树花菌丝体,根据表2的超声波因素水平表,按
照 1∶20比例加水,调 pH值为 7.5,超声处理,100℃浸提,抽
滤,浓缩,4℃ 95%乙醇沉淀,离心,冻干,称重。结果见表5。
由表 5数据可以看出:超声波功率、超声时间和浸提时
间 3因素对灰树花粗多糖得率的影响的显著性为:功率>超
声时间>浸提时间。粗多糖提取的超声波最优水平搭配为
A2B3C2,即超声波功率 400 W,超声时间 6 min,浸提时间 2
h。适当的超声波处理可以提高细胞膜和细胞壁的通透性,
加快细胞壁释放多糖的速度,缩短提取时间,提高多糖提取
率。
2.3 微波对灰树花多糖提取率的影响 称取 5 g已粉碎过
80目筛的灰树花菌丝体,根据表 3的微波因素水平表,按照
1∶20比例加水,调pH值为7.5,微波处理,100℃浸提,抽滤,
浓缩,4℃ 95%乙醇沉淀,离心,冻干,称重。结果见表6。
从表6数据可以看出,微波功率、微波时间和浸提时间3
因素对灰树花粗多糖得率的影响的显著性为:微波功率>微
波时间>浸提时间。粗多糖微波水提取法的最优条件为:
A3B3C2,即高功率,微波时间4 min,水提2 h。
表1 热水浸提法因素水平表
因素
ABCDE
pH值
料水比
浸提温度/℃
浸提时间/h
醇沉浓度/%
水平16.51:1070175
271:2080285
37.51:3090395
481:401004100
表4 热水浸提法正交试验及结果
实验
号
12345678910111213141516
均值1
均值2
均值3
均值4
极差
ApH值11112222333344445.8106.0926.6886.5850.878
B
料水比12341234123412346.1906.7106.0226.2530.688
C
浸提温度/℃12342143341243216.0036.3406.1686.6650.662
D
浸提时间/h12343412432121436.1075.5886.6786.8021.214
E
醇沉浓度/%12344321214334125.7156.1386.7286.5951.013
粗多糖
得率/%
4.655.416.236.956.727.165.854.646.817.285.726.946.586.996.296.48
表2 超声热水浸提法因素水平表
因素
A
B
C
超声功率/W
超声时间/min
水浸提时间/h
水平
1
200
2
1
2
400
4
2
3
600
6
3
表3 微波热水浸提法因素水平表
因素
A
B
C
微波功率
微波时间/min
水浸提时间/h
水平
1
低
2
1
2
中
3
2
3
高
4
3
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EDIBLE FUNGI食用菌 2008(5)
滑菇[Pholiota nameko(T.Ito)S.Ito&Imai],又称滑子蘑、光
滑环锈伞、光帽鳞伞、珍珠磨等。因其菌盖表面附着一层粘
液,食用时滑润可口而得名[1],[2]。其质嫩味美,营养丰富,据分
析:每100 g滑菇干物质中含粗蛋白20.8 g,脂肪4.2 g,碳水化
合物66.7 g,灰分8.3 g。
目前食用真菌的开发利用仍以农业栽培为主,人们历
来只是采食它的子实体,而子实体的生产又受到季节和原
材料的限制,发展食用菌生产受到很大影响。食用真菌子
实体由菌丝组成,从发育生理上讲,菌丝体是合成营养阶
段,子实体是消耗营养阶段,所以菌丝体的营养一般要高于
子实体。根据这一特点,国内外许多科学工作者对食用真
菌的深层发酵进行了研究,并在调味品生产、医用药物提取
及液体菌种生产方面得到了应用。由于用工业深层发酵法
生产食用菌蛋白质,与通过饲养牲畜来获取蛋白质相比,具
有时间短、效率高、成本低的特点。因而对发酵产物的综合
利用潜力很大,有待人们进一步开发。正是从这一点出发,
笔者对滑菇的深层发酵和利用发酵产物生产食用真菌营养
饮料进行了研究。
1 材料和方法
1.1 菌 种 滑菇,河南农业大学微生物实验室提供。
1.2 培养基 ①斜面培养基:PDA培养基。②发酵培养基:玉
米粉 25 g,黄豆粉 10 g,酵母粉 2 g,MgSO4 0.5 g,KH2PO4 1 g,
K2HPO4 0.25 g,ZnSO4微量,MnCl2微量,加水 l 000 mL。
1.3 深层发酵试验 ①菌种活化:将斜面种子培养基配制好
后分装试管,于 121℃下灭菌 20 min,制成斜面培养基,每支
斜面接入 0.5~1.0 cm2菌块,27℃培养 72 h。②一级摇瓶种
子:500 mL三角瓶内装100 mL液体培养基,经15磅20 min灭
菌,冷却后接入斜面菌种,置 25℃恒温培养室,振荡培养 3~4
d。③二级摇瓶培养:5 000 mL三角瓶内装入 600 mL培养
液,经灭菌冷却后,按 10%~15%的接种量接入一级摇瓶种
子,25~26℃振荡培养 2~4 d。④血清瓶培养:10 000 mL血清
瓶装入 5 000 mL培养液,进行间歇高压蒸汽灭菌,冷却后按
10%~15%接种量接入二级摇瓶种子,置 25~26℃恒温室内通
气培养,通气量为1∶0.4~1∶0.5(v/v)。
1.4 饮料配制试验 ①菌丝体分离:用过滤或离心法,将发
酵液菌丝体分离,收集上清液。②营养成分提取:将菌丝体
滑菇发酵饮料的研制
田 龙
(南阳师范学院生命科学与技术学院,河南南阳 473061)
摘 要 对滑菇的深层发酵和利用发酵产物生产营养饮料进行了
研究。研究表明,滑菇发酵饮料有着丰富的营养和独特的风味。
关键词 滑菇 发酵 饮料
文章编号 1000-8357(2008)05-0057-01
收稿日期:2008-01-23
2.4 3种提取方法结果比较 从表 7数据表明,超声波辅
助方法使灰树花的粗多糖提取率从7.08%提高到8.04%,差异
达极显著水平,而提取时间由 4 h缩短为 2 h,提取率增幅
13.56%。微波辅助方法使灰树花的粗多糖提取率从7.08%提
高到 9.17%,差异达极显著水平,提取率增幅 29.52%,提取时
间缩短为2 h。
3 讨 论
超声波在液体中传播时,使介质不断受到压缩和拉伸,
产生的空洞发生崩溃,出现局部高温及放电现象,产生空化
作用[7]。而空化作用产生的冲击波和射流可破坏细胞和细胞
膜结构,从而增加细胞内容物通过细胞膜的穿透能力大大提
高了提取效率。而且超声不会影响水溶性多糖的生物性能
[8]。本实验利用超声波辅助方法使灰树花的多糖提取率从
7.08%提高到8.04%,而提取时间缩短为原来的1/2,较大地提
高了多糖提取效率。但是过强、过长的超声处理会导致多糖
结构发生变化,糖链断裂,使多糖提取率反而下降。针对不同
材料,应选择一定的超声功率及处理时间,操作较为复杂。
微波辐射可导致植物细胞内的极性物质,尤其是水分子,
产生大量热量,液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲
破,形成微小的孔洞,细胞收缩,表面出现裂纹。孔洞和裂纹
使胞外溶剂容易进入细胞内,溶解并释放胞内多糖[5]。试验利
用微波辅助方法使灰树花的多糖提取率从7.08%提高9.17%,
提取率增幅29.52%,提取时间缩短为原来的1/2,较大地提高
了多糖提取效率。微波法不论在节能、高效、还是在操作方面
都具有优越性。
参考文献
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表7 3种提取方法结果比较(x±s,n=5)
方法
水提
超声+水提
微波+水提
提取时间/h
4
2
2
多糖提取率/%
7.08±0.23
8.04±0.09**
9.17±0.16**
多糖提取率增幅/%
0
13.56
29.52
注:**表示极显著水平。
更正 本刊 2008年第 4期第 66页“简易窗机空调冷库房”一
文作者应为高明金。
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