全 文 ：第 10 卷第 1 期
2012 年 1 月
生 物 加 工 过 程
Chinese Journal of Bioprocess Engineering
Vol． 10 No． 1
Jan． 2012
doi: 10． 3969 / j． issn． 1672 － 3678． 2012． 01． 004
收稿日期: 2011 － 05 － 03
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金资助项目( CARS-49) ;苏州科技学院基金资助项目( XKY201126)
作者简介:顾华杰( 1981—) ，男，江苏苏州人，实验师，研究方向:食用菌生理生化;陈家长( 联系人) ，研究员，E-mail: chenjz@ ffrc． cn
灰树花多糖的提取及抗氧化活性
顾华杰1，沈晨斌1，严志舟1，金 琎1，王桃云1，胡翠英1，陈家长2
( 1． 苏州科技学院 化学与生物工程学院，苏州 215009;
2． 中国水产科学研究院 淡水渔业研究中心，无锡 214081)
摘 要:采用单因素和正交试验法对热水浸提、超声波辅助和微波辅助提取灰树花多糖的工艺进行研究，分别获得
了 3 种方法的最佳条件，并发现微波辅助法最佳，其最优条件为:微波功率 800 W、微波时间 3 min，浸提 2 h，多糖得
率为 13. 05%，比热水浸提法提高了 51. 22%。利用提取的灰树花多糖进行抗氧化性研究，发现灰树花多糖对 O －2·
和·OH都具有一定的清除作用，且多糖浓度与其对 O －2·的清除作用存在量效关系，但不如·OH明显。
关键词:灰树花;多糖;提取;抗氧化能力
中图分类号: TS201． 1; Q539 文献标志码: A 文章编号: 1672 － 3678( 2012) 01 － 0019 － 06
Extraction of Grifola frondosa polysaccharides and test of
their antioxidative activities
GU Huajie1，SHEN Chenbin1，YAN Zhizhou1，JIN Jin1，WANG Taoyun1，
HU Cuiying1，CHEN Jiachang2
( 1． College of Chemical and Biological Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，China;
2． Freshwater Fisheries Research Center，Chinese Academy of Fishery Sciences，Wuxi 214081，China)
Abstract: Single factor and orthogonal tests were used to study three extraction techniques of Griflola fron-
dosas polysaccharides，i． e．，hot water method，ultrasonic-assisted extraction method and microwave-as-
sisted extraction method． The optimal conditions of three method were obtained: optimal conditions were
800 W of microwave power，3 min of microwave time，2 h of heating time，the yield was 13. 05% ． It in-
creased 51. 22%，compared with the hot water method． The yield of polysaccharides by the microwave-
assisted extraction was the most． The antioxidative activities of the polysaccharides were analyzed． Re-
sults indicated that Griflola frondosas polysaccharides had peroxide radical and hydroxyl radical scaven-
ging capabilities．
Key words: Griflola frondosa; polysaccharides; extraction; antioxidant
灰树花( Grifola frondosa) 是一种属于担子菌亚
门、层菌纲、无隔担子菌亚纲、非褶菌目、多孔菌属
的大型真菌［1］。灰树花多 糖是富含 β-1，6-及
β-1，3-糖苷键的真菌多糖［2］，具有明显的抗肿
瘤，抗 HIV 病毒，改善免疫系统功能，调节血糖、
血脂及胆固醇水平，降血压等作用，对防止癌细
胞的生成和转移、艾滋病、高血压、肥胖症、糖尿
病以及免疫系统功能的紊乱都有一定的疗效，且
无任何毒副作用［3］。
胞内多糖多以氢键、离子键等形式与其他大
分子物质聚合在一起，只有将其从细胞中提取分
离并纯化后，才能达到保健治疗的作用［4］。因此，
需要使用有效的手段破碎细胞，破坏多糖链与其
他物质的共价结合。越来越多的研究发现，真菌
多糖具有良好的清除自由基的功效［5 － 7］。
传统的多糖提取方法有热水浸提法、酸提法、
碱提法等。水提法时间过长、提取率低，酸碱法又
会导致多糖立体结构的破坏，影响其生物活性［8］。
近年来，微波、超声波等技术手段被越来越广泛地
应用于天然产物的提取［9］。而通过优化提取工艺
提高产率、减少能耗，正是目前的研究热点。
本研究以热水浸提法为基础和对照，利用微波
法、超声波法从灰树花子实体中提取多糖，并进行
优化，以获得一种高效、经济、便捷的灰树花多糖提
取方法，同时对提取的多糖进行抗氧化性研究，以
期为更好地开发利用灰树花资源奠定一定的理论
基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
灰树花子实体干品( 购自福建省古田县江艳霞
食用菌经营部) 经高速万能粉碎机粉碎，过 300 μm
筛，得子实体干粉。
1． 2 仪器与设备
FW100 型高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器
有限公司; HHS21-8-S型数显式电热恒温水浴锅，上
海跃进医疗器械厂; KJ23C-AN 型微波炉，广东美的
微波炉制造有限公司; KS-900C 型超声波细胞破碎
机，宁波海曙科生超声设备有限公司; DL-5-B型离
心机，上海安亭科学仪器厂; DFZ-6050 型真空干燥
箱，上海新苗医疗器械制造有限公司; UV-2450 型紫
外可见分光光度仪，日本岛津仪器有限公司。
1． 3 方法
1． 3． 1 多糖的提取
1) 提取流程［10 － 11］ 子实体干粉 3 g 加入蒸馏
水→超声波 /微波处理→热水浸提→离心 ( 4 000
r /min、15 min ) 取上清液→真空干燥仪浓缩至
10 mL→1 /2 体积 Sevage 试剂( V ( 氯仿 ) ∶ V ( 正丁
醇) = 4∶ 1) 去蛋白 3 次→4 倍体积的无水乙醇沉淀
( 4 ℃静置 12 h) →离心( 4 000 r /min、15 min) 去沉
淀→无水乙醇洗涤沉淀 3 次→干燥→得水溶性粗
多糖。
2) 热水浸提［12 － 13］ 按照表 1 进行单因素实验，
再选择各因素中多糖得率最高的 3 个水平，进行正
交试验。
表 1 热水浸提法的因素水平
Table 1 Factors and levels of hot water
extraction method
因素
水平
1 2 3 4 5
A料液比 / ( g·mL －1 ) 1∶ 10 1∶ 20 1∶ 30 1∶ 40 1∶ 50
B浸提温度 /℃ 60 70 80 90 100
C浸提时间 /h 1 2 3 4 5
3) 超声辅助提取［14 － 15］ 在获得热水浸提法正
交试验最佳条件的基础上( 使用最佳的料液比和浸
提温度) ，按照表 2 进行单因素实验，再选择各因素
中多糖得率最高的 3 个水平，进行正交试验。
表 2 超声辅助法的因素水平
Table 2 Factors and levels of ultrasonic-assisted
extraction method
因素
水平
1 2 3 4 5
A超声功率 /W 170 220 270 320 370
B热水浸提时间 /h 1 2 3 4 5
C超声时间 /min 5 10 15 20 25
4) 微波辅助提取［16 － 17］ 在获得热水浸提法正
交实验最佳条件的基础上( 使用最佳的料液比和浸
提温度) ，按照表 3 进行单因素实验，再选择各因素
中多糖得率最高的 3 个水平，进行正交试验。
表 3 微波辅助法的因素水平
Table 3 Factors and levels of microwave-assisted
extraction method
因素
水平
1 2 3 4 5
A微波功率 /W 150 300 500 700 800
B微波时间 /min 1 2 3 4 5
C热水浸提时间 /h 1 2 3 4 5
02 生 物 加 工 过 程 第 10 卷
1． 3． 2 多糖得率的计算
采用差质量法称量提取得到的水溶性粗多糖
干质量，得多糖得率的计算公式:
多糖得率 = 粗多糖干质量 /子实体干质
量 ×100%。
1． 3． 3 抗氧化能力的测定
1) 超氧阴离子自由基( O －2·) 的清除能力测定
将维生素 C和提取得到的灰树花多糖分别配制成质
量浓度为 600、700、800 和 900 mg /L 的水溶液，采用
邻苯三酚自氧化法［18-19］测定多糖对 O －2·的清除率。
2) 羟基自由基(·OH) 的清除能力测定 将提
取得到的灰树花多糖配制成质量浓度为 600、700、
800 和 900 mg /L的水溶液，按改进的 Smirnoff 水杨
酸法［8，20］测定多糖对·OH的清除率。
1． 3． 4 数据处理
实验数据均以平均值 ± 标准差表示。采用
SPSS17. 0 软件进行数据分析和统计，采用 Excel
2003 作图。
2 结果与分析
2． 1 热水浸提法
热水浸提法单因素实验结果见图 1。由图 1 可
知: 料液比( g /mL) 为 1∶ 30 时的多糖得率最高，1∶ 20
时略低，而 1∶ 10、1∶ 40、1∶ 50 时都很低，最佳料液比
应该在 1∶ 20 和 1∶ 30 之间，因此采用 1∶ 20、1∶ 25、1∶
30 作为正交试验中料液比的 3 个水平。浸提温度
和浸提时间则分别采用多糖得率最高的 3 个水平进
行比较。
图 1 热水浸提法单因素实验结果
Fig． 1 Results of single-factor tests of hot water extraction method
由极差( R) 和显著性概率( P) 可知( 表 4 ) : 影
响多糖得率的 3 个因素主次顺序为浸提温度( B) ，
料液比( A) ，浸提时间 ( C) ，且这 3 个因素对多糖
得率均无显著影响( P ＞ 0. 05 ) 。由各因素的 ki 值
可知，热水浸提法的最佳条件为 A2B1C1，即料液比
为1∶ 25，浸提温度为 70 ℃，浸提时间为 3 h。在此
条件下进行验证实验，多糖得率可达 ( 8. 63 ±
0. 42 ) %。
2. 2 超声提取法
超声提取法单因素实验结果见图 2。由图 2 可
知:分别选择超声功率、热水浸提时间和超声时间
中多糖得率最高的 3 个水平进行正交实验。
由表 5 可知: 由极差 ( R) 和显著性概率 ( P) 可
以看出，3 个因素影响多糖得率的主次顺序为浸提
时间( B) ，超声功率( A) ，超声时间( C) ，且这 3 个因
素对多糖得率均无显著影响( P ＞ 0. 05) 。由各因素
的 ki 值可知，超声波辅助提取法的最佳条件为
A3B3C2，即超声功率为 370 W，浸提时间为 5 h，超声
时间为 20 min，这与正交实验中多糖得率最高的第
9 组条件正好一致，多糖得率为( 12. 03 ± 0. 12) %。
2． 3 微波辅助提取法
微波提取法单因素实验结果见图 3。由图 3 可
知:分别选择微波功率、微波时间和热水浸提时间
中多糖得率最高的 3 个水平进行正交试验。
12第 1 期 顾华杰等:灰树花多糖的提取及抗氧化活性
图 2 超声提取法单因素实验结果
Fig． 2 Results of single-factor tests of ultrasonic-assisted extraction method
表 4 热水浸提法正交试验结果
Table 4 Orthogonal experiment of hot water extraction
method and results
实验号
因素
A料液比 /
( g·mL －1 )
B浸提
温度 /℃
C浸提
时间 /h
多糖得率 /
%
1 1( 1∶ 20) 1( 70) 1( 3) 8. 45 ± 0. 70
2 1 2( 80) 2( 4) 7. 71 ± 0. 41
3 1 3( 90) 3( 5) 5. 60 ± 0. 58
4 2( 1∶ 25) 1 2 8. 05 ± 0. 60
5 2 2 3 8. 17 ± 0. 53
6 2 3 1 8. 20 ± 0. 37
7 3( 1∶ 30) 1 3 7. 57 ± 1. 09
8 3 2 1 7. 41 ± 1. 01
9 3 3 2 5. 77 ± 0. 88
k1 7. 25 8. 02 8. 02
k2 8. 14 7. 76 7. 18
k3 6. 92 6. 52 7. 11
极差 R 1. 22 1. 50 0. 91
方差 F 2. 45 3. 94 1. 57
概率 P 0. 29 0. 20 0. 39
表 5 超声提取法正交试验结果
Table 5 Orthogonal experiment of ultrasonic-assisted
extraction method and results
实验号
因素
A超声
功率 /W
B浸提
时间 /h
C超声
时间 /min
多糖得率 /
%
1 1( 270) 1( 3) 1( 15) 11. 46 ± 0. 09
2 1 2( 4) 2( 20) 11. 57 ± 0. 04
3 1 3( 5) 3( 25) 11. 66 ± 0. 08
4 2( 320) 1 2 11. 58 ± 0. 15
5 2 2 3 11. 62 ± 0. 10
6 2 3 1 11. 67 ± 0. 03
7 3( 370) 1 3 11. 55 ± 0. 10
8 3 2 1 11. 72 ± 0. 05
9 3 3 2 12. 03 ± 0. 12
k1 11. 56 11. 53 11. 62
k2 11. 62 11. 64 11. 73
k3 11. 77 11. 79 11. 61
极差 R 0. 20 0. 26 0. 12
方差 F 3. 83 5. 84 1. 51
概率 P 0. 21 0. 15 0. 40
由表 6可知:由极差( R) 和显著性概率( P) 可以
看出，3 个因素影响多糖得率的主次顺序为微波功率
( A) ，微波时间( B) ，浸提时间( C) 。其中微波功率对
多糖得率有显著影响( P ＜ 0. 05) ，而其他 2 个因素对
多糖得率均无显著影响( P ＞ 0. 05) 。由各因素的 ki
值可知，最佳条件为 A3B2C2，在此条件下进行验证实
验，多糖得率为( 13. 31 ± 0. 20) %。但是经统计分析
发现，其多糖得率与正交试验中多糖得率最高的第 8
组( 即 A3B2C1 ) 之间并无显著差异。而且在本正交试
验中 C因素( 浸提时间) 为次要因素，从缩短提取时
间、降低供热能耗、提高提取效率方面考虑，使用
A3B2C1的条件组合更有利于实际生产。因此，选择
A3B2C1 ( 即微波功率为 800 W，微波时间为 3 min，浸
提时间为 2 h) 作为微波辅助提取法的最佳试验条件。
22 生 物 加 工 过 程 第 10 卷
图 3 微波辅助法的单因素实验结果
Fig． 3 Results of single-factor tests of microwave-assisted extraction method
表 6 微波提取法正交试验结果
Table 6 Orthogonal tests of microwave-assisted
extraction method and results
实验号
因素
微波功率 /
W
微波时间 /
min
浸提时间 /
h
多糖得率 /
%
1 1( 500) 1( 2) 1( 2) 9. 28 ± 0. 22
2 1 2( 3) 2( 3) 10. 85 ± 0. 28
3 1 3( 4) 3( 4) 10. 05 ± 0. 26
4 2( 700) 1 2 12. 41 ± 0. 06
5 2 2 3 12. 86 ± 0. 16
6 2 3 1 12. 29 ± 0. 16
7 3( 800) 1 3 12. 22 ± 0. 04
8 3 2 1 13. 05 ± 0. 11
9 3 3 2 12. 44 ± 0. 14
k1 10. 06 11. 30 11. 54
k2 12. 52 12. 25 11. 90
k3 12. 57 11. 59 11. 71
极差 R 2. 51 0. 95 0. 36
方差 F 74. 33 8. 56 1. 17
概率 P 0. 01 0. 11 0. 46
2． 4 3 种提取方法结果的比较
采用 SPSS软件，对 3 种提取方法最佳条件下的
多糖得率进行比较。首先进行单因素方差分析( 表
7) ，得 F值为 237. 704，显著性接近于 0，说明该提取
方法对多糖得率有极显著的影响;再用 Duncan法进
行多重比较，3 种方法的结果分别归于 3 个子集，说
明它们之间也有极显著的差异。
由表 8 可知: 虽然超声波辅助提取法的多糖
得率比热水浸提法提高了39. 40%，但浸提时间却从
表 7 3 种提取方法所得结果的方差分析
Table 7 Variance analysis of the results of three methods
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 显著性
提取方法 32. 053 2 16. 027 237. 704 0
误差 0. 405 6 0. 067
总数 32. 358 8
表 8 3 种提取方法结果的比较
Table 8 Comparison of the results of three methods
方法 热水浸提时间 /h
多糖得率 /
%
多糖得率
增幅 /%
热水浸提法 3 8. 63 ± 0. 42A
超声波辅助提取法 5 12. 03 ± 0. 12B 39. 40
微波辅助提取法 2 13. 05 ± 0. 11C 51. 22
注: 相同大写字母表示差异不显著，不同大写字母表示差异极显
著( P ＜ 0. 01) 。
3 h增加到 5 h，提取时间和供热能耗大大增加。而
微波辅助提取法不仅使得多糖得率比热水浸提法
提高了 51. 22%，而且浸提时间由 3 h缩短到 2 h，提
取效率大大提高。因此，选用微波辅助提取法最佳。
2． 5 O －2·的清除
使用紫外可见分光光度计，对邻苯三酚自氧化反
应体系进行全波长扫描，发现在 320. 5 nm 处出现吸
收峰，以此波长测定邻苯三酚自氧化速率，进而计
算不同质量浓度灰树花多糖对 O －2·的清除率，结果
见图 4。如图 4 所示: 在 600 ～ 900 mg /L 范围内，随
着灰树花多糖质量浓度的升高，对 O －2·的清除能力
呈上升趋势; 但与维生素 C 相比，清除率较低。这
是因为所用的维生素 C 为分析纯级，纯度较高，而
灰树花多糖是粗提物，还含有杂质。陶明煊等［7］在
对 3 种食用菌多糖对自由基清除作用的研究中发
32第 1 期 顾华杰等:灰树花多糖的提取及抗氧化活性
现，多糖精制后可提高对自由基的清除率。
图 4 灰树花多糖浓度对 O －2·的清除率的影响
Fig． 4 O －2·scavenging capability of
Grifola frondesa polysaccharides
2. 6 OH·的清除
如图5所示: 在 600 ～900 mg /L范围内，灰树花多
糖对·OH的清除率较高，达 70%以上，且随着灰树多
糖质量浓度的升高，清除率由 72. 78% 上升到
84. 73%，提高了 11. 95%，量效关系较明显。陈发河
等［21］在研究茶树菇多糖对活性氧自由基的清除作用
时发现随着多糖质量浓度的增加，其清除·OH的活性
增加，且清除作用与茶树菇多糖浓度呈正相关性。
图 5 灰树花多糖浓度对·OH的清除率的影响
Fig． 5 ·OH scavenging capability of Grifola
frondosa polysaccharides
3 结 论
比较了 3 种灰树花多糖的提取方法，从多糖得
率、提取时间、供热能耗、提取效率等方面综合考
虑，发现微波辅助提取法最佳，最优条件为: 微波功
率 800 W、微波时间 3 min、浸提时间 2 h，多糖得率
为 ( 13. 05 ± 0. 11 ) %，比 热 水 浸 提 法 提 高 了
51. 22%，浸提时间缩短了 1 h。这在工业化生产中
有助于降低能耗，提高原材料的利用率。
通过抗氧化性实验发现: 提取的灰树花粗多糖
在600 ～ 900 mg /L之间，对·OH的清除率较高，
达 70%以上，且具有较明显的量效关系; 而对 O －2·
的清除率较低，量效关系不如·OH明显。
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42 生 物 加 工 过 程 第 10 卷