正交試驗(yàn)法優(yōu)化巨大口蘑子實(shí)體中粗多糖提取工藝的研究

陳梅梅，周于軒

（廣州工商學(xué)院，廣東廣州 510000）

巨大口蘑（Macrocybe giganteum），又名大白口蘑、洛巴口蘑（Tricholoma lobayeneHeim），是一種子實(shí)體單生或叢生的食用菌，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值且耐貯運(yùn)，不易褐變、腐爛[1-2]。研究表明，巨大口蘑含有豐富的多酚類物質(zhì)、多糖等生物活性物質(zhì)，而真菌多糖具有抗氧化、降血脂和降血糖等多種功能，被廣泛應(yīng)用到大健康產(chǎn)業(yè)和健康食品中[3-7]。巨大口蘑雖然已被馴化多年，但是市場(chǎng)占有率卻不夠理想。因此，對(duì)巨大口蘑子實(shí)體中的多糖進(jìn)行提取工藝的優(yōu)化，可為巨大口蘑的深加工利用提供理論支撐。多糖的提取方法較多，水提法因其經(jīng)濟(jì)性好、安全性高、操作性強(qiáng)等特點(diǎn)被廣泛使用，因此本研究也選擇此法進(jìn)行巨大口蘑粗多糖的 提取[8-15]。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

巨大口蘑，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院提供；無水乙醇，湖北艾邦生物科技有限公司。

Yh-001型電子分析天平，浙江鴻鷹衡器儀器有限公司；BCD-296WYL電冰箱，海信科龍電器股份有限公司；HH-21-4數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋，上海助藍(lán)儀器科技有限公司；TG16-WS離心機(jī)，長(zhǎng)沙益廣制藥機(jī)械有限公司；電動(dòng)磨粉機(jī)，廣東長(zhǎng)柏電器實(shí)業(yè)有限公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 巨大口蘑粗多糖提取流程

巨大口蘑粗多糖提取流程為原料處理后烘干→粉碎→標(biāo)準(zhǔn)稱量1.00 g→水浴浸提→過濾→濾液加乙醇混勻→冰箱過夜→在4000 r/min下離心20 min→棄去上清液、沉淀用乙醇洗滌→烘干→多糖。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

（1）提取時(shí)間對(duì)巨大口蘑粗多糖提取率的影響。設(shè)置5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)均稱取巨大口蘑粉末1.00 g，提取時(shí)間分別設(shè)置為0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h和 2.5 h，其他3個(gè)提取因素保持不變，即提取溫度為80 ℃、料液比為1∶25、濾液與無水乙醇體積比為1∶4，分別提取并計(jì)算粗多糖的提取率。

（2）提取溫度對(duì)巨大口蘑粗多糖提取率的影響。設(shè)置5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)均稱取巨大口蘑粉末1.00 g，提取溫度分別設(shè)置為50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和90 ℃，其他3個(gè)提取因素保持不變，即提取時(shí)間為 2.0 h、料液比為1∶25、濾液與無水乙醇體積比為1∶4，分別提取并計(jì)算粗多糖的提取率。

（3）研究料液比對(duì)水提法提取巨大口蘑粗多糖提取率的影響。設(shè)置5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)均稱取巨大口蘑粉末1.00 g，料液比分別設(shè)置為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，其他3個(gè)提取因素保持不變，即提取溫度為80 ℃、提取時(shí)間為2.0 h、濾液與無水乙醇體積比為1∶4，分別提取并計(jì)算粗多糖的提取率。

（4）濾液與無水乙醇體積比對(duì)巨大口蘑多糖提取率的影響。設(shè)置5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)均稱取巨大口蘑粉末1.00 g，濾液與無水乙醇體積比分別設(shè)置為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5，其 他3個(gè)提取因素保持不變，即提取溫度為80 ℃、提取時(shí)間為2.0 h、料液比為1∶25，分別提取并計(jì)算粗多糖的提取率。

1.2.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了4因素3水平的正交試驗(yàn)對(duì)水提工藝進(jìn)行優(yōu)化。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 水提法提取巨大口蘑粗多糖正交試驗(yàn)的因素和水平表

1.3 粗多糖提取率

粗多糖提取率=多糖質(zhì)量/稱取巨大口蘑粉末質(zhì)量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 提取時(shí)間對(duì)巨大口蘑粗多糖提取率的影響結(jié)果

由圖1可知，隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，提取率呈先上升后下降的趨勢(shì)，在提取時(shí)間為1 h時(shí)達(dá)到最高值6.7%，提取時(shí)間為2.5 h時(shí)提取率下降到3.2%。這可能是因?yàn)閯傞_始提取時(shí)巨大口蘑粉末中的多糖含量較高，擴(kuò)散作用強(qiáng)；而隨著提取時(shí)間的增加，粉末與溶液之間的多糖濃度差降低，擴(kuò)散作用也隨之減弱，同時(shí)多糖物質(zhì)不斷分解，造成多糖提取率不斷下降。

圖1 提取時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響

2.1.2 提取溫度對(duì)巨大口蘑多糖提取率的影響結(jié)果

由圖2可知，溫度在50～60 ℃時(shí)，多糖提取率不斷上升，而當(dāng)溫度超過60 ℃時(shí)，多糖提取率卻在下降。這可能是因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)的作用，即溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，而當(dāng)溫度過高時(shí)多糖會(huì)發(fā)生分解。

圖2 提取溫度對(duì)巨大口蘑對(duì)多糖提取率的影響

2.1.3 料液比對(duì)巨大口蘑粗多糖提取率的影響結(jié)果

由圖3可知，料液比在1∶10（g∶mL）到1∶ 20（g∶mL）時(shí)，粗多糖提取率呈上升趨勢(shì)，這可能是因?yàn)殡S著提取液的不斷增多，巨大口蘑粉末與提取液的接觸面積增加，從而導(dǎo)致擴(kuò)散作用增強(qiáng)；當(dāng)料液比超過1∶20（g∶mL）后，粗多糖提取率不增反降，造成這種結(jié)果的原因可能是當(dāng)蒸餾水過多時(shí)，提取的其他雜質(zhì)較多，導(dǎo)致粗多糖提取率下降。

圖3 料液比對(duì)巨大口蘑多糖提取率的影響

2.1.4 濾液與無水乙醇體積比對(duì)巨大口蘑粗多糖提取率的影響結(jié)果

由圖4可知,濾液與無水乙醇體積比為1∶2與1∶3時(shí)粗多糖提取率最高，當(dāng)體積比大于1∶3后多糖提取率逐漸下降，說明用乙醇沉淀多糖時(shí)濃度不能過高，這可能是因?yàn)殡S著乙醇濃度的增大，水溶液的介電常數(shù)降低，不利于水溶性多糖的富集。

圖4 濾液與無水乙醇體積比對(duì)巨大口蘑多糖提取率的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表2可知，在水提法提取巨大口蘑粗多糖的正交試驗(yàn)中，料液比（C）的極差最大，即為對(duì)提取率影響最大的因素，其次為提取時(shí)間（D）和濾液與無水乙醇的體積比（A），提取溫度（B）對(duì)多糖提取的效果影響最弱。正交試驗(yàn)表明，對(duì)多糖提取率的影響主次因素為C＞D＞A＞B，水提法提取巨大口蘑粗多糖的最優(yōu)組合為A2B2C1D1。此組合不在9組正交試驗(yàn)組合內(nèi)，需進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)測(cè)定當(dāng)以A2B2C1D1為試驗(yàn)條件時(shí)，即濾液與無水乙醇體積比為1∶2、提取溫度為70 ℃、料液比為1∶15以及提取時(shí)間為1.0 h，巨大口蘑多糖的提取率可達(dá)8.42%，高于正交試驗(yàn)中最優(yōu)組合的提取率7.78%，因此確定A2B2C1D1為最佳提取工藝。

3 結(jié)語

本文以巨大口蘑子實(shí)體為研究對(duì)象，從提取時(shí)間、提取溫度、料液比以及濾液與無水乙醇體積比4個(gè)方面探討了水提法提取巨大口蘑多糖的最佳工藝。結(jié)果表明，水提法提取巨大口蘑粗多糖的最佳提取工藝為濾液與無水乙醇的體積比為1∶2、提取溫度為70 ℃、料液比為1∶15以及提取時(shí)間為1.0 h，此時(shí)多糖提取率為8.42%，其中料液比對(duì)提取率的影響最大。