目前多糖的传统提取方法有水提醇沉、酸液/碱液提取、酶解法等。近年来,微波、超声波,膜处理和CO超临界萃取等方法作为辅助提取或精制,也取得了较好的提取效果。考虑到多糖是一种极性大分子化合物,溶于水而不溶于有机溶剂,本研究采用了不易导致多糖降解的水浴浸提法,并在此基础上辅以微波和超声波两种方式复合提取,不仅操作简便,缩短提取时间,并能有效提高多糖得率。
水浴浸提法
一般植物性多糖的提取多采用热水浸提法,其原理是借助于热力作用使细胞膨胀,发生质壁分离,水渗入细胞壁和细胞质中,溶解液泡中的物质,使其穿过细胞壁,扩散到外部溶剂中。
1 浸提时间对猴头菇多糖提取效果的影响
猴头菇子实体粉碎成过20目筛,称取等量的子实体粉末(2.00克),按重量的20倍加入蒸馏水,分别于90℃水浴中浸提4 h、6 h、8 h,用3号玻璃坩埚过滤并洗涤残渣得清液,合并清液并定容至250mL,清液用超纯水再稀释10倍后,取1mL滤液测定多糖浓度,每个处理3个重复。
2 浸提温度对猴头菇多糖提取效果的影响
称取等量的子实体粉末(2.00克),按重量的20倍加入蒸馏水,分别于85℃、90℃、95℃水浴中提取4h,用3号玻璃坩埚过滤并洗涤残渣得清液,合并清液并定容至250mL,清液用超纯水再稀释10倍后,取1mL滤液测定多糖浓度,每个处理3个重复。
3 料液比对猴头菇多糖提取效果的影响
称取同等量的子实体粉末(2.00克),按重量的15倍、20倍、25倍加入蒸馏水,分别于90℃水浴中提取4h,用3号玻璃坩埚过滤并洗涤残渣得清液,合并清液并定容至250mL,清液用超纯水再稀释10倍后,取1mL滤液测定多糖浓度,每个处理3个重复。
4 浸提次数对猴头菇多糖提取效果的影响
称取同等量的子实体粉末(2.00克)三份,按重量的20倍加入蒸馏水,分别于90℃水浴中提取1、2、3次,用3号玻璃坩埚过滤并洗涤残渣得清液,合并清液并定容至250mL,清液用超纯水再稀释10倍后,取1mL滤液测定多糖浓度,每个处理3个重复。
5 正交试验
为进一步探讨浸提参数中的时间、温度、料液比和浸提次数对子实体多糖的影响。在单因素试验和分析的基础上,进行综合4因素3水平的正交试验。
结果与讨论
1、浸提时间对猴头菇子实体多糖的影响
以过20目筛的猴头菇粉末(下面的试验相同)为实验材料,研究浸提时间对猴头菇多糖浸提效果的影响,在90℃分别浸提4h、6h、8h,实验结果如表2-2。由表2-2可知,猴头菇多糖浸提6h时,多糖浸出量较大;随着浸提时间的延长,多糖浸出量增大不显著,为了节约成本及提高效率,故选择6h作为水浴浸提的最佳条件。
表1 浸提时间对猴头菇粗多糖提取的影响
Table 1 Effects of extracting time on polysaccharide yield
项目 | 不同浸提时间的吸光值 | ||
4h | 6h | 8h | |
OD490 | 0.963 | 1.245 | 1.316 |
OD490 | 0.884 | 1.233 | 1.210 |
OD490 | 0.902 | 1.239 | 1.289 |
平均值 | 0.916 | 1.239 | 1.272 |
多糖(以葡萄糖计)(ug.mL-1) | 59.248 | 80.359 | 82.516 |
*差异性显著分析 | Aa | Bb | Bb |
以猴头菇粉末为实验材料,研究浸提温度对猴头菇多糖浸提效果的影响,分别在85℃、90℃、95℃浸提6h,其多糖浸出量如表3所示。由表3可知,在90℃下产量最高,随着温度的升高,多糖浸出量反而减少,差异达到极显著,这可能是由于温度使多糖部分降解的原故。
项目 | 不同浸提温度的吸光值 | ||
85℃ | 90℃ | 95℃ | |
OD490 | 0.574 | 0.963 | 0.414 |
OD490 | 0.562 | 0.889 | 0.453 |
OD490 | 0.581 | 0.945 | 0.462 |
平均值 | 0.572 | 0.932 | 0.443 |
多糖(以葡萄糖计)(ug.mL-1) | 36.765 | 60.294 | 28.333 |
*差异性显著分析 | Aa | Bb | Bb |
项目 | 各料液比的吸光值 | ||
1 :15 | 1 :20 | 1 :25 | |
OD490 | 0.829 | 0.884 | 0.441 |
OD490 | 0.687 | 0.856 | 0.563 |
OD490 | 0.734 | 0.810 | 0.478 |
平均值 | 0.750 | 0.850 | 0.494 |
多糖(以葡萄糖计)(ug.mL-1) | 48.399 | 54.935 | 31.667 |
*差异性显著分析 | Aa | Bb | Bb |
以猴头菇粉末为实验材料,研究浸提次数对猴头菇多糖浸提效果的影响,分别在90℃水浴锅中浸提1、2、3次,时间为6h,结果见表4。由表4知,在浸提2次下多糖得率最高。
项目 | 不同浸提次数的吸光值 | ||
1次 | 2次 | 3次 | |
OD490 | 0.566 | 1.215 | 1.220 |
OD490 | 0.576 | 1.220 | 1.242 |
OD490 | 0.581 | 1.209 | 1.119 |
平均值 | 0.574 | 1.215 | 1.194 |
多糖(以葡萄糖计)(ug.mL-1) | 36.895 | 78.791 | 77.418 |
*差异性显著分析 | Aa | Bb | Bb |
5 单因素最佳条件下水浴提取法的多糖提取率
在单因素的最佳条件下:浸提时间:6h,浸提次数:2次,浸提温度:90℃下进行三次平行验证实验,试验结果(表5):平均粗多糖的含量为60.0 ug.mL-1,提取率为7.40%,RSD符合要求。
实验次数 | 多糖含量(ug.mL-1) | 多糖提取率(%) | 平均提取率 (%) | RSD(%) |
1 | 58.48 | 7.31 | 7.40 | 1.0 |
2 | 61.84 | 7.43 | ||
3 | 59.76 | 7.47 |
6 正交试验结果
为进一步探讨工艺参数中的浸提次数(A)、料液比(B)、浸提时间(C)、浸提温度(D)对猴头菇多糖得率的影响。在单因素试验和分析的基础上,其浸提次数(A)、料液比(B)浸提时间(C)、浸提温度(D)4值作为试验水平,以猴头菇粗多糖提取率为评价指标,选用L9(34)正交表安排试验。试验结果如表6所示。
表6 L9(34)正交实验结果及其分析
实验号 | 因素 | 实验指标 | ||||
A(次数) | B(料液比) | C(时间) | D(温度) | 提取率% | ||
1 | 1(1) | 1(15) | 1(4) | 1(85) | 51.8 | |
2 | 1(1) | 2(20) | 2(6) | 2(90) | 59.2 | |
3 | 1(1) | 3(25) | 3(8) | 3(95) | 76.5 | |
4 | 2(2) | 1(15) | 2(6) | 3(95) | 41.7 | |
5 | 2(2) | 2(20) | 3(8) | 1(85) | 74.3 | |
6 | 2(2) | 3(25) | 1(4) | 2(90) | 62.3 | |
7 | 3(3) | 1(15) | 3(8) | 2(90) | 67.5 | |
8 | 3(3) | 2(20) | 1(4) | 3(95) | 83.0 | |
9 | 3(3) | 3(25) | 2(6) | 1(85) | 74.7 | |
总 糖 | K11 | 200.8 | 161 | 197.1 | 2.008 | |
K12 | 189.0 | 216.5 | 175.6 | 1.890 | ||
K13 | 201.2 | 213.5 | 218.3 | 2.012 | ||
k1 | 66.9 | 53.7 | 65.7 | 66.9 | ||
k2 | 63.0 | 72.2 | 58.5 | 63.0 | ||
k3 | 67.1 | 71.2 | 72.8 | 67.1 | ||
R | 4.07 | 18.50 | 14.23 | 0.0407 | ||
K212 | 40320.6 | 25921.0 | 38848.4 | 4.032 | ||
K222 | 35721.0 | 46872.3 | 30835.4 | 3.572 | ||
K232 | 40481.4 | 45582.3 | 47654.9 | 4.048 | ||
Q | 38841.0 | 39458.5 | 39112.9 | 38841.0 | ||
S | 32.03 | 649.5 | 303.9 | 32.03 |
变异来源 | 平方和 | 自由度 | 均方 | F值 | 显著水平 |
次数A | 411.7 | 2 | 205.9 | 32.4251 |
F0.05(3,2)=19.164 |
液料比B | 32.03 | 2 | 16.0 | 2.5222 | |
时间C | 649.5 | 2 | 324.8 | 51.1507 | |
温度D | 303.9 | 2 | 151.9 | 23.9323 | |
误差 | 19.05 | 3 | 6.3 |
| |
总和 | 1416.19 | 11 |
|
|
从本试验的极差分析可知,对猴头菇多糖提取量的影响大小依次为浸提时间、浸提次数及浸提温度,料液比几乎不起影响。由方差分析表可知,相对来说A因素、C因素和D因素为重要因素, B因素为次要因素。从表2-7中可看出对猴头菇子实体总糖热水浸提的最佳工艺条件为:A3B2C3D3。通过验证实验,三次平行实验得到多糖的提取量为67.2ug.mL-1,平均多糖提取率为8.40%。未低于实际的多糖提取量7.40%,因此,正交实验法的最佳提取条件为:即在次数为3次,料液比为20:1,浸提时间为8h,浸提温度为95℃。