草菇多糖的提取工藝及其保濕性能研究

査正其，劉存昌，鄭文超 張曉龍，孫玉軍 （安徽科技學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

草菇 （Volvariella volvacea）屬于擔(dān)子菌門 （Basidiomycota）層菌綱 （Agaricomycetes）傘菌目（Agaricales）光柄菇科 （Pluteaceae）小苞腳菇屬 （Volvariella），是熱帶和亞熱帶地區(qū)夏季生長的一種腐生性真菌。草菇的營養(yǎng)成分豐富，富含多糖、粗纖維和各種蛋白等。經(jīng)常食用草菇有利于提高人體的免疫力，促進機體的新陳代謝，增強機體的抗病能力［1－2］。草菇在我國分布廣泛，有著廣闊的市場前景。目前對其研究主要集中在菌種發(fā)酵培養(yǎng)、栽培、生產(chǎn)及保鮮等方面［3－4］，也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)其提取物具有抑制金黃色葡萄球菌的活性的作用［5］，但對于其多糖的研究相對較少。由于多糖分子中的極性基團含量多，可與水分子之間形成氫鍵，因而具有良好的吸濕、保濕性能，目前，已有部分多糖應(yīng)用于保健品、食品、化妝品等行業(yè)［6］。因此，本研究在單因素試驗的基礎(chǔ)上通過正交試驗優(yōu)化草菇多糖最佳提取工藝，對其保濕性能進行測定，為草菇多糖的進一步研究和開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

草菇子實體購于安徽省蚌埠市家樂福超市，切成薄片，冷凍干燥，粉碎，過80目篩，備用。

1.2 儀器與試劑

FD－1A－50冷凍干燥機：北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；FA2004電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；DT5－4離心機：北京時代北利離心機有限公司；TU－1810紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；MJ－160B－Ⅱ恒溫恒濕培養(yǎng)箱：上海躍進醫(yī)療器械廠。

Dextran T10：瑞典Pharmacia公司；甘油、蒽酮、硫酸、無水乙醇等均為國產(chǎn)分析純。

1.3 方法

1.3.1 草菇多糖提取工藝流程

稱取草菇子實體粉末2g→加水→水浴→離心→上清液定容至體積V （ml）→取1ml稀釋至N倍→測定多糖濃度C （mg／ml）→計算提取率。

1.3.2 草菇多糖含量的測定

以葡聚糖Dextran T10為標(biāo)準(zhǔn)，采用硫酸－蒽酮法［7－8］測定草菇多糖含量。

草菇多糖提取率計算公式為：

1.3.3 單因素試驗

在水浴溫度50℃，提取時間3h不變的條件下，探討料液比 （g／ml）分別為1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30時對草菇多糖提取率的影響；在水浴溫度50℃，料液比1∶20不變的條件下，探討提取時間分別為1、2、3、4、5h時對草菇多糖提取率的影響；在料液比1∶20，提取時間3h不變的條件下，探討溫度分別為40、50、60、70、80℃時對草菇多糖提取率的影響。

1.3.4 正交試驗

采用L9（34）正交表進行正交試驗，優(yōu)化草菇多糖最佳提取工藝，所選取的因素和水平見表1。試驗重復(fù)3次。

1.3.5 驗證試驗

按照優(yōu)化的最佳提取工藝重復(fù)3次試驗，計算平均提取率，驗證正交試驗結(jié)果。

1.3.6 保濕試驗

按照優(yōu)化的提取工藝提取草菇多糖，濃縮至適當(dāng)體積，加3倍95%的乙醇沉淀，離心，沉淀經(jīng)無水乙醇、乙醚、丙酮洗滌，揮發(fā)至無味，加蒸餾水充分溶解，savag法脫蛋白，大孔樹脂脫色，溶液經(jīng)冷凍干燥得草菇多糖粉末，備用。

稱取草菇多糖粉末，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液，以蒸餾水和10%的甘油水溶液分別作空白對照和陽性對照，溶液分別置于稱量皿中，于溫度22℃、相對濕度40%的恒溫恒濕箱中敞口放置，每隔6h，將樣品連同稱量瓶一起取出稱重［9］，計算其保濕率，試驗平行3組。

式中：m為放置前稱量皿的總質(zhì)量；m0為放置后稱量皿的總質(zhì)量。

表1 因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 料液比對草菇多糖提取率的影響

在提取溫度和提取時間不變的情況下，隨著料液比的增加，草菇多糖提取率逐漸增大，在料液比為1∶20時出現(xiàn)峰值，在此以后草菇多糖提取率沒有明顯的變化 （圖1），這可能是由于在料液比為1∶20時草菇多糖已達到充分溶解，溶解度達到最大。因此，選擇1∶15、1∶20、1∶25作為正交試驗料液比的3個水平。

圖1 不同料液比下的多糖提取率

2.2 提取時間對草菇多糖提取率的影響

在料液比和提取溫度不變的情況下，隨著提取時間的延長，草菇多糖的提取率隨之增大，在提取時間為3h時提取率變化不再增大 （圖2），這可能是草菇多糖與浸提劑蒸餾水之間擴散達到平衡，再延長時間對多糖的提取影響不大。因此，選擇2、3、4h作為正交試驗時提取時間因素的3個水平。

2.3 提取溫度對草菇多糖提取率的影響

在料液比和提取時間不變的情況下，隨著提取溫度的升高，草菇多糖提取率逐漸增大，當(dāng)溫度為70℃時，提取率達到最大值 （圖3），溫度繼續(xù)升高，草菇多糖提取率略有下降，這可能是溫度過高，部分糖蛋白變性沉淀，隨離心除去的緣故。因此，選擇60、70、80℃作為正交試驗時提取溫度因素的3個水平。

圖2 不同提取時間下的多糖提取率

圖3 不同提取溫度下的多糖提取率

2.4 草菇多糖的最佳提取條件

正交試驗結(jié)果 （3次多糖得率的平均值）如表2所示。由表2中的極差可以看出，在考察的3個因素中，料液比對草菇多糖的提取率影響最大，溫度次之，提取時間影響最小，即各因素對草菇多糖提取率影響的大小順序為A＞C＞B。草菇多糖最佳提取工藝為A2B2C3，即料液比為1∶20，提取時間3h，提取溫度為70℃。

經(jīng)驗證試驗，在料液比1∶20、提取時間3h、提取溫度70℃的條件下，3次重復(fù)試驗的結(jié)果分別是19.27%、19.33%、19.24%，即草菇多糖的平均提取率為19.28%，與理論值基本相符，說明該提取工藝穩(wěn)定，適合草菇多糖的提取。

表2 正交試驗結(jié)果

2.5 優(yōu)化條件下多糖的保濕率

保濕率測定結(jié)果如圖4所示。相對于空白對照，10%的草菇多糖能夠明顯減緩水分散失，究其原因可能是草菇多糖含有羥基等親水性基團，能夠吸附水分子，起到保濕效果［10］。與甘油相比，草菇多糖的保濕率與其相當(dāng)，且略高于甘油。而甘油目前是一種傳統(tǒng)的工業(yè)保濕劑，常用于化妝品等工業(yè)，因此草菇多糖有望得到開發(fā)和應(yīng)用。

圖4 不同提取時間下的多糖提取率

3 小結(jié)

本研究通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化得到草菇多糖的最佳提取工藝條件為：料液比 （g／ml）為1∶20、提取時間為3h、提取溫度為70℃，驗證試驗表明該工藝穩(wěn)定，在此條件下草菇多糖的提取率為19.28%。保濕試驗結(jié)果表明草菇多糖具有良好的保濕性。草菇多糖是從草菇中提取得到的一種天然產(chǎn)物，是一種可再生資源，具有一定的體外抗氧化活性 （另文發(fā)表），可作為一種綠色的保濕因子應(yīng)用于食品與化妝品生產(chǎn)中。

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