韓志俊
(遵義醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,貴州 遵義563000)
虎奶菇(Pleurotus tuber-regium) 又稱核耳菇、茯苓側(cè)耳等,是一種木腐真菌[1]。虎奶菇核有極強(qiáng)的抗病能力,而且藥效保持時間很長,可以長年保存不腐、不變質(zhì)[2]?;⒛坦降淖訉?shí)體和菌核均可食用或藥用,特別是子實(shí)體中含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),是不可多得的美食[3];虎奶菇還具有滋補(bǔ)強(qiáng)壯、解毒收斂的藥用功效,對咳嗽、哮喘有神奇的療效,而其藥用功效的主要物質(zhì)是虎奶菇多糖[4]。多糖又稱多聚糖(polysaccharide),主要分為植物多糖和動物多糖兩大類,研究表明多數(shù)食用菌均含有一定量的多糖[5]?;⒛坦蕉嗵强梢詮钠渥訉?shí)體或菌絲體發(fā)酵提取,也可以從其菌核中提取。其中,通過虎奶菇的子實(shí)體分離提取出的多糖因其組成成份多、化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜而受到廣泛的關(guān)注?;⒛坦蕉嗵蔷哂姓{(diào)節(jié)免疫力、抗氧化、對高血糖和高血脂的抑制作用,而且在抵抗癌細(xì)胞和腫瘤方面的有很好的療效,還有很多未知功效亟待發(fā)現(xiàn)[6]。通過對虎奶菇子實(shí)體多糖的提取工藝開展研究,并對其藥理作用進(jìn)行分析,以期為開發(fā)更多的虎奶菇多糖藥物及保健產(chǎn)品提供參考。
目前,虎奶菇子實(shí)體多糖主要是從虎奶菇干品或新鮮虎奶菇產(chǎn)品中提取分離得到,常用的提取方法有水提法、酶提法、酸提法、堿提法和超聲波、微波等輔助提取方法[7],通過比較幾種虎奶菇子實(shí)體多糖的提取方法來確定最佳的提取工藝參數(shù)和條件,為虎奶菇資源的綜合開發(fā)利用和虎奶菇多糖保健品和藥品的加工提供理論依據(jù)。
1.2.1 藥品與試劑
無水乙醇,西安三浦化學(xué)試劑有限公司;纖維素酶(100 000 U·g-1),中山市鴻盛生物科技有限公司;果膠酶(100 000 U·g-1),夏盛(北京)生物科技開發(fā)有限公司;氫氧化鈉、鹽酸,西安斯坦利生物科技有限公司。
1.2.2 儀器與設(shè)備
DK-98-1電熱恒溫水浴鍋,天津泰斯特儀器有限公司;SHZ-III型循環(huán)水真空泵,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,上海亞榮生化儀器廠;BS323S電子分析天平,北京賽多利斯儀器有限公司;PB-1 pH計(jì),德國Sartorius公司;DHG-9003電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海滬南科學(xué)儀器廠;SL3-120B超聲波清洗機(jī),上海舍巖儀器有限公司。
1.3.1 虎奶菇子實(shí)體多糖的提取工藝
虎奶菇子實(shí)體經(jīng)清洗、晾干、切片,在60℃下烘箱中干燥60 min后,上粉碎機(jī)制成粉末狀,過80目篩后得虎奶菇子實(shí)體粉末備用。
1)水浸提虎奶菇子實(shí)體多糖
準(zhǔn)確稱取虎奶菇粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,加入適量的蒸餾水,置于一定溫度條件下的水浴鍋中保溫浸提一段時間,真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置24 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥即得虎奶菇子實(shí)體粗多糖。
2)超聲波輔助提取虎奶菇子實(shí)體多糖
準(zhǔn)確稱取虎奶菇粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,加入適量的蒸餾水,置于一定溫度、一定功率條件下的超聲波清洗機(jī)中處理一段時間,真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置24 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥即得虎奶菇子實(shí)體粗多糖。
3) 酶提法結(jié)合超聲波輔助提取虎奶菇子實(shí)體多糖
準(zhǔn)確稱取虎奶菇粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,分別加入一定量的酶及適量的蒸餾水,置于一定溫度、一定功率條件下的超聲波清洗機(jī)中處理一段時間,于100℃條件下保溫5 min滅酶,然后真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置12 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥即得虎奶菇子實(shí)體粗多糖。
1.3.2 虎奶菇子實(shí)體多糖得率的計(jì)算
采用重量分析法來確定虎奶菇子實(shí)體多糖得率(E,%),計(jì)算公式為:
式中:W1為虎奶菇子實(shí)體多糖的質(zhì)量(g);W2為虎奶菇子實(shí)體粉末的質(zhì)量(g)。
首先進(jìn)行單因素試驗(yàn),探討固液比、浸提時間和溫度等單一因素對熱水浸提對虎奶菇子實(shí)體多糖提取效果的影響,其次再進(jìn)行熱水浸提的工藝參數(shù)優(yōu)化。
2.1.1 固液比對虎奶菇子實(shí)體多糖提取效果的影響
準(zhǔn)確稱取虎奶菇子實(shí)體粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,按固液比 1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50分別加入蒸餾水10 mL、20 mL、30 mL、40 mL、50 mL,置于溫度為60℃條件下的水浴鍋中保溫浸提4 h,真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置24 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥得到虎奶菇子實(shí)體粗多糖,稱重后計(jì)算虎奶菇子實(shí)體多糖得率。
試驗(yàn)結(jié)果表明,在固液比為(1∶10)~(1∶30)時,隨固液比的增加多糖得率呈線性增加;但在(1∶30)~(1∶50) 時,虎奶菇子實(shí)體多糖得率先是緩慢增加后再下降。分析其原因可能是因?yàn)殡S著固液比的增大,溶劑中多糖總量有所增加;當(dāng)固液比達(dá)1∶30時,多糖得率達(dá)到最大,此時細(xì)胞內(nèi)外的濃度基本平衡;繼續(xù)增大固液比對多糖的得率影響很小,且溶劑用量過大會增加后續(xù)的濃縮時間,能耗增大。因此,綜合考慮選擇固液比為1∶30比較合適。
2.1.2 浸提時間對虎奶菇子實(shí)體多糖提取效果的影響
準(zhǔn)確稱取虎奶菇子實(shí)體粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,按固液比1∶30加入蒸餾水30 mL,置于60℃的水浴鍋中保溫浸提1 h、2 h、3 h、4 h、5 h,真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置24 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥得到虎奶菇子實(shí)體粗多糖,稱重后計(jì)算虎奶菇子實(shí)體多糖得率。
試驗(yàn)結(jié)果表明,浸提時間為1 h~3 h時,隨時間延長虎奶菇子實(shí)體多糖得率逐漸增加;在3 h~5 h時,得率上升變得緩慢。這可能是因?yàn)闀r間過短溶質(zhì)與溶劑的接觸不充分,多糖得率低,隨時間延長而多糖不斷溶出進(jìn)入到溶劑中,多糖得率隨之增大。因此,綜合考慮選擇浸提時間為3 h比較合適。
2.1.3 溫度對虎奶菇子實(shí)體多糖提取效果的影響
準(zhǔn)確稱取虎奶菇子實(shí)體粉末2.0 g置于200 mL錐形瓶中,按固液比1∶30加入蒸餾水30 mL,置于溫度為20℃、40℃、60℃、80℃、100℃條件下的水浴鍋中保溫浸提3 h,真空抽濾或離心得到濾液,將濾液真空濃縮至原體積的1/4后,加入4倍體積的無水乙醇,靜置24 h后過濾或離心分離得到沉淀,將沉淀置于60℃條件下干燥得到虎奶菇子實(shí)體粗多糖,稱重后計(jì)算虎奶菇子實(shí)體多糖得率。
試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)浸提溫度為20℃~80℃時,虎奶菇子實(shí)體多糖得率隨溫度的升高逐漸增加,浸提溫度為80℃~100℃時,多糖得率的增加變得緩慢。這是因?yàn)闇囟壬呤沟梅肿拥臒徇\(yùn)動加快,有利于分子的溶出;但溫度超過90℃時,可能會對多糖的生物活性產(chǎn)生影響,同時會造成更多的能源消耗。因此,綜合考慮可選擇浸提溫度為80℃比較合適。
通過單因素試驗(yàn)確定了幾個重要的參數(shù)范圍,在此基礎(chǔ)上再根據(jù)響應(yīng)面原理[5]設(shè)計(jì)試驗(yàn),試驗(yàn)因素與水平見表1。
表1 熱水浸提試驗(yàn)因素與水平Tab.1 Factors and levels of hot water extraction test
如表1所示,通過組合設(shè)計(jì)對熱水浸提法提取虎奶菇子實(shí)體多糖的固液比、浸提時間和浸提溫度進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。
根據(jù)上述試驗(yàn)步驟,首先進(jìn)行單因素試驗(yàn),確定固液比為1∶30,超聲處理時間為30 min,超聲處理溫度為65℃,超聲處理功率為200 W。
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行超聲波輔助提取工藝的優(yōu)化,依據(jù)響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)的原理,對超聲波輔助提取虎奶菇子實(shí)體多糖的固液比、超聲時間、超聲溫度和超聲功率4個單一因素進(jìn)行優(yōu)化,最終得到超聲波輔助提取多糖的最佳工藝條件為:固液比1∶30,溫度68℃,功率190 W,此條件下虎奶菇子實(shí)體多糖得率為9.87%。
采用上述試驗(yàn)方法,首先進(jìn)行單因素試驗(yàn),選擇纖維素酶作為提取用酶種類,固液比為1∶30,加酶量為0.5%,酶解pH 5;結(jié)合超聲波輔助單一因素中,綜合考慮酶解時間等因素,超聲溫度為50℃、超聲時間為30 min、超聲功率為200 W時比較合適。
其次,在酶提法結(jié)合超聲波輔助提取虎奶菇子實(shí)體多糖工藝的優(yōu)化上,對固液比、加酶量(纖維素酶)、超聲時間和超聲功率各因素進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn),最終得到酶法結(jié)合超聲波輔助提取食用菌多糖的最佳工藝條件為:固液比1∶30,加酶量0.6%,超聲時間30 min,超聲功率200 W,此條件下虎奶菇多糖得率為13.05%。