正交试验法优化巨大口蘑子实体中粗多糖提取工艺的研究

摘 要：本研究利用正交试验法优化巨大口蘑粗多糖水提法工艺，以提高其提取率。单因素试验选取了提取时间、提取温度、料液比和滤液与无水乙醇的体积比这4个因素，以提取率作为评价标准。在此基础上设计4因素3水平的正交试验，对其提取工艺进行优化。结果表明，影响巨大口蘑子实体中粗多糖提取率的主要因素为料液比，其次是提取时间和滤液与无水乙醇的体积比，而提取温度对其提取率的影响最低;最佳提取工艺为滤液与无水乙醇体积比为1∶2、提取温度为70 ℃、料液比为1∶15、提取时间为1.0 h，在此条件下巨大口蘑的多糖提取率可达8.42%。

关键词：巨大口蘑;多糖;正交试验;水提法

Optimization of Extraction Process of Crude Polysaccharides from Macrocybe giganteum by Orthogonal Experimental Design

CHEN Meimei， ZHOU Yuxuan

（Guangzhou College of Technology and Business， Guangzhou 510000， China）

Abstract： In this study， orthogonal experimental design was used to optimize the process of crude polysaccharides from Macrocybe giganteum with the method of water extraction. The one-factor experimental design was adopted with the temperature， time， solid-liquid ratio and the ratio of the filter liquor to the absolute ethanol. The yield rate of the crude polysaccharides was the evaluation standard. Then an orthogonal test of four factors at three different levels were designed and used. The results indicated that the most important factor that infect the yield rate was the temperature and the best extraction process were： the ratio of the flter liquor to the absolute ethanol was 1 ∶ 2， the temperature was 70 ℃， the solid-liquid ratio was 1∶15， and the time was 1.0 hour. With the best extraction process the yield rate was 8.42%.

Keywords： Macrocybe giganteum; polysaccharides; orthogonal experimental design; water extraction

巨大口蘑（Macrocybe giganteum），又名大白口蘑、洛巴口蘑（Tricholoma lobayene Heim），是一种子实体单生或丛生的食用菌，具有较高的营养价值且耐贮运，不易褐变、腐烂[1-2]。研究表明，巨大口蘑含有丰富的多酚类物质、多糖等生物活性物质，而真菌多糖具有抗氧化、降血脂和降血糖等多种功能，被广泛应用到大健康产业和健康食品中[3-7]。巨大口蘑虽然已被驯化多年，但是市场占有率却不够理想。因此，对巨大口蘑子实体中的多糖进行提取工艺的优化，可为巨大口蘑的深加工利用提供理论支撑。多糖的提取方法较多，水提法因其经济性好、安全性高、操作性强等特点被广泛使用，因此本研究也选择此法进行巨大口蘑粗多糖的提取[8-15]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

巨大口蘑，华南农业大学食品学院提供;无水乙醇，湖北艾邦生物科技有限公司。

Yh-001型电子分析天平，浙江鸿鹰衡器仪器有限公司;BCD-296WYL电冰箱，海信科龙电器股份有限公司;HH-21-4数显电热恒温水浴锅，上海助蓝仪器科技有限公司;TG16-WS离心机，长沙益广制药机械有限公司;电动磨粉机，广东长柏电器实业有限公司;DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司。

1.2 试验方法

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为原料处理后烘干→粉碎→标准称量1.00 g→水浴浸提→过滤→滤液加乙醇混匀→冰箱过夜→在4 000 r/min下离心20 min→弃去上清液、沉淀用乙醇洗涤→烘干→多糖。

1.2.2 单因素试验

（1）提取时间对巨大口蘑粗多糖提取率的影响。设置5组试验，每组试验均称取巨大口蘑粉末1.00 g，提取时间分别设置为0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h和2.5 h，其他3个提取因素保持不变，即提取温度为80 ℃、料液比为1∶25、滤液与无水乙醇体积比为1∶4，分别提取并计算粗多糖的提取率。

（2）提取温度对巨大口蘑粗多糖提取率的影响。设置5组试验，每组试验均称取巨大口蘑粉末1.00 g，提取温度分别设置为50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃和90 ℃，其他3个提取因素保持不变，即提取时间为2.0 h、料液比为1∶25、滤液与无水乙醇体积比为1∶4，分别提取并计算粗多糖的提取率。

（3）研究料液比对水提法提取巨大口蘑粗多糖提取率的影响。设置5组试验，每组试验均称取巨大口蘑粉末1.00 g，料液比分别设置为1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，其他3个提取因素保持不变，即提取温度为80 ℃、提取时间为2.0 h、滤液与无水乙醇体积比为1∶4，分别提取并计算粗多糖的提取率。

（4）滤液与无水乙醇体积比对巨大口蘑多糖提取率的影响。设置5组试验，每组试验均称取巨大口蘑粉末1.00 g，滤液与无水乙醇体积比分别设置为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4和1∶5，其他3个提取因素保持不变，即提取温度为80 ℃、提取时间为2.0 h、料液比为1∶25，分别提取并计算粗多糖的提取率。

1.2.3 正交试验

在单因素试验的基础上，设计了4因素3水平的正交试验对水提工艺进行优化。正交试验设计如表1所示。

1.3 粗多糖提取率

粗多糖提取率=多糖质量/称取巨大口蘑粉末质量×100%。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 提取时间对巨大口蘑粗多糖提取率的影响结果

由图1可知，随着提取时间的延长，提取率呈先上升后下降的趋势，在提取时间为1 h时达到最高值6.7%，提取时间为2.5 h时提取率下降到3.2%。这可能是因为刚开始提取时巨大口蘑粉末中的多糖含量较高，扩散作用强;而随着提取时间的增加，粉末与溶液之间的多糖浓度差降低，扩散作用也随之减弱，同时多糖物质不断分解，造成多糖提取率不断下降。

2.1.2 提取温度对巨大口蘑多糖提取率的影响结果

由图2可知，温度在50～60 ℃时，多糖提取率不断上升，而当温度超过60 ℃时，多糖提取率却在下降。这可能是因为热运动的作用，即温度越高，分子运动越剧烈，而当温度过高时多糖会发生分解。

2.1.3 料液比对巨大口蘑粗多糖提取率的影响结果

由图3可知，料液比在1∶10（g∶mL）到1∶

20（g∶mL）时，粗多糖提取率呈上升趋势，这可能是因为随着提取液的不断增多，巨大口蘑粉末与提取液的接触面积增加，从而导致扩散作用增强;当料液比超过1∶20（g∶mL）后，粗多糖提取率不增反降，造成这种结果的原因可能是当蒸馏水过多时，提取的其他杂质较多，导致粗多糖提取率下降。

2.1.4 滤液与无水乙醇体积比对巨大口蘑粗多糖提取率的影响结果

由图4可知，滤液与无水乙醇体积比为1∶2与1∶3时粗多糖提取率最高，当体积比大于1∶3后多糖提取率逐渐下降，说明用乙醇沉淀多糖时浓度不能过高，这可能是因为随着乙醇浓度的增大，水溶液的介电常数降低，不利于水溶性多糖的富集。

2.2 正交试验结果分析

由表2可知，在水提法提取巨大口蘑粗多糖的正交试验中，料液比（C）的极差最大，即为对提取率影响最大的因素，其次为提取时间（D）和滤液与无水乙醇的体积比（A），提取温度（B）对多糖提取的效果影响最弱。正交试验表明，对多糖提取率的影响主次因素为C>D>A>B，水提法提取巨大口蘑粗多糖的最优组合为A2B2C1D1。此组合不在9组正交试验组合内，需进行验证试验。

经验证试验测定当以A2B2C1D1为试验条件时，即滤液与无水乙醇体积比为1∶2、提取温度为70 ℃、料液比为1∶15以及提取时间为1.0 h，巨大口蘑多糖的提取率可达8.42%，高于正交试验中最优组合的提取率7.78%，因此确定A2B2C1D1为最佳提取工艺。

3 结语

本文以巨大口蘑子实体为研究对象，从提取时间、提取温度、料液比以及滤液与无水乙醇体积比4个方面探讨了水提法提取巨大口蘑多糖的最佳工艺。结果表明，水提法提取巨大口蘑粗多糖的最佳提取工艺为滤液与无水乙醇的体积比为1∶2、提取温度为70 ℃、料液比为1∶15以及提取时间为1.0 h，此时多糖提取率为8.42%，其中料液比对提取率的影响最大。

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