商洛香菇和羊肚菌多糖提取工艺探究
作者： 王凤娟 秦绍龙
摘要 ［目的］探索商洛香菇和羊肚菌中多糖的提取工艺。［方法］以商南县香菇和羊肚菌为原料，采用超声波辅助热水浸提法对多糖进行提取。通过单因素试验，对比料液比、超声时间、超声温度和热水浸提温度对香菇和羊肚菌多糖提取率的影响，借助正交试验，得出超声波辅助热水浸提法提取香菇和羊肚菌多糖的最佳提取工艺。［结果］在料液比1∶60，超声时间30 min，超声温度40 ℃，浸提温度60 ℃的条件下，香菇多糖提取率最高；在料液比1∶50，超声时间20 min，超声温度40 ℃，浸提温度50 ℃的条件下，羊肚菌多糖提取率最高。［结论］超声波辅助热水浸提法提取香菇和羊肚菌多糖是一种可行有效、节约、经济的提取方法。
关键词 超声波辅助提取；提取工艺；多糖；正交试验
中图分类号 TS 219 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2025）01-0158-05
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.033
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Study on Extraction Process of Polysaccharides from Shangluo Mushroom and Morchella esculenta
WANG Feng-juan QIN Shao-long 2
（1.Shangluo University， Shangluo， Shaanxi 726000;2.Health Product Research Innovation Team， Shangluo， Shaanxi 726000）
Abstract ［Objective］In order to explore the extraction technology of polysaccharide from Lentinula edodes and Morchella esculenta in Shangluo.［Method］Polysaccharides were extracted from Lentinula edodes and Morchella esculenta in Shangnan County by ultrasonic assisted hot water extraction. Through single factor experiment， the effects of solid-liquid ratio， ultrasonic time， ultrasonic temperature and hot water extraction temperature on the extraction rate of Lentinula edodes and Morchella esculenta were compared. The orthogonal experiment was designed to obtain the optimum extraction process of Lentinula edodes and Morchella esculenta by ultrasonic-assisted hot water extraction. ［Result］The results showed that the extraction rate of lentinan was the highest under the conditions of solid-liquid ratio 1∶60， ultrasonic time 30 min， ultrasonic temperature 40 ℃ and extraction temperature 60 ℃. Under the conditions of solid-liquid ratio of 1∶50， ultrasonic time of 20 min， ultrasonic temperature of 40 ℃ and extraction temperature of 50 ℃， the extraction rate of polysaccharide from M.esculenta was the highest. ［Conclusion］Ultrasonic assisted hot water extraction of Lentinula edodes and Morchella esculenta polysaccharide is a feasible， effective， economical extraction method.
Key words Ultrasonic assisted extraction;Extraction process;Polysaccharide;Orthogonal test
基金项目 商洛学院保健食品开发研究创新团队项目（18SCX005）；陕西省科技计划项目“商洛立体农业系统优化设计与调控增益技术研究”（2014KJXX-79）。
作者简介 王凤娟（1980—），女，陕西杨凌人，助理实验师，从事地理科学和环境生物学领域的实验管理及研究。
香菇是一种药食同源食物，具有很高的营养、药用和保健价值，我国是香菇的发源地，也是当今世界上最大的香菇生产和消费国［1］。香菇多糖具有调节机体免疫系统［2］、抑制细菌［3］、抗肿瘤［4］等多种功效，在肿瘤临床疗效方面发挥着重要作用［5-7］。羊肚菌是一种珍贵的食药用真菌，药食价值丰富。羊肚菌多糖具有提高机体免疫［8］、抗肿瘤［9］、抗衰老［10-11］等功效，在食品医药领域具有广阔的发展前景。商洛是食用菌种植优生区之一，早在20世纪60年代末开始探索规模化种植食用菌。目前商洛食用菌生产仍主要集中在种植环节，产业化程度低，生产技术落后，高端产品比重较少［12］。笔者以商洛市商南县生产的香菇和羊肚菌为原料，利用超声波辅助提取法，在单因素试验的基础上，优化设计正交试验，进一步探索香菇和羊肚菌多糖提取的最佳工艺，以提高多糖提取率，降低原材料消耗，旨在为充分开发利用香菇和羊肚菌资源提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
干燥香菇和羊肚菌（商洛市商南县）；蒸馏水、5%苯酚溶液、浓硫酸、葡萄糖标品。
1.2 仪器设备
BSA224S-CW万分之一天平，KQ3200DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司），721型可见分光光度计（上海菁华科技有限公司），TD4-WS型低速离心机，HH-S4型四孔恒温水浴锅（巩义市予华仪器有限责任公司），DFY-500C摇摆式高速粉碎机（温岭市林大机械有限公司）。
1.3 工艺流程
干燥香菇（羊肚菌）→粉碎→称重→溶解→超声提取→热水浸提→离心→定容→测定多糖吸光度→计算多糖提取率。
1.4 试验方法
1.4.1 香菇多糖含量测定及多糖提取率计算。香菇多糖含量通过苯酚-硫酸法测定［13］。称取一定量的香菇粉样品5份置于提取器内，料液比1∶25（g/mL），提取电压150 V，提取2次，提取时间分别为20、40、60、80、100 min，然后测定并计算其提取率。
多糖提取率= （C×V×N/m）×100%［14］
式中：C 为香菇多糖的质量浓度，mg/mL； V 为定容后体积，mL； N 为溶液最终的稀释倍数； m 为香菇粉质量，g。
1.4.2 料液比的确定。
参照张莎莎等［15］的试验方法，称香菇粉各1.0 g，并加入蒸馏水20、30、40、50、60 mL，即料液比1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60，分别放在5个准备好的干燥250 mL锥形瓶中，搅拌至完全溶解，置于超声清洗器中备用。
1.4.3 超声时间的确定。
称香菇粉各1.0 g，蒸馏水40 mL，分别放在5个准备好的干燥250 mL锥形瓶中，搅拌至溶解，置于超声清洗器中。设超声时间10、20、30、40、50 min，温度60 ℃，在90 ℃恒温水浴锅中热水浸提60 min，冷却后离心10 min，测定香菇多糖吸光度，计算多糖提取率。
1.4.4 超声温度的确定。
称香菇粉各1.0 g，蒸馏水40 mL，分别放在5个准备好的干燥250 mL锥形瓶中，搅拌至溶解，置于超声清洗器中。设超声温度20、30、40、50、60 ℃，时间20 min，在90 ℃恒温水浴锅中热水浸提60 min，冷却后离心10 min，测定香菇多糖吸光度，计算多糖提取率。
1.4.5 浸提温度的确定。
称香菇粉各1.0 g，蒸馏水40 mL，分别放在5个准备好的干燥250 mL锥形瓶中，搅拌至溶解，置于超声清洗器中。超声温度60 ℃、时间20 min，超声完成后放入恒温水浴锅中（水浴温度50、60、70、80、90 ℃）浸提60 min，冷却后离心10 min，测定香菇多糖吸光度，计算多糖提取率。
1.4.6 正交试验设计。
综合单因素试验结果，以料液比、超声时间、超声温度和浸提温度为影响因素，按正交试验表（表1）进行试验设计。
参照香菇多糖提取方法，进行羊肚菌多糖提取单因素试验，计算羊肚菌多糖提取率，然后进行正交优化试验设计（表2）。
2 结果与分析
2.1 香菇多糖单因素试验结果
2.1.1 料液比对香菇多糖提取率的影响。
从图1可见，随着料液比的增大，香菇多糖提取率逐渐增大，料液比为1∶60时，提取率达到最大值（23.19%），与最低值相比增加了0.38百分点。这可能是由于香菇粉末与溶剂的接触面增大，促使多糖提取率升高。由此可知，香菇多糖提取的最适料液比为1∶60。
2.1.2 超声时间对香菇多糖提取率的影响。
从图2可见，随着超声提取时间的延长，香菇多糖提取率呈先升后降的变化趋势，在40 min时达到峰值23.18%，随着超声时间继续增加，多糖提取率反而下降，降了0.014百分点。这可能是超声波长时间作用于多糖大分子，使其结构发生断裂，影响了多糖提取率。由此可知，香菇多糖提取最适超声时间为40 min。
2.1.3 超声温度对香菇多糖提取率的影响。
从图3可见，香菇多糖提取率在超声温度为30 ℃时达到最高值23.58%，当超声温度继续升高，多糖提取率开始下降，超声温度60 ℃时，多糖提取率降到最低值23.43%，与最高值相比降了0.15百分点。其原因可能是温度升高有利于溶质渗出，香菇多糖扩散速率加快，进而使多糖提取率升高，但温度过高会破坏大分子多糖结构，导致杂质溶出，进一步降低多糖的提取率。由此可知，香菇多糖提取最适超声温度为30 ℃。
2.1.4 浸提温度对香菇多糖提取率的影响。
从图4可见，随着浸提温度的升高，香菇多糖提取率先升后降，当浸提温度为60 ℃时，多糖提取率达到最高值24.03%；随着浸提温度的升高，多糖提取率开始下降，在浸提温度90 ℃时提取率降至最低值23.78%，与最高值相比降了0.25百分点。原因可能是温度过高，多糖的结构遭到破坏，使其他杂质溶出。由此可知，香菇多糖最适浸提温度为60 ℃。
2.1.5 浸提时间对香菇多糖提取率的影响。
从图5可见，香菇多糖提取率随着浸提时间的延长表现出先升高后缓慢降低的变化趋势，香菇多糖提取率在浸提时间为40 min时达到最高值23.22%，当浸提时间继续延长时，多糖提取率呈下降趋势且多糖溶出不明显。由此可知，香菇多糖提取最适浸提时间为40 min。
2.2 香菇多糖提取正交试验结果