响应面优化法对香菇多糖提取的工艺研究

１２０ ｍｉｎ和料液比ｌ：５８．３（ｇ／ｍ１），在此条件下的多糖得率和含量分别为１４．２２％和３８．５７％。
关键词：香菇多糖；响应面法；提取；优化
中图分类号：Ｓ６４６．１＋２；Ｒ２８４．２
文献标识码：Ａ
香菇（厶ｎｔ讯淞ｅｄｏｄ酷）属于担子菌纲伞型科 真菌（Ｂ∞沥唧伽ｆ酷），是世界上第二大食用菌…。 中医理论认为香菇具有多种功效，可以治疗伤寒、 天花、溃疡、便秘、痛风等。现代医学研究表明，香 菇多糖能促进人体内细胞毒Ｔ淋巴细胞（ＣＴＬ）的 产生，提高ＣＴＬ的杀伤活力，增强人体免疫功 能∽］。此外，香菇多糖还具有多种生物活性，包 括抗肿瘤、抗病毒、抗凝血和降血脂等活性【３。ｊ。 本研究采用热水浸提法对香菇多糖进行提取，并 对影响香菇多糖的几个重要因素进行了响应面分 析，并优化了其工艺条件。
３ 结论
通过Ｂｏｘ—Ｂｅｎｈｎｋｅｎ设计和响应面分析法，利 用Ｄｅｓｉｇｎ—Ｅｘｐｅｒｃ统计软件能够可靠地进行优化 实验以及数据处理。
本实验应用这一方法对香菇多糖提取的工艺 条件进行了优化。在单因素实验的基础上，应用 Ｂｏｘ—Ｂｅｎｈｎｋｅｎ设计三因素三水平的实验，确定出 香菇多糖提取的优化工艺条件为：提取温度 ７８．６℃，提取时间１２０ ｍｉｎ和料液比１：５８．３，提 取得率为１４．２２％及其多糖含量为３８．５７％。
利用统计分析软件Ｄｅｓｉｇｎ—ｅｘｐｅｎ对所得数据 进行分析，回归分析结果见表３。因子经回归拟 合，解得回归方程为：ｌ，＝１．０鲋＋０．１９Ｂ＋Ｏ．６０ｃ
—Ｏ．０１３Ａ８＋Ｏ。８４ＡＣ＋Ｏ。７３口Ｃ一３。２５Ａ２—０。２ｌ君２
—１．９６Ｃ２＋１３．９７
回归模型的Ｒ２为Ｏ．９７４５，说明模型的拟合 度很好，响应值的９７．４５％的是由于所选变量引 起，采用Ｆ检验方法对模型的显著性进行分析，Ｆ 值为２５３．２５，Ｐ值＜０．０００１，表明模型是高度显 著的，可以采用回归模型对响应值（香菇多糖得 率）进行预测。采用Ｆ检验的方法对回归模型的 各项系数进行检测，以评价各项对响应值影响的 显著性，Ｐ值小于Ｏ．０５的项为显著项。由表３的 分析结果可以看出，所考察因素的显著性排序为 Ａ＞Ｃ＞Ｂ，同时可以看出Ｂｃ，Ａｃ对香菇多糖得
摘要：采用响应面法优化热水浸提香菇多糖的工艺条件，以浸提时间、浸提温度和料液比为影响因素，在单因
素实验的基础上，应用Ｂ似－ＢｅｂＤｋｅｎ中心组合实验方法进行三因素三水平的实验设计，以多糖得率为响应值
进行响应面分析（ＲＳＡ）。实验结果表明，热水浸提香菇多糖的最佳工艺条件为：浸提温度７８．６℃、浸提时间擘 １４ 槲娶 １２１０８ Ｏ
２５ ５０ ７５ １００ １２５ １５０ １７５
时间（ｍｉｌｌ）
图３浸提时间对香菇粗多糖得率的影响 Ｆｉｇｕｒｅ ３ Ｔｈｅ ｅｆｒｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｌｒａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ Ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅＩｄ ｒａｔｅ
ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｐｏＩｙｓ８ｅｅｈａｒｉｄｅ ｆｒｏｍ ｍｕｓｈｒｏｏｍ
１材料与方法
１．１材料与仪器 １．１．１ 实验材料
干香菇，上海市农业科学院食用菌研究所，干 燥粉碎后过８０目筛，备用。 １．１．２ 实验仪器
ＪＹＬ．Ａ０７０多功能粉碎机，九阳股份有限公 司；ＨＨ－Ｓ恒温水浴锅；金坛市正基仪器有限公 司；Ｒ２０５旋转蒸发器，上海申生科技有限公司； ＴＤＬ一５一Ａ低速台式离心机，上海安亭科学仪器厂； ＣＰＡ分析天平，德国赛多利多股份公司；２１００分 光光度，优尼科仪器有限公司；ＴＨＺ．８２（Ａ）气浴
０２２１） 作者简介：魏桢元（１９８４一）男。上海，硕士研究生，研究方向：功能性食品，ｗｅｉ，８ｈｏｕ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
通讯作者：钟耀广（１９６５一）男，教授，博士．研究方向：食品安全与功能性食品，如彻ｇｙａｏｇｕ鲫ｇ＠１２６．ｃ硼
万方数据
辽宁农业科学
浓硫酸５．０ ｍｌ，静止１０ ｍｉｎ，摇匀，室温放置 ２０ ｍｉｎ以后于４９０ ｎｍ测光密度，以２．０ ｍｌ蒸馏水 按同样显色操作作为空白，以横坐标为葡萄糖浓 度，纵坐标为光密度值，制作标准曲线。
图６ Ｙ＝ｆ（Ａ。ｃ）的响应面图和等高线图
Ｆｉｇｕｒｅ ６ Ｒ唧。嘣ｖｅ锄ｒｆａｃｅｓ ａⅡｄ咖ｔｏｕｒｓ ｏｆ Ｙ＝ｆ（Ａ。Ｃ１
图７ Ｙ＝ｆ（Ｂ，ｃ）的响应面图和等高线图 ＦｉｇⅡｒｅ ７ Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｓｕｒｆｈｃｅｓ ａｎｄ ｃｏⅡｔｏｕｒｓ ｏｆ Ｙ＝ｆ（Ｂ．Ｃ）
图５显示了Ａ由高水平到低水平变化 过程中等高线的数目明显多于Ｂ，说明浸提温度 对香菇多糖得率的影响很显著。由图６可以看 出，等高线呈椭圆形，且椭圆的轴线与坐标轴之间 的有较大的角度，说明温度与料液比之间存在显 著的交互作用。对多元二次回归方程进行求偏 导，可以得到：ｌ，＝１．０６—０．０１３曰一６．５Ａ＋０．８４Ｃ
率的交互影响显著（ｐ＜Ｏ．０５）。 图５、图６、图７为因素交互作用的响应面和
等高线。从图中可以看出，３个响应面均为开口 向下的凸行曲线，说明响应值（香菇多糖得率）存 在极大值。３个图中的等高线中心均位于 一１—１，说明提取的最优条件存在于所设计的因 素水平范围之内。
表ｌ Ｂｏｘ·Ｂｅｎｈｎｋｅｎ中心组合实验设计因素和水平
恒温振荡器，金坛市科析仪器有限公司；ＤＦ－１０ｌＳ 磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限公司。 １．１．３ 实验试剂
９５％乙醇（国药集团化学试剂有限公司， ＡＲ）；浓硫酸（国药集团化学试剂有限公司，ＡＲ）； 重蒸酚（上海楷洋生物技术有限公司，ＡＲ）；丙酮 （国药集团化学试剂有限公司，ＡＲ）；乙醚（国药 集团化学试剂有限公司，ＡＲ）；Ｄ一葡萄糖（上海埃 彼化学试剂有限公司，ＡＲ）。 １．２实验方法 １．２．１香菇多糖的提取
：ｌ，＝Ｏ．１９一Ｏ．０１３Ａ一０．４２口＋０．７３Ｃ；ｙ＝０．６０
＋Ｏ．８４Ａ＋Ｏ．７３日一３．９２Ｃ联立方程组，解得热水 浸提香菇多糖最优条件的编码值如下：Ａ＝ ０．１３８，Ｂ＝０．００２，Ｃ＝０．１６９。即在浸提温度为 ７８．６℃，浸提时间为１２０ ｍｉｎ，料液比为ｌ：５８．３ 时，模型预测香菇粗多糖得率最大值为１４．１２％。
称取一定量的香菇粉末，按实验设计的浸提 时间、浸提温度、料液比条件进行热水浸提，然后 抽滤，重复提取２次，合并滤液，滤液浓缩至原体 积的１／３，加入３倍体积的９５％乙醇，４℃醇析过 夜。醇析液在常温下于４ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心１５ ｍｉｎ， 将沉淀物热风干燥，得香菇粗多糖。 １。２。２多糖含量测定Ｌ０１
Ｓｏｕｒｃｅ
表３回归分析结果 ：！：苎坠！￡兰 曼垒！ｉ盟ｉ￡璺！！！§坠！兰苎壁！！！ｇ！笪墅Ｑ翌垒望璺！！坠§
ＳＳ
ＤＦ
ＭＳ
Ｆ Ｖａｌｕｅ
Ｐ—ｖａｌｕｅ Ｐｒｏｂ＞Ｆ
Ｓｉｇｎ浓ｃａｎｔ
万方数据
·１４·
辽宁农业科学
２０１０年
图５ Ｙ＝ｆ（Ａ，Ｂ）的响应面图和等高线图 Ｆｉｇｕｒｅ ５ Ｒ皓ｐｏｎｓｉＶｅ ｓｕｒｆａｃ鹤ａｎｄ∞ｎｔｏｕ瑙ｏｆ Ｙ＝ｆ（Ａ．Ｂ）
设定热水浸提温度为９０℃，料液比为 ６０：ｌ，分别选择提取时间为３０、６０、９０、１２０、１５０ ｍｉｎ进行单因素实验，测定吸光度值，计算香菇多 糖得率。由图３可知，当提取时间小于１２０ ｍｉｎ 时，随着提取时间的延长，香菇粗多糖得率逐渐提 高。当提取时间超过１２０ ｍｉｎ时，粗多糖得率呈 下降的趋势。 ２．２．３料液比对香菇粗多糖得率的影响
参考文献：
Ｍｕｓｈ删ｂｉｏｌｏｇｙ：ｔｈｅ Ⅲ Ｃｈ蛐ｇ ｓＴ．
ｉｍｐ虬ｔ口ｎ ｍｕＢｈｒｏｏｍ ｐ∞一
ｄｕｃｔｉｏｎ蛆ｄ ｍｕｓｈｍｏｍ ｐｒｏｄｕｃｔＢ［Ｊ］．Ｍｕ８ｈｆｏｏｍ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ
Ｍｕ８ｈｒｏｏｍ Ｐｒｏｄｕｃｔ８．１９９３．１２２：３～２０．
Ⅲ 王志明，陈祥贵．香菇营养成分的酶解提取及利用［Ｊ］．四
０·５ Ｑ ｏ Ｏ．４
０．３
０．２
０．１
Ｏ
葡萄糖浓度（舭） ０
２０
４０
６０
８０
图１葡萄糖标准曲线
罨
甾
璐
温度（℃）
图２浸提温度对香菇粗多糖得率的影响
Ｆｉｇｕｒｅ ２
Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｐｏＩｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｆｔｏｍ ｍｕｓｈ－ ｒＯＯｍ
标准曲线绘制：准确称取标准葡聚糖（或葡 萄糖）２０ ｍｇ于５００ ｍ】容量瓶中，加水至刻度，分 别吸取０．４、０．６、０．８、１．Ｏ、１．２、１．４、１．６、１．８ ｍｌ， 再用水补至２．０ ｍｌ。然后加入６％苯酚１．０ ｍｌ及
·收稿日期：２０１０一０３一Ｏｌ
基金项目：上海海洋大学研究生科研基金项目（Ａ．２５０ｌ奶国渤－８７１３８）；上海海洋大学萼ｌ迸诧秀人才科研基金项目（Ｂ．８２０３旬ｓ—
设定热水浸提时间为１２０ ｍｉｎ，浸提温度为
９０℃，分别选择料液比为ｌ：３０、１：４０、１：５０、 １：６０、ｌ：７０进行单因素实验，测定吸光度值，计 算香菇多糖得率。由图４可知，当料液比从３０倍 增至６０倍时，香菇粗多糖得率明显提高。当料液 比超过６０倍时，粗多糖得率缓慢下降。加水量的 增加会大大增加能量的消耗。
２．３响应面法对热水浸提香菇多糖提取条件的 优化
在单因素实验基础上，以浸提时间，浸提温 度，料液比作为自变量，进行三因素三水平Ｂｏｘ－ Ｂｅｎｈｎｋｅｎ的中心组合实验设计，因素水平表如表 ｌ所示。浸提时间（Ａ）、浸提温度（Ｂ）和料液比 （Ｃ）编码值与实验值间的转换公式为：Ａ＝ （ｚ。一８０）／１０，口＝（ｚ２—１２０）／３０，Ｃ＝（ｚ，—６０）／１０。 以香菇多糖得率为响应值进行相应分析实验，结 果如表２所示。表２中实验１—１２为析因实验， １３—１５为中心实验。１５个实验点分为分析因点 和零点，其中析因点位自变量取值在Ａ，Ｂ，ｃ所构 成的三维顶点，零点为区域的中心点。零点实验 重复３次，用以估计实验误差。
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