双孢菇多酚的提取工艺研究

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【摘 要】本文以双孢菇为原料，采用单因素结合正交试验设计方法，研究乙醇浓度、料液比、提取时间和提取温度对多酚提取率的影响。结果表明：双孢菇中多酚的最佳提取工艺条件为乙醇浓度80%，料液比1：40，提取时间3 h，提取温度60°C，相应的最大多酚提取率为13.49 mg/g。本研究为双孢菇中多酚类物质的综合利用提供了理论基础。

【关键词】双孢菇；多酚；提取；正交试验

双孢菇（Agaricus bisporus（Lange） Sing）又名白蘑菇、洋蘑菇、蘑菇，在分类学上隶属于真菌门，担子亚门、层菌纲、无隔担子菌亚纲、伞菌目、伞菌科、磨菇属[1]。双孢菇是目前世界上产量最大的商业化生产的食用菌。其中，我国双孢菇的产量和出口量均居世界第一[2]。双孢菇营养价值极高，其富含多糖、蛋白质、氨基酸、维生素、多酚和矿物质，具有抗肿瘤、抗菌、抗过敏、抗氧化和免疫调节等多种生物活性[3]。Liu等的研究发现双孢菇的乙醇提取物具有较强的体外抗氧化活性，如还原力、对羟基自由基、超氧自由基和DPPH自由基的清除活性；同时，体内抗氧化试验的结果表明双孢菇乙醇提取物还能显著提高小鼠血清、肝脏和心脏中的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性；此外，液质联用色谱的分析结果进一步表明，双孢菇乙醇提取物中的主要酚类成分为没食子酸、原儿茶酸、儿茶素、咖啡酸、阿魏酸和杨梅酮，这些酚类物质很可能是发挥抗氧化活性的主要成分[4]。在前期研究的基础上，本文采用单因素和正交试验设计相结合的方法，进一步对双孢菇中多酚的提取工艺进行研究，为双孢菇中多酚类物质的综合利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验原料与预处理

供试材料双孢菇，采自江苏省仪征登月湖。采收标准为：双孢菇已出土，菌盖直径为4.5-5.5cm，菌盖色泽白皙未开伞、无伤痕，硬度较高。采收后，立即运回实验室；去根、切碎、液氮冷冻、冷冻干燥后，将冻干物磨成粉末，过80目筛，并置于干燥器中保存备用。

1.2 试剂

无水乙醇、Folin-Ciocalteu试剂、碳酸钠、没食子酸等均为分析纯。

1.3 仪器设备

ULT1386-3-V超低温冰箱（美国Revco公司）；ALPHA1-2 LD plus冷冻干燥机（德国Christ 公司）；HH-6数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）；RE-52B旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器设备厂）；SHZ-D（III）循环式水泵（巩义市予华仪器有限公司）；GZX-DH电热恒温干燥箱（上海跃进医疗器械厂）；5804R高速冷冻离心机（德国Eppendorf公司）；PHS-3C数显型酸度计（上海精密科学仪器有限公司）。

1.4 实验方法

1.4.1 双孢菇多酚提取的单因素试验

1）提取溶剂浓度的影响：准确称取1.0g双孢菇粉末，分别用浓度为60%、70%、80%、90%、100%的乙醇溶液作为提取液，料液比1：30（g/mL），在60°C下提取3h。

2）料液比的影响：准确称取1.0g 双孢菇粉末，分别按1：10、1：20、1：30、1：40、1：50（g/mL）的料液比加入80%的乙醇溶液，在60°C下提取3h。

3）提取时间的影响：准确称取1.0g双孢菇粉末，按1：40的料液比加入80%的乙醇溶液，在60°C下分别提取1h、2h、3h、4h和5h。

4）提取温度的影响：准确称取1.0g双孢菇粉末，按1：30（g/mL）的料液比加入80%的乙醇溶液，分别在40°C、50°C、60°C、70°C和80°C下分别提取4h。

1.4.2 双孢菇多酚提取的正交试验

在单因素试验的基础上，进一步采用L934的正交试验设计对双孢菇多酚的提取工艺进行优化，所选择的因子和水平见表1。

1.4.3 多酚含量的测定

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1 乙醇浓度的影响

乙醇浓度对双孢菇多酚提取率的影响如图1所示。由图可知，当乙醇浓度为80%时，提取率最高，达10.94mg/g。这很可能是由于80%乙醇溶液的极性与双孢菇中多酚的极性相近，根据相似相溶的原理，在此乙醇浓度下，多酚更易溶出。而当乙醇浓度为60%时，提取率最低，仅为6.48mg/g。因此，选择乙醇浓度为80%。

2.1.2 料液比的影响

料液比对双孢菇多酚提取率的影响如图2所示。由图可知，随着溶剂用量的增加，多酚提取率逐渐增大；当料液比达到1：40之后，多酚提取率变化不显著。这主要是由于溶剂溶剂用量的增加，使得多酚的溶出量增多，但达到饱和状态后，继续增加溶剂量，多酚的溶出量增加不显著。从提取率、减少溶剂用量和降低能耗等方面综合考虑，选择料液比为1：40。

2.1.3 提取时间的影响

提取时间对双孢菇多酚提取率的影响如图3所示。由图可知，随着提取时间的延长，提取率逐渐增大；当提取时间为4h时，提取率最高，达13.05mg/g。继续延长提取时间，多酚提取率略微下降，这很可能与多酚的氧化降解有关。综合考虑，选择提取时间为4h。

2.1.4 提取温度的影响

提取温度对双孢菇多酚提取率的影响如图4所示。由图可知，当提取温度在40-60 °C之间时，多酚的提取率随温度的升高而增加，这主要是由于温度升高，分子热运动加速，使得多酚的渗透、溶出和扩散速度均加快。但当提取温度超过60°C时，提取率显著降低，这可能与高温下多酚类物质的氧化聚合有关。因此，选择提取温度为60°C。

2.2 正交试验结果

在单因素试验结果的基础上进行四因素三水平的正交试验（L934），结果见表2。由极差分析可知，影响双孢菇多酚提取率因素的主次顺序为A>C>D>B，即乙醇浓度是影响多酚提取率的最显著因素，其次依次为提取时间和提取温度，料液比对多酚提取率的影响最不显著。正交试验所得的最佳实验组合为A2B2C1D2，即乙醇浓度为80%，料液比为1：40，提取时间3h，提取温度60°C。在此条件下进行验证试验，得到多酚的提取率为13.49mg/g。

3 结论

采用单因素结合正交试验设计方法，对双孢菇多酚的提取工艺进行优化。结果表明：乙醇浓度对多酚提取率具有显著影响；双孢菇中多酚的最佳提取工艺条件为乙醇浓度80%，料液比1：40，提取时间3h，提取温度60°C；在此工艺条件下，双孢菇多酚的提取率达13.49mg/g。

【参考文献】

[1]石启龙，王相友，王娟，等.不同贮藏温度对双孢蘑菇生理特性的影响[J].食品工业科技，2005（26）：165-169.

[2]刘灿，生吉萍，申琳.不同成熟度双孢菇子实体主要营养元素与矿物质的光谱分析[J].光谱学与光谱分析，2010（30）：2820-2823.

[3]Jun Liu， Yu-chun Wu， Juan Kan， Yan Wang， Chang-hai Jin. Changes in reactive oxygen species p roduction and antioxidant enzyme activity of Agaricus bisporus harvested at different stages of maturity [J]. Journal of the science of Food and Agriculture， 2013（93）：2201-2206.

[4]Jun Liu， Liang Jia， Juan Kan， Chang-hai Jin. In vitro and in vivo antioxidant activity of ethanolic extract of white button mushroom （Agaricus bisporus） [J]. Food and Chemical Toxicology， 2013（51）：310-316.

[5]蔡文国，吴卫，邵金凤，等.Folin-Ciocalteu法测定鱼腥草多酚的含量[J].食品科学，2010（31）：201-204.