1、Vol.9 No.4Aug.2023生物化工Biological Chemical Engineering第 9 卷 第 4 期2023 年 8 月文章编号：2096-0387（2023）04-05超声波辅助复合酶法提取茶树菇多糖工艺优化李佳虹1，赵俊益1，杜昕1,2*，陈嫒1（1.成都师范学院 化学与生命科学学院，四川成都 611130；2.成都师范学院食品发酵研究所，四川成都 611130）摘 要：为探究超声波辅助纤维素酶和果胶酶对茶树菇多糖提取效果的影响，本文以茶树菇粉为原料，以茶树菇多糖提取率为考察指标，探究复合酶比、超声时间、料液比对多糖提取率的影响。在此基础上，通过响应面试验优化提
2、取工艺。结果表明，超声波辅助复合酶法提取茶树菇多糖的最佳工艺为料液比 1 29（g mL），复合酶比 1.5 1.0，超声时间 29 min。在上述条件下，茶树菇多糖的提取率为 24.128%。关键词：茶树菇多糖；超声波辅助；复合酶法；响应面法中图分类号：TS201.1；R285 文献标识码：AOptimizationofUltrasonic-AssistedCompoundEnzymaticExtractionofPolysaccharidefromAgrocybe cylindraceaLI Jiahong1,ZHAO Junyi1,DU Xin1,2*,CHEN Ai1(1.Colleg
3、e of Chemistry and Life Sciences,Chengdu Normal University,Chengdu 611130,China;2.Institute of Food Fermentation,Chengdu Normal University,Chengdu 611130,China)Abstract:In order to explore the effect of ultrasonic-assisted cellulase and pectinase on the extraction of polysaccharide from Agrocybe cyl
4、indracea,this paper takes Agrocybe cylindracea powder as raw material,and the extraction rate of Agrocybe cylindracea polysaccharide as an index to explore the effect of complex enzyme ratio,ultrasonic time,and material liquid ratio on the extraction rate of polysaccharide.On this basis,the extracti
5、on process is optimized through response surface experiments.The results show that the optimal process for extracting Agrocybe cylindracea polysaccharides using ultrasonic assisted composite enzyme method is a material to liquid ratio of 1 29(g mL),a composite enzyme ratio of 1.5 1.0,and an ultrason
6、ic time of 29 minutes.Under the above conditions,the extraction rate of Agrocybe cylindracea polysaccharides is 24.128%.Keywords:Agrocybe cylindracea polysaccharide;ultrasonic-assisted;complex phosphoesterasum method;response surface method茶树菇（Agrocybe cylindracea）也称茶薪菇，属于担子菌门和田头菇属（Agrocybe）。干燥后的茶树菇
7、可以治疗头痛、呕吐和老年人哮喘等，对肾虚、癌症、高血压有很好的辅助治疗功效1。茶树菇多糖具有很强的体外抗氧化特性，是一种超氧自由基捕捉剂2-3，同时也可以作为免疫调节剂，具有抗肿瘤、降血糖等 作用4。传统的多糖类提取方法有热水提取法5、酸碱提取法6等，但均存在耗时长、提取率低、成本高等问题。而超声波辅助法提取多糖具有效率高、操作简便快速等优点，已被广泛使用7。例如，张君等8使用超声波提取多糖，提取率为 16.7%，与热水浸提法相比，该法的提取率明显提高。樊伟伟等9使用超声波浸提猴头菇多糖，提取率为 6.22%，是热水浸提法提取多基金项目；四川省大学生创新创业训练项目（S202214389127
8、）；2021 年度成都师范学院科研项目（CS21ZC05）。作者简介：李佳虹（1998），女，四川绵阳人，本科在读，研究方向为饮品研发。通信作者：杜昕（1991），女，四川南充人，硕士，讲师，研究方向为食品资源开发与利用。E-mail：。70生物化工2023 年糖得率的 1.45 倍。另外，酶提法液是一种简单、便捷、绿色无污染的处理方法。谢玮等10利用纤维素酶和果胶酶提取黑松松针多糖，发现复合酶法优于单酶提取法，复合酶法的最大提取率为 6.17%。王莹等11同样使用这两种酶辅助提取柚子皮多糖，最高提取率为8.26%。与水提醇沉法及纤维素酶辅助法相比，复合酶法的提取效率显著提高。为进一步提高多糖
9、提取效率，学者们利用超声波辅助酶催化水解，并取得了一定成效12。廉宜君等13研究发现，在纤维素酶和果胶酶提取多糖中加上超声波的辅助，可以使提取效果达到最佳，最大提取率为12.35%。王振西14同样利用该法提取辣木多糖，获得超声协同复合酶的最大提取率为 33.03%，比单独采用超声法提取多糖的得率高出近 2 倍。基于此，本文通过添加纤维素酶和果胶酶，采用超声辅助复合酶法提取茶树菇多糖，并通过单因素实验和响应面实验优化茶树菇多糖提取工艺，以期为茶树菇多糖在食品工业中的应用提供一定的理论依据。1 材料与方法1.1 材料与试剂新鲜茶树菇，购于温江大润发超市；葡萄糖、硫酸、苯酚、95%乙醇、80%乙醇，
10、分析纯，天津市化学试剂有限公司；纤维素酶（100 000 U/g），食品添加剂，宁夏和氏璧生物技术有限公司；果胶酶（酶活力 500 000 U/g），生化试剂，成都科龙化工 试剂厂。1.2 仪器和设备KQ-250DE 型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；ME204E 电子天平（万分之一），广州广电计量检测股份有限公司；XL-30C 型超微粉碎机，南京威利朗食品机械有限公司；HWS28 型电热恒温水浴锅，欧莱博科学仪器有限公司；LD5-2B 低速离心机，北京京立离心机有限公司；GM-1.0A 隔膜真空泵，天津津腾实验设备有限公司；UV-1100 型紫外可见分光光度计，欧莱博科学仪器有限公
11、司；MIX2000漩涡振荡器，杭州睿城仪器有限公司。1.3 实验方法1.3.1 原料预处理将新鲜茶树菇置于烘箱中，60，烘 12 h；取干茶树菇子实体样品剪碎，粉碎机粉碎，过 80 目筛备用。1.3.2 茶树菇多糖的提取参考陈巧玲等15的研究方法并进行适当修改。称取1 g干茶树菇粉，按一定的料液比加入适量蒸馏水，超声波（680 W）处理一定时间后，50 水浴 0.5 h。称取一定量的果胶酶和纤维素酶，按酶底比 1.5%加入食用菌溶液中，反应 1 h 后抽滤（微孔过滤膜水系0.45 m），滤液于沸水中灭酶 10 min。用水将上述滤液转移至圆底烧瓶，加入 50 mL 蒸馏水，装上磨口的空气冷凝管
12、，于沸水浴中提取 2 h，冷却至室温，将溶液转移至 100 mL 容量瓶中，加水定容，得到样品测定液，采用苯酚-硫酸法测定多糖总量。1.3.3 单因素实验选取果胶酶纤维素酶质量比（1.01.0、1.5 1.0、2.0 1.0、2.5 1.0 和 3.0 1.0）、超声时间（20 min、25 min、30 min、35 min 和 40 min）、料液比（1 10、1 15、1 20、1 25 和 1 30，g mL）3 个因素进行单因素实验，以多糖提取率为考察指标，探究各因素对茶树菇多糖提取效果的影响。研究某一因素时，其他因素的控制量为料液比 1 20（gmL）、果胶酶和纤维素酶（质量比，2
13、.01.0）、超声时间 20 min。1.3.4 响应面优化实验在单因素实验的基础上进行响应面优化实验。使 用Design-Expert 软件进行响应面实验设计，如表1所示。表 1 响应面优化因素水平表水平因素A 料液比（g mL）B复合酶比（质量比）C 超声时间/min-11 201.0 1.02501 251.5 1.03011 302.0 1.0351.4 多糖含量测定1.4.1 试剂、溶液配制苯酚试剂的配制：称取 80 g 苯酚于 100 mL 烧杯第 4 期71李佳虹等：超声波辅助复合酶法提取茶树菇多糖工艺优化中，加水溶解，定容至 100 mL 后转移至棕色瓶中，置于 4 冰箱中避光
14、储存。吸取 5 mL 80%苯酚溶液，溶于 75 mL 水中，混匀，现配现用。葡萄糖标准溶液（100 mg/L）的配制：称取0.100 0 g 干燥恒重的葡萄糖于 100 mL 烧杯中，加水溶解，定容至 1 000 mL，于 4 冰箱中储存。1.4.2 标准曲线绘制分别吸取0.0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL 和1.0 mL的标准葡萄糖工作溶液置于20 mL具塞玻璃试管中，用蒸馏水补至 1.0 mL。向试液中加入 1.0 mL 苯酚溶液，然后快速加入 5 mL 硫酸，静置 10 min，使用漩涡振荡器使反应液充分混合，然后将试管置于 30 水浴中反应 20 mi
15、n，于 490 nm 处测定吸光度，以葡萄糖质量浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。得到的线性回归方程为y=0.004 9x-0.002 4，R2=0.998 5。1.5 多糖提取率计算多糖提取率按公式（1）计算。100%1 000c VNW=多糖提取率（1）式中：c 为茶树菇多糖的质量浓度，mg/mL；V为提取液的体积，mL；N 为多糖溶液的稀释倍数；W 为茶树菇粉末质量，g。1.6 数据处理及分析采用 SPSS 22.0 软件对数据进行方差分析，采用Design-Expert 11.0 软件进行响应面分析。2 结果与分析2.1 单因素实验结果2.1.1 复合酶比对茶树菇多糖提取率
16、的影响如图 1 所示，随着果胶酶添加量的增大，多糖提取率呈先增大后减小的趋势。当复合酶比为1.51.0，多糖提取率达到峰值，酶解催化效率已达最大，随后提取率逐渐趋于稳定。2.1.2 超声时间对多糖提取率的影响由图 2 可知，随着超声时间的延长，茶树菇多糖提取率呈先增大后减少的趋势，当超声时间为 30 min时，茶树菇的多糖提取率最高。可能是因为超声波对茶树菇的细胞膜破坏作用有限，短时间的超声作用不能使胞内物质释放，因此多糖提取率较低。随着超声时间的延长，细胞膜被破坏的程度增大，使多糖提取率上升。但当超声时间超过 30 min 时，超声时间过长，超声波的机械剪切和热作用使多糖被破坏与分解，导致多糖提取率减小16。由此可得最佳超声时间 为 30 min。eabcc05101520251.01.01.51.02.01.02.51.03.01.0多糖提取率/%复合酶比图 1 复合酶比对多糖提取率的影响注：不同字母代表差异显著（P 0.05），下同。ebacd05101520252025303540多糖提取率/%超声时间/min图 2 超声时间对多糖提取率的影响2.1.3 料液比对多糖提取效果的
