猴头菇蛋白多糖口含片的研制

张鑫，张海悦，李震（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春130012）



猴头菇蛋白多糖口含片的研制

张鑫，张海悦*，李震
（长春工业大学化学与生命科学学院，吉林长春130012）

摘要：选取猴头菇蛋白多糖为主要原料研制口含片。确定猴头菇蛋白多糖的最佳提取工艺：氢氧化钠质量分数为10%，提取温度为80℃，提取时间为60 min，料液比为1∶25（g/mL），此条件下猴头菇蛋白多糖的得率为53.6%。通过正交试验，确定口含片配方：按照0.38g/片的规格，猴头菇蛋白多糖0.1g，柠檬酸0.02g，木糖醇0.1g，0.16 g淀粉填充。总抗氧化能力（T-AOC）检测试剂盒检测该产品每片的总抗氧化能力达2 733.4个单位。该产品酸甜可口，可操作性强，具有一定的研究意义。

关键词：猴头菇；蛋白多糖；口含片；抗氧化

猴头菇是一种兼具营养价值和药用价值的食用菌，被列为八大山珍之一，其具有抗氧化、延缓衰老、提高免疫力［1］、抗肿瘤［2］等功能。猴头菇含有多种氨基酸和丰富的多糖体，现代大多集中于猴头菇多糖的研究，对其蛋白质的去除，不仅容易破坏有效成分的活性，也使开发成本增加。食用菌菌体代谢所产生的蛋白多糖，作为绿色生物农药，在植物抗病毒方面有显著效果［3］。猴头菇作为一种名贵的食用菌，研究其蛋白多糖的活性及产品开发具有广阔的前景和意义。猴头菇蛋白多糖的常规提取方法主要有水提、酸提、碱提和酶法，其中酶法操作复杂，条件要求苛刻；酸提中盐酸的质量分数一般会随温度的升高而变化，参数难以控制［4］；碱提相较于水提，更有利于大多数酸性蛋白的溶出，得率较高。因此，本文通过正交试验优化碱提猴头菇蛋白多糖的工艺条件，开发轻便便携、酸甜可口的口含片产品［5-7］，并对其总抗氧化能力进行检测。

1　材料与设备

1.1材料

猴头菇：购买于吉林省长白山二道白河，由东北师范大学生物系鉴定；柠檬酸、可压性淀粉：长春市义盛食品添加剂公司；木糖醇：北京市糖业烟酒公司；氢氧化钠、95%乙醇：天津化学试剂有限公司；总抗氧化能力（T-AOC）检测试剂盒：南京建成生物工程研究所。

1.2设备

DK-8P型电热鼓风干燥箱：上海医用恒温设备厂；JJ-2型组织粉碎机：上海逸龙科技有限公司；JA2003N型电子分析天平：上海精密科学仪器有限公司；FD-1A-50冷冻干燥机：北京博医康技术公司；MD34透析袋：上海索宝生物科技有限公司；TDP-1.5型单冲压片机：中南制药机械厂；QX-30HM7微波灭菌机：天睿微波科技有限公司。

2　方法

2.1猴头菇蛋白多糖口含片生产的工艺流程

猴头菇蛋白多糖口含片生产的工艺流程图如图1。

图1　猴头菇蛋白多糖口含片制作工艺流程图Fig.1 The production process of Hericium erinaceus proteoglycan buccal tablets

2.2猴头菇蛋白多糖的制备

2.2.1样品的预处理

将购买的猴头菇切块，置于70℃的烘箱中干燥至恒重，用粉碎机粉碎，过60目筛，得到猴头菇粉末，备用［8］。

2.2.2碱提猴头菇蛋白多糖的单因素试验

每次称取猴头菇粉末5.00 g（M），NaOH质量分数分别为6%、8%、10%、12%、14%，温度分别为60、70、80、90、100℃，时间分别为30、60、90、120、150 min和料液比分别为1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35（g/mL），保持其中3个量不变，改变另外1个量，在此设计条件下浸提，过滤，分别得到上清液，用旋转蒸发仪浓缩至原体积的1/3，透析后，加入浓缩液4倍体积的95%乙醇，静置过夜，在转速4 000 r/min离心10 min，弃清液，取固形物复溶于蒸馏水后，冷冻干燥至恒重，分别称重（mx），按公式（1）计算得率Y。

2.2.3碱提猴头菇蛋白多糖条件的优化

在单因素试验的基础上，选取NaOH质量分数、提取温度、提取时间、料液比这四个因素的三个较优水平，作L9（34）正交试验，以得率作为评价指标进行优化，确定最佳的提取工艺参数。

2.3猴头菇蛋白多糖口含片的配制

取猴头菇蛋白多糖、柠檬酸、木糖醇、淀粉用量为四因素，作L9（34）正交试验，其中以调配0.4 g/片猴头菇蛋白多糖口含片作为基准，试验设计见表1，以感官评价指标评分为考察指标，取得最佳配方。

2.3.2调配

根据上述试验所选择的各因素的最佳用量，调配猴头菇蛋白多糖口含片。将四组原料粉末进行微波灭菌处理，经过微波灭菌处理后的四组原料的粉末按照配比搅拌混合，再经过干法造粒、压片和微波灭菌得到猴头菇蛋白多糖口含片。

表1　猴头菇蛋白多糖口含片正交设计因素水平表Table 1 The orthogonal design factors and levels of Hericium erinaceus proteoglycan buccal tablets

2.3.3微波灭菌

采用隧道式微波灭菌机，灭菌波段2 450 MHz，温度45℃，时间60 min。

2.3.4冷却检验

冷却降至常温（25℃），放入冰箱中保存，以便进行相关指标的检验。

2.4猴头菇蛋白多糖口含片质量标准

2.4.1感官评价标准

成立评定小组，评委人数10人，从组织状态（20分）、风味（20分）、口感（20分）、硬度（20分）、色泽（20分）等5方面评定产品品质。猴头菇蛋白多糖口含片感官评价指标见表2。

表2　猴头菇蛋白多糖口含片感官评价指标Table 2 Sensory evaluation index of Hericium erinaceus proteoglycan buccal tablets

2.4.2理化指标

采用糖度计测定总糖含量＞50%。

2.4.3微生物指标

菌落总数（CFU/100g）≤100；大肠菌群（MPN/100g）≤6；致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌等）不得检出。

2.5猴头菇蛋白多糖口含片总抗氧化能力研究

取猴头菇蛋白多糖口含片用蒸馏水配制成4mg/mL～20 mg/mL 5个浓度，分别用总抗氧化能力（T-AOC）检测试剂盒检测其总抗氧化能力［9］。

3　结果与讨论

3.1碱提猴头菇蛋白多糖的单因素试验

3.1.1NaOH质量分数对猴头菇蛋白多糖得率的影响

NaOH质量分数对猴头菇蛋白多糖得率的影响如图2所示。

图2　NaOH质量分数对猴头菇蛋白多糖得率的影响Fig.2 Effect of NaOH concentration on the yield of Hericium erinaceus proteoglycan

由图2可以看出，猴头菇蛋白多糖的得率随着NaOH质量分数的增加，呈现先升高后降低的趋势，在升高阶段，NaOH质量分数的增加会破坏猴头菇细胞，使细胞内物质浸出。当NaOH质量分数达到10%时，得率最高。在降低阶段，可能是一部分猴头菇蛋白多糖水解，而水解后的产物在乙醇中无法析出，使其得率降低。因此，选择NaOH质量分数10%为优化中心点。

3.1.2提取温度对猴头菇蛋白多糖得率的影响

提取温度对猴头菇蛋白多糖得率的影响如图3所示。

图3　提取温度对猴头菇蛋白多糖得率的影响Fig.3 Effect of temperature on the yield of Hericium erinaceus proteoglycan

由图3可以看出，猴头菇蛋白多糖的得率随着温度的上升，呈现先升高后降低的趋势，在升高阶段，主要由于温度升高，碱溶液中分子的运动加快，破坏猴头菇细胞，将细胞内物质充分浸出。当温度达到80℃时，得率最高。在降低阶段，主要是因为过高的温度会破坏部分活性成分，加入乙醇无法析出。因此，选择80℃为优化中心点。

3.1.3提取时间对猴头菇蛋白多糖得率的影响

提取时间对猴头菇蛋白多糖得率的影响如图4所示。

图4　提取时间对猴头菇蛋白多糖得率的影响Fig.4 Effect of time on the yield of Hericium erinaceus proteoglycan

由图4可以看出，猴头菇蛋白多糖的得率随着时间的延长呈现先升高后降低的趋势，在升高阶段，主要由于随着时间的延长，碱对猴头菇细胞的破坏程度增加，使得更多的蛋白多糖浸出。当提取60 min时，得率最高。在降低阶段，猴头菇蛋白多糖的水解为主要原因，水解后的产物无法在乙醇中析出，使其得率降低。因此，选择60 min为优化中心点。

3.1.4料液比对猴头菇蛋白多糖得率的影响

料液比对猴头菇蛋白多糖得率的影响如图5所示。

图5　料液比对猴头菇蛋白多糖得率的影响Fig.5 Effect of ratio of solid to liquid on the yield of Hericium erinaceus proteoglycan

由图5可以看出，猴头菇蛋白多糖的得率随着提取液用量的增加，呈现先升高后降低的趋势，在升高阶段，随着料液比增大，两相间的浓度差增大，从而传质推动力大，碱有足够的空间破坏猴头菇细胞。当料液比达到1∶25（g/mL）时，得率最高。在降低阶段，传质动力过大，杂质大部分浸出，加入乙醇，无法析出。因此，选择料液比1∶25（g/mL）为优化中心点。

3.2正交分析

猴头菇蛋白多糖提取的正交试验与结果如表3、表4。

表3　正交设计因素与水平表Table 3 Factors and levels used in the orthogonal design

表4　正交试验结果Table 4 Orthogonal test results

由表4中极差R可以看出，影响碱提猴头菇蛋白多糖得率的主次因素是A＞C＞B＞D，即NaOH质量分数＞提取时间＞提取温度＞料液比。从K值中可以看出，最佳的提取工艺为A2B2C2D2。因此最佳的提取工艺为：NaOH质量分数为10%，提取温度为80℃，提取时间为60min，料液比为1∶25（g/mL）。在此条件下，进行3组平行试验，猴头菇蛋白多糖的平均得率为53.6%，与单因素实验结果中最高得率54%偏差0.007 4，表明猴头菇中蛋白多糖的最佳提取条件可由正交分析优化得到。

3.3猴头菇蛋白多糖口含片配方的正交试验

猴头菇蛋白多糖口含片配方的正交试验与结果如表5、表6。

表5　猴头菇蛋白多糖口含片配方正交试验结果Table 5 Orthogonal test results of Hericium erinaceusproteoglycan buccal tablets

由表5中极差R可以看出，影响口含片感官品质的主次因素是A＞D＞C＞B，也就是说猴头菇蛋白多糖＞淀粉＞木糖醇＞柠檬酸。从K值中可以看出，最佳的配方为A2B2C3D3。因此最佳的配方就是：猴头菇蛋白多糖0.1 g，柠檬酸0.02 g，木糖醇0.1 g，0.16 g淀粉填充。

3.2产品的检测

3.2.1糖度的测定

利用糖度计测定猴头菇蛋白多糖的糖度。根据糖度计的测定结果，该口含片的糖度为59%。由表可知，该产品的总糖在所规定的范围内，符合标准。

3.2.2微生物指标的检测

采用稀释平板计数法对样品的细菌总数进行测定，菌落总数（CFU/g）为54 CFU/g，大肠菌群（MPN/ 100 g）为3 MPN/100 g，在规定的范围内，符合标准。

3.3猴头菇蛋白多糖口含片总抗氧化能力结果分析

不同猴头菇蛋白多糖口含片浓度的总抗氧化能力如图6所示。

图6　猴头菇蛋白多糖口含片的总抗氧化能力Fig.6 Total antioxidative capacity of Hericium erinaceus proteoglycan buccal tablets

由图6可以看出，该产品具有抗氧化能力，而且随着浓度的升高，总抗氧化能力增大，猴头菇蛋白多糖口含片浓度为20mg/mL时，总抗氧化能力达136.67个单位（相当于每片的总抗氧化能力达2 733.4个单位）。

4　结论

以氢氧化钠质量分数10%，80℃，60 min，料液比1∶25（g/mL）的条件提取的猴头菇蛋白多糖的得率为53.6%。以猴头菇蛋白多糖0.1 g，柠檬酸0.02 g，木糖醇0.1 g，淀粉0.16 g配制0.38 g/片的口含片为最佳配方，该产品每片的总抗氧化能力达2 733.4个单位，此法工艺简单，可操作性强，为开发蛋白多糖系列保健产品提供了思路和理论基础。

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Development of Hericium erinaceus Proteoglycan Buccal Tablets

ZHANG Xin，ZHANG Hai-yue*，LI Zhen
（College of Chemical and Life Science，Changchun University of Technology，Changchun 130012，Jilin，China）

Abstract：Hericium erinaceus proteoglycan was selected as the main raw material to develop buccal tablets. The optimum extraction technology of Hericium erinaceus proteoglycan was found to be 10%，80℃，60 min and 1∶25（g/mL）for alkali concentration，temperature，extraction time and solid-to-liquid ratio，respectively.The yield of Hericium erinaceus proteoglycan was 53.6%. The formula optimization of Hericium erinaceus proteoglycan buccal tablets was determined for Hericium erinaceus proteoglycan 0.1 g，citric acid 0.02 g，xylitol 0.1 g，and starch 0.16 g by orthogonal experiment. The total antioxidant capacity of each piece of the product was 2 733.4 units. The technology had certain research meaning and applied worthiness as a result of good taste and operability.

Key words：Hericium erinaceus；proteoglycan；buccal tablets；antioxidant

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.023

作者简介：张鑫（1988—），女（汉），硕士，研究方向：天然产物功能成分研究与开发。

*通信作者：张海悦（1967—），女（汉），教授，博士，研究方向：农产品深加工与功能食品的研究。

收稿日期：2015-07-05