海鲜菇多糖提取工艺优化及抗氧化性分析

喻治达，沈丹丹

(1.江西中医药大学，南昌 330006；2.江西中医药大学附属医院，南昌 330006)

海鲜菇味道鲜美、营养丰富，能够有效提高人体免疫力，具有抗氧化和抗过敏功效，海鲜菇的抗氧化活性与海鲜菇多糖物质含量有直接关系[1]。海鲜菇多糖提取过程中应该保证多糖物质的原有结构特点，提高多糖物质海鲜菇多糖含量[2]。本文通过对海鲜菇多糖提取工艺条件进行实验分析，优化海鲜菇多糖提取工艺，同时对海鲜菇多糖的抗氧化能力进行探究，为海鲜菇的开发利用提供理论基础。

1 海鲜菇样品制备与实验分析方法

将新鲜的海鲜菇清洗后烘干粉碎，使用60目过滤网进行过滤，利用石油醚对过滤后的海鲜菇粉浸泡脱脂，烘干后得到干燥的脱脂海鲜菇粉备用[3]。称取1 g海鲜菇粉，浸泡后使用离心机对浸泡液进行离心处理，离心机转速8 000 r/min，离心处理时间30 min，离心完成后收集上清液进行浓缩，浓缩至20 mL，向浓缩液中加入60 mL乙醇溶液，乙醇浓度85%，将混合溶液在4 ℃条件下静置12 h，使用离心机进行离心处理，离心机转速4 000 r/min，离心处理时间20 min，使用浓度为85%的乙醇对沉淀物进行清洗，清洗完成后将沉淀物溶解，使用苯酚硫酸法测定溶液海鲜菇多糖含量[4]。

海鲜菇多糖含量与提取温度、提取时间、液料比等工艺条件有关[5]。在分析提取温度对海鲜菇多糖含量的影响时，固定液料比为20∶1，提取时间为2.5 h，提取温度分别设定为60，70，80，90，100 ℃，提取完成后测定海鲜菇多糖含量[6]。在分析提取时间对海鲜菇多糖含量的影响时，固定液料比为20∶1，提取温度为90 ℃，提取时间分别设定为1，1.5，2，2.5，3，3.5 h，提取完成后测定海鲜菇多糖含量[7]。在分析液料比对海鲜菇多糖含量的影响时，固定提取时间为2.5 h，提取温度为90 ℃，液料比分别设定为20∶1、30∶1、40∶1、50∶1、60∶1，提取完成后测定海鲜菇多糖含量[8]。海鲜菇多糖含量单因素实验完成后，采用响应面优化的方式对提取工艺进行优化，设定因素A为提取温度，因素B为提取时间，因素C为液料比。

2 海鲜菇多糖提取工艺优化

表1 提取温度对海鲜菇多糖提取率的影响Table 1 Effect of extraction temperature on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表1可知，当液料比为20∶1，提取时间为2.5 h时，海鲜菇多糖提取率随提取温度变化的单因素实验结果。海鲜菇多糖提取率随着提取温度的升高而升高，当提取温度达到90 ℃时，海鲜菇多糖含量达到最大值7.2%，随着温度的继续升高，海鲜菇多糖含量开始下降，主要原因是随着温度的升高，多糖溶解度增大，海鲜菇多糖含量也逐渐增加，当温度高于90 ℃时，多糖物质开始分解，因此测定得出的海鲜菇多糖含量有所下降[9]。

表2 提取时间对海鲜菇多糖提取率的影响Table 2 Effect of extraction time on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表2可知，当液料比为20∶1，提取温度为90 ℃时，海鲜菇多糖提取率随提取时间变化的单因素实验结果。海鲜菇多糖提取率随着提取时间的延长而升高，当提取时间为2.5 h时，海鲜菇多糖含量达到最大值7.4%，随着时间的继续延长，海鲜菇多糖含量不再发生明显变化，主要原因是随着提取时间的延长，多糖溶解度逐渐增大，海鲜菇多糖含量也逐渐增加，当提取时间大于2.5 h时，多糖物质基本完全溶解，因此测定得出的海鲜菇多糖含量不会发生明显变化[10]。

表3 液料比对海鲜菇多糖提取率的影响Table 3 Effect of liquid-solid ratio on extraction rate of seafood mushroom polysaccharides

由表3可知，当提取时间为2.5 h，提取温度为90 ℃时，海鲜菇多糖提取率随液料比变化的单因素实验结果。海鲜菇多糖提取率随着液料比的增大而降低，当液料比为40∶1时，海鲜菇多糖含量达到最小值9.5%，随着液料比的继续增大，海鲜菇多糖含量不再发生明显变化，主要原因是多糖已经基本溶解完成，再增加液体添加量，不会对海鲜菇多糖含量产生较大的影响[11]。

根据单因素实验过程确定海鲜菇多糖最佳提取工艺条件，以提取温度、提取时间和液料比3个因素为自变量，以海鲜菇多糖含量为响应值，设计响应面实验。海鲜菇多糖提取响应面实验设计方案与实验结果见表4。

表4 海鲜菇多糖提取响应面实验设计方案与结果Table 4 Response surface experiment design scheme and results of extraction of seafood mushroom polysaccharides

对海鲜菇多糖提取工艺条件进行交互作用，得出提取工艺条件响应面图。提取温度和提取时间与海鲜菇多糖含量的关系响应面图见图1，提取温度和液料比与海鲜菇多糖含量的关系响应面图见图2，提取时间和液料比与海鲜菇多糖含量的关系响应面图见图3。响应面的坡度表示两个工艺条件交互时的显著性，坡度平缓表示交互因素对海鲜菇多糖含量的影响不显著，坡度陡峭表示交互因素对海鲜菇多糖含量的影响显著[12]。

图1 提取温度和提取时间与海鲜菇多糖含量的关系响应面图Fig.1 Response surface diagrams of the relationship between extraction temperature, extraction time and content of seafood mushroom polysaccharides

图2 提取温度和液料比与海鲜菇多糖含量的关系响应面图Fig.2 Response surface diagrams of the relationship between extraction temperature, liquid-solid ratio and content of seafood mushroom polysaccharides

图3 提取时间和液料比与海鲜菇多糖含量的关系响应面图Fig.3 Response surface diagrams of the relationship between extraction time, liquid-solid ratio and content of seafood mushroom polysaccharides

由图1可知，响应面相对平缓，表示提取温度A和提取时间B之间的交互作用不明显，提取温度对海鲜菇多糖含量的影响大于提取时间对海鲜菇多糖含量的影响。由图2可知，响应面相对平缓光滑，表示提取温度A和液料比C之间的交互作用不明显，提取温度对海鲜菇多糖含量的影响大于液料比对海鲜菇多糖含量的影响。由图3可知，响应面相对光滑，表示提取时间B和液料比C之间的交互作用不明显，提取时间对海鲜菇多糖含量的影响大于液料比对海鲜菇多糖含量的影响。

经过海鲜菇多糖提取工艺条件交互实验，预测最佳提取工艺条件为提取温度A89.85 ℃、提取时间B2.45 h、液料比C38.17∶1，海鲜菇多糖含量可达到10.1%。对最佳提取工艺条件进行3次实验验证，得出海鲜菇多糖含量为9.14%～10.88%，与预测值吻合。

3 海鲜菇多糖抗氧化性分析

海鲜菇多糖抗氧化性可通过DPPH自由基清除能力和羟基自由基清除能力来进行反馈[13-14]。在测定海鲜菇多糖对DPPH自由基清除能力时，分别取浓度为1，2，3，4，5 mg/mL的待检测海鲜菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分别加入浓度为0.01 mol/L的DPPH溶液2 mL，混合均匀后在避光条件下静置30 min，在波长517 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为测试组吸光度值。取无水乙醇1 mL，放置于比色管中，再加入浓度为0.01 mol/L的DPPH溶液2 mL，混合均匀后在避光条件下静置30 min，在波长517 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为对照组吸光度值。分别取浓度为1，2，3，4，5 mg/mL的待检测海鲜菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分别加入2 mL无水乙醇，混合均匀后在避光条件下静置30 min，在波长517 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为标定组吸光度值。吸光度测定完成后，计算海鲜菇多糖对DPPH自由基清除率，并与相同浓度的维生素C溶液对DPPH自由基清除率进行比对，用来反馈海鲜菇多糖对DPPH自由基清除能力。海鲜菇多糖和维生素C溶液对DPPH自由基清除能力对比数据见表5。

表5 海鲜菇多糖和维生素C溶液对DPPH自由基清除能力对比数据Table 5 Comparative data of DPPH radical scavenging ability of seafood mushroom polysaccharides and vitamin C solution

由表5可知，海鲜菇多糖对DPPH自由基的清除率随着溶液浓度的升高而增加，但低于维生素C对DPPH自由基的清除率。当海鲜菇多糖溶液浓度为5 mg/mL时，对DPPH自由基的清除率可达87%，表明海鲜菇多糖对DPPH自由基具有较好的清除能力。

在测定海鲜菇多糖对羟基自由基清除能力时，分别取浓度为1，2，3，4，5 mg/mL的待检测海鲜菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分别加入浓度为0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和浓度为0.09 mol/L的水杨酸-乙醇溶液2 mL，最后加入浓度为0.08 mol/L的双氧水溶液1 mL，混合均匀后在37 ℃恒温条件下水浴30 min，在波长510 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为测试组吸光度值。分别取浓度为1，2，3，4，5 mg/mL的待检测海鲜菇多糖溶液1 mL，放置于比色管中，每支比色管分别加入浓度为0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和浓度为0.09 mol/L的水杨酸-乙醇溶液2 mL，最后加入体积为1 mL的蒸馏水，混合均匀后在37 ℃恒温条件下水浴30 min，在波长510 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为对照组吸光度值。取1 mL蒸馏水放置于比色管中，加入浓度为0.09 mol/L的FeSO4溶液2 mL和浓度为0.09 mol/L的水杨酸-乙醇溶液2 mL，最后加入体积为1 mL的蒸馏水，混合均匀后在37 ℃恒温条件下水浴30 min，在波长510 nm处进行混合溶液吸光度测定，吸光度值作为标定组吸光度值。吸光度测定完成后，计算海鲜菇多糖对羟基自由基的清除率，并与相同浓度的维生素C溶液对羟基自由基的清除率进行比对，用来反馈海鲜菇多糖对羟基自由基的清除能力。海鲜菇多糖和维生素C溶液对羟基自由基的清除能力对比数据见表6。

表6 海鲜菇多糖和维生素C溶液对羟基自由基的清除能力对比数据Table 6 Comparative data of hydroxyl radical scavenging ability of seafood mushroom polysaccharides and vitamin C solution

由表6可知，海鲜菇多糖对羟基自由基的清除率随着溶液浓度的升高而增加，但低于维生素C对羟基自由基的清除率。当海鲜菇多糖溶液浓度为5 mg/mL时，对羟基自由基的清除率可达到78%，表明海鲜菇多糖对羟基自由基具有较好的清除能力。

4 结论

本文通过单因素实验与响应面分析相结合的方式，以海鲜菇多糖含量为目标，对海鲜菇多糖提取工艺进行优化。通过实验测定的方式对海鲜菇多糖溶液的DPPH自由基和羟基自由基清除率进行分析，表明海鲜菇多糖溶液具有较强的抗氧化能力。