CN103130911A - 一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法：将杏鲍菇下脚料投入萃取釜中，按料液质量体积比为1：5~30输入脱氧去离子水，控制提取压力3~10MPa，提取温度100~250℃、提取时间10~60min，过滤、冷却、离心后，用100~300kD截留分子量的超滤膜进行超滤，滤出液用3~10kD截留分子量的超滤膜进行截留，粗多糖截留液上阴离子交换树脂柱，用去离子水洗脱，收集的多糖洗脱液减压浓缩后干燥，得到杏鲍菇多糖产品。本发明采用亚临界水提取技术，结合超滤除杂和树脂吸附脱色的分离手段，整个过程不使用有机溶剂，提取工艺绿色环保，杏鲍菇多糖纯度高，适合于工业化生产。

Description

一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法

技术领域

本发明涉及一种从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，尤其是利用亚临界水提取杏鲍菇多糖的方法，属于农副产品精深加工技术领域。

背景技术

杏鲍菇（Pleurotus eryngii）又名刺芹侧耳，其子实体色泽雪白，质地脆嫩，有“平菇王”、“干贝菇”、“草原上的美味牛肝菌”之美誉。现代药理学研究表明，杏鲍菇中所含的多糖具有抗氧化、降血脂、抑制肿瘤、抗病毒、抗过敏、抗衰老、降低胆固醇和增强机体免疫的功效。杏鲍菇子实体和菌丝体都可作为多糖提取的原料。采用生物发酵技术生产杏鲍菇菌丝体，培养周期短、产品质量稳定、产量增加快，能够实现工业化生产。但是，工业上多用深层发酵来生产菌丝体，存在设备投资大、技术和管理要求高等问题。目前，杏鲍菇主要采用工厂化栽培方式，生产工艺流程化、生产技术标准化、产品质量均衡化、鲜菇生产周年化，极大地提高杏鲍菇的产销量。杏鲍菇采收时，需切除子实体基部后，才能达到商品菇的销售要求，其中有约10~15%的菇脚、菇片和柄根等下脚料。因此，利用杏鲍菇下脚料提取杏鲍菇多糖，不但原料来源丰富、生产成本低，而且可以节约资源、减少环境污染，达到杏鲍菇资源综合利用的目的。

目前，食用菌多糖常用的提取方法是热水提取法，即用热水提取食用菌多糖，然后用乙醇进行沉淀得到粗多糖，但这种传统的提取方法存在着耗时长和提取率低等问题。食用菌多糖由细胞外多糖、细胞内多糖和菌丝壁多糖组成，其中细胞内多糖存在于菌丝细胞内部，菌丝壁多糖存在于菌丝细胞壁内部，用水很难提取完全，即使是稀酸或稀碱提取法，又由于部分多糖易发生水解，破坏多糖的活性结构，导致多糖损失和提取率减少。近年来，研究人员采用酶解提取法、超声波提取法和微波提取法等，都在一定程度上提高了食用菌多糖的提取率。酶解提取法有着多糖提取率高、反应条件温和、对多糖结构破坏小的优点，但由于酶的价格较贵，生产成本相对较高，不适合应用于大批量的工业生产。另外，超声波提取法和微波提取法可以提高多糖的提取率，缩短提取时间，但有时会造成多糖提取物的组分更加复杂，给后续的分离纯化工序带来一定的难度。此外，食用菌多糖去除蛋白质大多使用Savag法，该方法不仅使用氯仿、正丁醇等毒性有机溶剂，而且回收不便，成本较高，不能适应于工业化的生产。

亚临界水提取技术是近10年来刚刚发展起来的一种新型的提取技术。亚临界水是指在适度的压力下，将水加热到100℃以上临界温度374℃以下的高温，水体仍然保持在液体状态。亚临界水的物理、化学特性与常温常压下的水有较大差别，随着温度的升高，水的极性、表面张力和黏度都急剧下降，对中极性和非极性化合物的溶解能力会大大增加，其性质更类似于有机溶剂。亚临界水物理、化学特性的改变，主要与流体微观结构的氢键、离子水合、离子缔合、簇状结构的变化有关。随着温度的增加，亚临界水的氢键被打开或减弱，水的介电常数很容易降低。通过控制亚临界水的温度和压力，使水的极性在较大范围内变化，这样就可以选择性地提取天然产物中不同性质的有效成分，也可以实现从水溶性成分到脂溶性成分的连续提取。由于亚临界水提取是以价廉、无污染的水作为提取溶剂，而且具有良好的渗透与溶解能力，亚临界水提取技术被视为绿色环保、前景广阔的一项变革性的提取技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前食用菌多糖提取技术的不足，提供一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法。该方法采用亚临界水提取技术，结合超滤除杂和树脂吸附脱色的分离手段，整个过程不使用有机溶剂，提取工艺绿色环保，杏鲍菇多糖纯度高，适合于工业化生产。

本发明的技术方案为：一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，该方法包括步骤如下：

1）将杏鲍菇下脚料投入萃取釜中，无氧环境下，按料液质量体积比为1：5~30（g/ml）输入脱氧去离子水，控制提取压力3~10MPa，提取温度100~250℃、提取时间10~60min，过滤、冷却、离心，得到亚临界水提液；

2）将亚临界水提液用100~300kD截留分子量的超滤膜进行超滤，截留微粒、纤维素、胶质等大分子物质，滤出液再用3~10kD截留分子量的超滤膜进行截留，去除多酚、单宁、有机酸等小分子物质，得到粗多糖截留液；

3）粗多糖截留液上弱碱型阴离子交换树脂柱脱色，用去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，去除蛋白质；

4）多糖洗脱液减压浓缩后干燥，得到杏鲍菇多糖产品。

所述的无氧环境是采用氮气置换萃取釜中的氧气。

所述的100~300kD截留分子量的超滤膜为陶瓷膜或中空纤维膜，所述的3~10kD截留分子量的超滤膜为中空纤维膜或卷式膜。

所述的弱碱型阴离子交换树脂为D301、D318、201×7中的任意一种。

步骤1中的杏鲍菇下脚料为厚度1~5mm的新鲜原料切片，或为20~80目的干燥原料颗粒。

所述的干燥为真空干燥、喷雾干燥或冷冻干燥。

有益效果：

1、本发明利用杏鲍菇工厂化生产中废弃的杏鲍菇下脚料，不但原料来源丰富、生产成本较低，而且可以变废为宝、减少环境污染，达到杏鲍菇资源综合利用的目的。

2、本发明利用亚临界水具有很好的渗透性与溶解能力，使用水难以完全提取的细胞内多糖和菌丝壁多糖变得容易提取，能够大幅度地提高杏鲍菇多糖的提取率。

3、本发明采用脱氧去离子水作为亚临界水和氮气置换提取釜中的氧气，能够保证杏鲍菇多糖在高温和高压下不被氧化和分解，而且提取时间在数十分钟内完成，有效成分和活性物质损失少。

4、杏鲍菇的化学成分复杂，单独采用亚临界水提取技术满足不了产品的纯度要求，本发明结合超滤除杂和树脂吸附脱色的分离手段，能够极大地提高杏鲍菇多糖的产品纯度。

5、本发明的提取分离技术仅以杏鲍菇下脚料为原料、去离子水为提取溶剂，整个过程无需使用有机溶剂，没有“三废”排放，且产品无化学残留，是一种对环境极为友好的生产方法。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但它们并不是对本发明的限制。

本发明的多糖含量测定采用苯酚－硫酸比色法，多糖得率(%)＝多糖质量/原料干质量×100%。

实施例1

将干燥的杏鲍菇下脚料粉碎成40目的颗粒，取100g放入亚临界水萃取釜中，用氮气置换萃取釜中的氧气，通过压力泵将180℃脱氧去离子水1000mL输入萃取釜中，萃取釜压力5MPa，保温提取20min，过滤、冷却、离心后，亚临界水提液用截留分子量100kD的陶瓷膜进行超滤，操作压力0.5MPa，收集的滤出液再用6kD截留分子量的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，得到50ml截留浓缩液，上预处理过的D301阴离子交换树脂柱，加入300ml去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，按常规减压浓缩和真空干燥后，得到6.8g杏鲍菇多糖，多糖含量为72.3%，多糖得率为5.4%。

比较例2

取实施例1的杏鲍菇粉末100g，加入3000ml去离子水，在95℃温度下加热回流150min后，将提取液浓缩至1000ml，按照实施例1超滤除杂、树脂吸附脱色、真空干燥，得到5.2g杏鲍菇多糖，多糖含量为67.7%，多糖得率为3.9%。

由表1可见，本发明的亚临界水提取工艺与传统热水提取工艺相比，杏鲍菇多糖得率提高了38.5%，而且能够获得较高纯度的杏鲍菇多糖。

表1：不同提取方法杏鲍菇多糖的提取得率和含量比较

提取方法	料液比/(ml:g)	压力/MPa	温度/℃	时间/min	多糖得率/%	多糖含量/%
							亚临界水提取工艺	10：1	5.0	180	20	5.4	72.3
传统热水提取工艺	30：1	0.1	95	150	3.9	67.7

实施例3

将干燥的杏鲍菇下脚料粉碎成60目的颗粒，取100g放入亚临界水萃取釜中，用氮气置换萃取釜中的氧气，通过压力泵将160℃脱氧去离子水1000ml输入萃取釜中，萃取釜压力4MPa，保温提取30min后，过滤、冷却、离心后，亚临界水提液用截留分子量300kD的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，收集滤出液再用3kD截留分子量的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，得到50ml截留浓缩液，上预处理过的201×7阴离子交换树脂柱，加入200ml去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，按常规减压浓缩和真空干燥后，得到6.6g杏鲍菇多糖，多糖含量为74.0%，多糖得率为5.4%。

实施例4

选择新鲜、干净的杏鲍菇下脚料，切成2mm左右薄片，取1000g放入亚临界水萃取釜中，用氮气置换萃取釜中的氧气，通过压力泵将140℃脱氧去离子水5000ml输入萃取釜中，萃取釜压力3MPa，保温提取30min后，过滤、冷却、离心后，亚临界水提液用截留分子量300kD的陶瓷膜进行超滤，操作压力0.4MPa，收集滤出液再用10kD截留分子量的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，得到50ml截留浓缩液，上预处理过的D318阴离子交换树脂柱，加入400ml去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，按常规减压浓缩和冷冻干燥后，得到9.0g杏鲍菇多糖，多糖含量为72.5%，多糖得率为5.2%。

实施例5

选择新鲜、干净的杏鲍菇下脚料，切成5mm左右薄片，取1000g放入亚临界水萃取釜中，用氮气置换萃取釜中的氧气，通过压力泵将190℃脱氧去离子水5000ml输入萃取釜中，萃取釜压力8MPa，保温提取10min后，过滤、冷却、离心后，亚临界水提液用截留分子量100kD的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，收集滤出液再用10kD截留分子量的中空纤维膜进行超滤，操作压力0.1MPa，得到50ml截留浓缩液，上预处理过的D301阴离子交换树脂柱，加入300ml去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，按常规减压浓缩和冷冻干燥后，得到8.9g杏鲍菇多糖，多糖含量为70.7%，多糖得率为5.0%。

Claims (6)

1.一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

1）将杏鲍菇下脚料投入萃取釜中，无氧环境下，按料液质量体积比为1：5~30（g/ml）输入脱氧去离子水，控制提取压力3~10MPa，提取温度100~250℃、提取时间10~60min，过滤、冷却、离心，得到亚临界水提液；

2）将亚临界水提液用100~300kD截留分子量的超滤膜进行超滤，截留微粒、纤维素、胶质大分子物质，滤出液再用3~10kD截留分子量的超滤膜进行截留，去除多酚、单宁、有机酸小分子物质，得到粗多糖截留液；

3）粗多糖截留液上弱碱型阴离子交换树脂柱脱色，用去离子水洗脱，收集多糖洗脱液，去除蛋白质；

4）多糖洗脱液减压浓缩后干燥，得到杏鲍菇多糖产品。

2.根据权利要求1所述的一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，所述的无氧环境是采用氮气置换萃取釜中的氧气。

3.根据权利要求1所述的一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，所述的100~300kD截留分子量的超滤膜为陶瓷膜或中空纤维膜，所述的3~10kD截留分子量的超滤膜为中空纤维膜或卷式膜。

4.根据权利要求1所述的一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，所述的弱碱型阴离子交换树脂为D301、D318、201×7中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，步骤1中的杏鲍菇下脚料为厚度1~5mm的新鲜原料切片，或为20~80目的干燥原料颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种利用亚临界水从杏鲍菇下脚料中提取杏鲍菇多糖的方法，其特征在于，所述的干燥为真空干燥、喷雾干燥或冷冻干燥。