CN113209144B - 一种香菇菌渣的提取方法、香菇菌渣提取物和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种香菇菌渣的提取方法、香菇菌渣提取物和应用,属于菌渣废弃物利用技术领域。本发明提供的香菇菌渣的提取方法,包括如下步骤:将香菇菌渣进行高温高压处理;将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物。本发明采用高温高压预处理技术辅助复合酶提取香菇菌渣,大幅度提高了香菇菌渣的降解效率,使香菇菌渣中的活性成分充分释放,大大提高了香菇菌渣提取物的得率和总糖含量,且重复性好,效率高,为香菇菌渣的进一步开发应用奠定基础。
Description
技术领域
本发明属于菌渣废弃物利用技术领域,具体涉及一种香菇菌渣的提取方法、香菇菌渣提取物和应用。
背景技术
香菇菌渣是指利用麦麸、木屑等原料进行香菇栽培采摘后的废弃料,菌渣中通常还有菌丝残体及经酶解、结构发生质变的粗纤维等复合物,其中含有丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素和微量元素等营养活性成分。香菇是我国栽培量最高、产量最大的食用菌。随着香菇产业的发展,香菇栽培采收后产生了大量的菌渣。香菇采收后,大部分菌渣得不到及时处理和有效的利用,不仅会造成资源上的浪费,还容易发生霉变,污染水源和土地资源,在高温多雨的季节会滋生大量有害细菌,给环境带来了很大影响。因此,及时科学地处理香菇菌渣,实现废物再利用,变废为宝,对农业经济生态可持续发展具有重要意义。
目前,香菇菌渣的资源化利用已受到广泛关注,从用作农作物有机肥发展到制备生态环境修复材料等多种用途,但是大多数用途的研究不够深入,香菇菌渣的资源化利用率还相对较低。因此,为了提高香菇菌渣的利用率,有必要对香菇菌渣的提取工艺进行深入研究,使香菇菌渣中的营养活性物质更多的被提取出来,提高其综合利用效率。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种香菇菌渣的提取方法、香菇菌渣提取物和应用。本发明提供的香菇菌渣的提取方法可使香菇菌丝中的活性物质充分释放,提高香菇菌渣提取物的得率和总糖含量,为香菇菌渣的进一步开发应用奠定基础。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种香菇菌渣的提取方法,包括如下步骤:将香菇菌渣进行高温高压处理;将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物。
优选的,所述香菇菌渣包括香菇菌渣粉,所述香菇菌渣粉的粒径为50~100目。
优选的,所述高温高压处理的条件为:温度120~130℃,压力0.05~0.25MPa,时间15~30min。
优选的,所述高温高压处理前还包括将香菇菌渣和提取剂混合;所述香菇菌渣的质量和所述提取剂的体积比为1g:(10~40)mL。
优选的,所述提取剂包括缓冲液或水;所述缓冲液的pH为4.5~6.0,所述缓冲液的浓度为0.1~0.4moL/L。
优选的,所述复合酶包括纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶;以香菇菌渣的质量计,所述纤维素酶的添加量为1100~1500U/g,所述木聚糖酶的添加量为400~800U/g,所述β-葡聚糖酶的添加量为1100~1500U/g。
优选的,所述酶解的转速为100~200r/min,所述酶解的温度为40~55℃,所述酶解的时间为4~7h。
优选的,所述酶解后还包括灭酶、离心、取上清和干燥。
本发明提供了一种香菇菌渣提取物,采用上述技术方案中所述的提取方法得到。
本发明提供了上述技术方案中所述的提取方法或上述技术方案中所述的香菇菌渣提取物在制备抗炎的药物中的应用。
有益效果:
本发明提供了一种香菇菌渣的提取方法,包括如下步骤:将香菇菌渣进行高温高压处理;将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物。本发明采用高温高压预处理技术辅助复合酶提取香菇菌渣,大幅度提高了香菇菌渣的降解效率,使香菇菌渣中的活性成分充分释放,大大提高了香菇菌渣提取物的得率和总糖含量,且重复性好,效率高,为香菇菌渣的进一步开发应用奠定基础。实施例的结果表明,本发明提供的提取方法得到的香菇菌渣提取物的得率为28.58%,与直接加热提取、单一高温高压提取和复合酶提取相比,分别提高了85.58%、36.74%和151.81%;提取物的总糖含量达到48.60%,与直接加热提取、单一高温高压提取和复合酶提取相比,分别提高了65.74%、28.81%和82.78%。
进一步的,本发明提供的香菇菌渣的提取方法得到的香菇菌渣提取物可以明显产生对LPS刺激RAW264.7释放NO的抑制作用,抑制率高达79.29%,相对于直接水提、单一高温高压提取和复合酶提取表现出更强的体外抗炎活性,为香菇废弃菌渣的高值化应用提供了新思路,也为后续活性组分的分离纯化及活性研究提供了基础理论依据,同时对其它食用菌废弃菌渣的高值化综合利用具有一定的指导意义。
附图说明
图1为不同提取方法所得香菇菌渣提取物对LPS刺激RAW264.7释放NO的抑制作用的影响。
具体实施方式
本发明提供了一种香菇菌渣的提取方法,包括如下步骤:将香菇菌渣进行高温高压处理;将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物。
本发明将香菇菌渣进行高温高压处理。在本发明中,所述香菇菌渣优选包括香菇菌渣粉,所述香菇菌渣粉的粒径优选为50~100目,香菇菌渣粉更容易被复合酶降解,使香菇菌渣粉中的活性物质充分释放。本发明优选在所述高温高压处理前还包括将香菇菌渣和提取剂混合。在本发明中,所述提取剂优选包括缓冲液和水。进一步优选为磷酸氢二钠-柠檬酸的缓冲液。在本发明中,所述缓冲液的pH优选为4.5~6.0,进一步优选为5.0。在本发明中,所述缓冲液的浓度优选为0.1~0.4moL/L;进一步优选为0.1~0.3moL/L。本发明对缓冲液的种类没有特殊要求,满足上述pH值和浓度的要求即可。本发明实施例中的缓冲液优选为磷酸氢二钠-柠檬酸的缓冲液。在本发明中,所述提取液中磷酸氢二钠的浓度优选为0.1~0.4moL/L,进一步优选为0.2moL/L;所述柠檬酸的浓度为优选0.1~0.3moL/L,进一步优选为0.1moL/L,在本发明的提取剂的条件下复合酶的酶活性最强,利于提高后续酶解步骤的酶解效率。在本发明中,所述香菇菌渣的质量和所述提取剂的体积比优选为1g:(10~40)mL,进一步优选为1g:20mL,本发明特定的料液比可使提取物中的多糖含量和得率最高。将香菇菌渣和提取剂混合后,本发明进行高温高压处理。在本发明中,所述高温高压处理的条件优选为:温度120~130℃,压力0.05~0.0.25MPa,时间15~30min,进一步优选为温度121℃,压力0.15MPa,时间30min。本发明高温高压条件处理香菇菌渣后,使香菇菌渣的结构更加松散,更利于酶解步骤的进行,提高活性物质的释放。
高温高压处理后,本发明将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物。在本发明中,所述复合酶优选包括纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶;以香菇菌渣的质量计,所述纤维素酶的添加量优选为1100~1500U/g,进一步优选为1200U/g;所述木聚糖酶的添加量优选为400~800U/g,进一步优选为500U/g;所述β-葡聚糖酶的添加量优选为1100~1500U/gg,进一步优选为1200U/g。本发明特定的复合酶组合对香菇菌渣的酶解效率最好,提高了香菇菌渣的利用率。本发明对纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶的来源没有特殊要求,采用普通市售产品即可。在本发明中,所述酶解的转速优选为100~200r/min,进一步优选为160r/min;所述酶解的温度优选为40~50℃,进一步优选为45℃;所述酶解的时间优选为5~7h,进一步优选为6h,本发明特定的酶解条件使酶解效率达到最高。本发明在酶解后还优选包括灭酶、离心、取上清和干燥。本发明优选在酶解后对酶解液进行灭酶步骤,以使酶解液中的复合酶灭活。本发明灭酶优选沸水浴灭酶,沸水浴的时间优选为5~30min,进一步优选为10min。灭酶后,本发明将灭酶后的酶解液进行离心,所述离心的转速优选为6000~10000r/min,进一步优选为8000r/min;所述离心的时间优选为10~30min,进一步优选为15min。离心后,本发明优选取上清,将上清干燥后得到香菇菌渣提取物。在本发明中,所述干燥的方法优选冷冻干燥。冷冻干燥使得到的香菇菌康提取物的状态好,活性高。
本发明采用高温高压预处理技术辅助复合酶提取香菇菌渣,大幅度提高了香菇菌渣的降解效率,使香菇菌渣中的活性成分充分释放,大大提高了香菇菌渣提取物的得率和总糖含量,且重复性好,效率高,为香菇菌渣的进一步开发应用奠定基础。
本发明提供了一种香菇菌渣提取物,采用上述技术方案中所述的提取方法得到。本发明香菇菌渣提取物可以明显产生对LPS刺激RAW264.7释放NO的抑制作用,表现出良好的体外抗炎活性,为香菇废弃菌渣的高值化应用提供了新思路。
本发明提供了上述技术方案中所述的提取方法或上述技术方案中所述的香菇菌渣提取物在制备抗炎的药物中的应用。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种香菇菌渣的提取方法、香菇菌渣提取物和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种香菇菌渣的提取方法
1、香菇菌渣的预处理:香菇采摘后的废弃香菇菌渣晒干、粉碎,过60目筛,得到香菇菌渣粉,其中香菇菌渣来源于上海诚营农业发展有限公司。
2、香菇菌渣高温高压辅助复合酶提取:称取10.0g香菇菌渣粉到锥形瓶中,加入200mL提取剂,其中提取剂为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液,磷酸氢二钠的浓度为0.2moL/L,柠檬酸的浓度为0.1moL/L,pH=5.0;摇匀后置入高压灭菌锅内,设置温度121℃、0.15MPa,30min,反应结束后,取出并冷却至室温。加入复合酶进行酶解,其中复合酶为纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶,三种酶均购自上海源叶生物科技有限公司;以香菇菌渣的质量计,纤维素酶的添加量为1500U/g,木聚糖酶的添加量为1000U/g,β-葡聚糖酶的添加量为1500U/g。在摇床中160r/min,45℃恒温振荡条件下酶解6h,酶解反应结束后,沸水浴10min灭酶,然后8000r/min离心15min,取上清液即为香菇菌渣酶解液。将香菇菌渣酶解液冷冻干燥后即得香菇菌渣提取物。
实施例2
一种香菇菌渣的提取方法,同实施例1相同,不同之处在于,复合酶的添加量不同,其中纤维素酶的添加量为1200U/g,木聚糖酶的添加量为500U/g,β-葡聚糖酶的添加量为1200U/g。
实施例3
一种香菇菌渣的提取方法,同实施例1相同,不同之处在于,酶解温度不同,酶解温度为50℃。
实施例4
一种香菇菌渣的提取方法,同实施例1相同,不同之处在于,酶解时间不同,酶解时间为5h。
实施例5
一种香菇菌渣的提取方法,同实施例1相同,不同之处在于,酶解缓冲液的pH不同,酶解缓冲液的pH为5.5。
对比例1
香菇菌渣直接提取法
1、香菇菌渣的预处理:香菇采摘后的废弃菌渣晒干、粉碎,过60目筛,得到香菇菌渣粉。
2、香菇菌渣的直接提取:称取10.0g香菇菌渣粉到锥形瓶中,加入200mL蒸馏水,搅拌均匀后,在100℃条件下提取2h,提取结束后冷却至室温。8000r/min离心15min,取上清液即为香菇菌渣提取液。将提取液冷冻干燥后即得香菇菌渣提取物。
对比例2
香菇菌渣高温高压提取法
1、香菇菌渣的预处理:香菇采摘后的废弃菌渣晒干、粉碎,过60目筛,得到香菇菌渣粉。
2、香菇菌渣的高温高压提取:称取10.0g香菇菌渣粉到锥形瓶中,加入200mL蒸馏水,摇匀后置入高压灭菌锅内,设置温度121℃、30min,反应结束后,取出并冷却至室温。8000r/min离心15min,取上清液即为香菇菌渣提取液。将提取液冷冻干燥后即得香菇菌渣提取物。
对比例3
香菇菌渣复合酶提取法
1、香菇菌渣的预处理同实施例1。
2、香菇菌渣复合酶提取:称取10.0g香菇菌渣粉到锥形瓶中,加入200mL磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液,其中,磷酸氢二钠0.2moL/L,柠檬酸缓0.1moL/L,pH=5.5,摇匀后加入复合酶,其中复合酶为纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶,三种酶均购自上海源叶生物科技有限公司;以香菇菌渣的质量计,纤维素酶的添加量为1500U/g,木聚糖酶的添加量为1000U/g,β-葡聚糖酶的添加量为1500U/g。在摇床中160r/min,45℃恒温振荡条件下酶解6h,酶解反应结束后,沸水浴10min灭酶,然后8000r/min离心15min,取上清液即为香菇菌渣酶解液。将酶解液冷冻干燥后即得香菇菌渣提取物。
考察实施例1~5和对比例1~3的提取方法对香菇菌渣提取物的得率和总糖含量的测定。其中,香菇菌渣提取物的得率的计算公式为:得率=提取物干重/香菇菌渣原料干重×100%,总糖的采用苯酚硫酸法进行测定,检测结果见表1。
表1不同提取方法对香菇菌渣提取物的得率和总糖的影响
得率(%) | 总糖(%) | |
实施例1 | 25.64±2.35a | 46.23±3.86a |
实施例2 | 28.58±2.67a | 48.60±3.39a |
实施例3 | 23.85±2.14a | 44.91±2.13a |
实施例4 | 24.79±3.01a | 45.18±4.05a |
实施例5 | 24.93±2.98<sup>a</sup> | 45.72±3.74<sup>a</sup> |
对比例1 | 15.40±3.06<sup>b</sup> | 28.20±3.27<sup>b</sup> |
对比例2 | 20.90±3.15<sup>b</sup> | 37.73±3.78<sup>b</sup> |
对比例3 | 11.35±1.87<sup>b</sup> | 26.59±2.61<sup>b</sup> |
注:同一列数值上的不同字母表示差异显著
考察实施例1~4和对比例1~3的提取方法得到的香菇菌渣提取物对细菌脂多糖LPS刺激巨噬细胞RAW264.7释放NO的影响,以评估不同提取方法得到的香菇菌渣提取物的抗炎效果。巨噬细胞RAW264.7的来源为小鼠巨噬细胞。具体的检测方法为:
1、Griess试剂配制:0.1%N-萘乙二胺盐酸盐水溶液与1%对氨基苯磺酸溶液等量混合。
2、用NaNO2溶液绘制Griess标准曲线。将不同方法得到的香菇菌渣提取物分别用PBS溶液配制成5mg/mL、2mg/mL、1mg/mL、0.5mg/mL、0.25mg/mL的待测样品。计算细胞个数,将RAW264.7用无色1640培养液稀释成5×105个/mL的细胞悬液,每组160μL,37℃培养细胞至完全贴壁后,样品组加入20μL LPS(作用浓度10μg/mL)和20μL待测样品(作用浓度分别为25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、500μg/mL),LPS组每孔加入20μL LPS和20μLPBS,PBS组每孔加入40μLPBS,37℃培养48h后吸取上清液100μL加入50μL Griess试剂,反应10min,测定OD值,代入标准曲线计算NO释放量,然后由NO释放量计算NO释放抑制率。
检测结果见表2和图1。
表2不同提取方法所得香菇菌渣提取物对LPS刺激RAW264.7释放NO的抑制作用的影响(抑制率:%)
注:同一列数值上的不同字母表示差异显著
由表2和图1的结果可知,本发明实施例的香菇菌渣的提取方法得到的香菇菌渣提取物可以明显产生对LPS刺激RAW264.7释放NO的抑制作用,抑制率高达79.29%,相对于直接水提、单一高温高压提取和单一复合酶提取表现出更强的体外抗炎活性。
上述实施例的结果表明,本发明采用高温高压预处理技术辅助复合酶提取香菇菌渣,大幅度提高了香菇菌渣的降解效率,使香菇菌渣中的活性成分充分释放,大大提高了香菇菌渣提取物的得率和总糖含量,且重复性好,效率高,且香菇菌渣提取物具有良好的体外抗炎效果,为香菇废弃菌渣的高值化应用提供了新思路,也为后续活性组分的分离纯化及活性研究提供了基础理论依据,同时对其它食用菌废弃菌渣的高值化综合利用具有一定的指导意义。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其它实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种香菇菌渣的提取方法,其特征在于,包括如下步骤:将香菇菌渣和提取剂混合,进行高温高压处理;将高温高压处理的菌渣用复合酶进行酶解,得到香菇菌渣提取物;
所述高温高压处理的条件为:温度120~130℃,压力0.05~0.25MPa,时间15~30min;
所述提取剂为缓冲液或水;所述缓冲液的pH为4.5~6.0,所述缓冲液的浓度为0.1~0.4moL/L;
所述复合酶为纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶;以香菇菌渣的质量计,所述纤维素酶的添加量为1100~1500U/g,所述木聚糖酶的添加量为400~800U/g,所述β-葡聚糖酶的添加量为1100~1500U/g;
所述酶解的转速为100~200r/min,所述酶解的温度为40~55℃,所述酶解的时间为4~7h。
2.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述高温高压处理的条件为:温度121℃,压力0.15MPa,时间30min。
3.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述缓冲液的pH为5.0,所述缓冲液的浓度为0.1~0.3moL/L;所述提取剂为磷酸氢二钠-柠檬酸的缓冲液。
4.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,以香菇菌渣的质量计,所述纤维素酶的添加量为1200U/g,所述木聚糖酶的添加量为500U/g,所述β-葡聚糖酶的添加量为1200U/g。
5.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述酶解的转速为160r/min,所述酶解的温度为45℃,所述酶解的时间为6h;或者所述酶解的转速为160r/min,所述酶解的温度为50℃,所述酶解的时间为5h。
6.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述香菇菌渣包括香菇菌渣粉,所述香菇菌渣粉的粒径为50~100目。
7.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述香菇菌渣的质量和所述提取剂的体积比为1g:(10~40)mL。
8.根据权利要求1所述的提取方法,其特征在于,所述酶解后还包括灭酶、离心、取上清和干燥。
9.一种香菇菌渣提取物,其特征在于,采用权利要求1~8任一项所述的提取方法得到。
10.权利要求1~8任一项所述的提取方法或权利要求9所述的香菇菌渣提取物在制备抗炎药物中的应用。
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