超声高温热水香菇多糖提取工艺优化
材料与方法
1.1 仪器
XDWL100超微粉碎机（济南达微机械有限公司）、R508B旋转蒸发器（上海实验室设备有限公司）、XZD5全自动方形杀菌锅（上海实验室设备有限公司）、C2518R高速冷冻离心机（安徽中科中佳科学仪器有限公司）、小型超声波清洗机YQ620A（上海易净超声波仪器有限公司）、A590双光束紫外可见分光光度计（湖南中科君微电子科技有限公司）、DV2T粘度计（美国Broobfield公司）、SP2300A2型光吸收型全波长酶标仪（上海闪谱生物科技有限公司）、KDM（DW）500调温电热套（江苏省金坛市友联仪器有限公司）。
1.2 试验材料
浓硫酸、苯酚、稀盐酸、三氯乙酸、葡萄糖、苯酚、无水乙醇、三氯甲烷、无水乙醇、氯化亚铁等为分析纯，由安徽新科化工有限公司提供；香菇由湖北品源食品有限公司提供。
1.3 试验方法
香菇清洗干净后，烘干至恒重，粉碎后备用。把预处理的香菇粉末和离子水按一定的水料比配比，在100 ℃、0.1 MPa条件下，把料液浓缩至1/3，离心、复溶后在70 ℃下超声提取。
考察水料比、超声温度、超声功率和超声时间对香菇多糖提取得率的影响，每个参数选出3个水平（表1），基于Box-Benhnken统计法，对试验结果进行响应曲面[10]分析。
2 结果与分析
基于BoxBenhnken统计法，试验结果如表2所示。由方差分析结果可知，模型的F=14.624 3、P<0.000 1，表明模型是极显著的，可以用来研究水料比、超声温度、超声功率和超声时间对香菇多糖提取得率的影响；水料比、超声温度、超声功率的P值分别为0.320 8、0.814 4、0.590 4，超声时间P值<0.000 1，因此香菇多糖提取工艺参数对提取率的影响顺序为超声时间>水料比>超声功率>超声温度，二次项中4个参数均极显著。基于Design Expert软件回归得到4个工艺参数对多糖提取得率的响应面方程为
y=15.49+0.12A-0.027B+0.063C+1.28D-0.12AB-2.5×10-3AC-0.17AD-0.042BC+0.055BD+5.10×10-3CD-0.96A2-0.95B2-0.75C2-0.75D2。
由超声功率为600 W、超声时间为50 min时，水料比、超声温度对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图2）可知，随着水料比的增加，提取得率先增加后降低；随着超声温度提高，提取得率也是先增加后降低。超声温度为65 ℃、超声时间为50 min时，水料比、超声功率对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图3）显示，随着水料比和超声功率的增加，提取得率先增加后降低。超声温度为65 ℃、超声功率为600 W时，水料比、超声时间对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图4）显示，随着水料比的增加，提取得率先增加后降低；提取得率随着超声时间的增加逐渐升高。水料比为30∶1、超声时间为50 min时，超声温度、超声功率对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图5）显示，随着超声温度的提高，提取得率先增加后降低；提取得率随着超声功率的增加也是先增加后降低。从水料比为30∶1、超声功率为600 W时，超声温度、超声时间对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图6）可看出，随着超声温度的增加，提取得率先增加后降低；提取得率随着超声时间的增加逐渐升高。水料比为30∶1、超声温度为65 ℃时，超声功率、超声时间对香菇多糖提取得率的交互作用响应曲面和等高线（图7）显示，随着超声功率的增加，提取得率先增加后降低；提取得率随着超声时间的增加逐渐升高。
基于Design Expert软件对试验数据（表2）进行最优化分析，超声波-高温热水法提取香菇多糖的最佳工艺条件为水料比29.02∶1、超声温度63.51 ℃、超声功率579.84 W、超声时间59.21 min，将工艺参数圆整为水料比30∶1、超声温度64 ℃、超声功率580 W、超声时间60 min，在此工艺参数组合条件下，做3次验证试验，3次多糖提取得率的平均值为15.845 6%，与预测值（15.855 3%）的误差为0.061%，说明该研究的香菇多糖提取得率模型是可靠的。
3 结论
（1）基于响应曲面法提出了超声波-高温热水法提取香菇多糖，进一步提高了多糖的提取得率和香菇的利用率。
（2）提取工艺参数对香菇多糖提取率的影响顺序为超声时间>水料比>超声功率>超声温度，二次项中4个参数均极显著。
（3）超声波-高温热水法提取香菇多糖的最佳工艺条件为水料比30∶1、超声温度64 ℃、超声功率580 W和超声时间60 min。
参考文献
[1]林楠，鐘耀广，王淑琴，等.香菇多糖的研究进展[J].食品研究与开发，2007，28（5）：174-176.
[2]朱俊访，李 博，聂阳.多元非线性回归与BP神经网络在香菇多糖提取工艺研究中的应用[J].海峡药学，2014，26（2）：15-17.
[3]龚俊涛，王宗成，董可因，等.香菇多糖的研究[J].药学实践杂志，1996，14（1）：23，75.
[4]邹林武.香菇多糖提取工艺及其分子结构改性的研究[D].广州：华南理工大学，2013.
[5]魏桢元，钟耀广，刘长江.响应面优化法对香菇多糖提取的工艺研究[J].辽宁农业科学，2010（2）：11-14.
[6]燕航，钟耀广.影响香菇多糖提取的因素研究[J].现代食品科技，2006，22（2）：179-180.
[7]王恒，李凤林，马玮曼.超声波辅助法提取香菇多糖工艺优化研究[J].吉林农业，2010（7）：40.
[8]王珲，陈平，江亮.超声波辅助技术在香菇柄多糖提取中的应用研究[J].武汉工业学院学报，2008，27（1）：15-17.
[9]华洵璐，张一平，匡群.酶法结合超声破壁提取香菇水溶性糖和多糖的研究[J].食用菌，2011（2）：54-57.
[10]刘春景，唐敦兵，何华，等.基于响应曲面车削加工表面粗糙度稳健性分析[J].南京航空航天大学学报，2012，44（4）：520-525.