超声波提取机提取香菇多糖的技术方法

B站影视 欧美电影 2025-10-28 22:27 1

摘要:在生命科学和健康医学领域,药用蘑菇一直备受关注。蘑菇中的多糖(PS)和多糖 - 蛋白质复合物(PSPs)不仅具有丰富的营养价值,还展现出强大的药用功效,比如显著的抗肿瘤活性、免疫系统调节作用,以及抗氧化、抗病毒、抗炎和抗高血糖等多种效果。像香菇(Lentinu

在生命科学和健康医学领域,药用蘑菇一直备受关注。蘑菇中的多糖(PS)和多糖 - 蛋白质复合物(PSPs)不仅具有丰富的营养价值,还展现出强大的药用功效,比如显著的抗肿瘤活性、免疫系统调节作用,以及抗氧化、抗病毒、抗炎和抗高血糖等多种效果。像香菇(Lentinula edodes)、灰树花(Grifola frondosa)等 β - 葡聚糖丰富的蘑菇,其衍生的 PS 和 PSPs 在临床癌症治疗方面展现出巨大潜力,已经有不少相关的成功案例。

然而,传统的获取生物活性水溶性 PSPs 的热水提取(HWE)法存在诸多弊端。一方面,PSPs 中的蛋白质成分对高温敏感,在 HWE 过程中容易变性,这大大降低了其药用价值;另一方面,HWE 还存在过程效率低、提取速率慢等问题。为了解决这些难题,研究人员不断探索新的提取方法,超声辅助提取(UAE)法应运而生。UAE 具有操作简单、设备便捷、可在低温条件下进行以及过程效率高等优势,此前的研究也显示其在提取 PSPs 时比 HWE 更高效,能提高 PSPs 的产量和提取速率,并且提取出的 PSPs 具有更高的蛋白质含量和更强的抗氧化活性。但目前对于如何通过 UAE 最大化药用蘑菇中 PSPs 的产量和生物活性,还缺乏系统的优化方法,这限制了 UAE 在药用蘑菇提取领域的广泛应用。

超声波技术革新香菇提取工艺,多糖提取率显著提升

香菇提取领域迎来创新突破,超声波辅助提取技术正以其高效、低温的优势逐步取代传统热水浸提法,在提升多糖得率的同时,更好地保留了生物活性。

通过超声波辅助提取,香菇多糖的提取率可达15.86%,显著高于传统方法。这一技术突破不仅提高了提取效率,更完整保留了香菇多糖的生物活性,为制药和保健品行业提供了更优质的原料。

01 技术原理:超声波如何提升提取效率

超声波辅助提取香菇多糖是一种物理破碎过程,利用超声波在液体介质中产生的高频振动和空化效应。

当超声波通过提取溶液时,会产生无数微小的气泡并瞬间破裂,形成强烈的局部冲击波和高温高压环境。

这种空化效应能够有效破坏香菇的细胞壁结构,使细胞内的多糖等活性成分更快速、更充分地释放到提取溶剂中。

与传统热水提取法相比,超声波辅助提取避免了长时间高温处理对香菇中热敏性成分(如蛋白质)的破坏。

超声波产生的机械效应同样促进了物质的传质过程,加快了多糖从原料向溶剂的扩散速率,从而在更短的时间内获得更高的提取率。

02 工艺参数:优化条件决定提取效果

超声功率

超声功率是影响香菇多糖提取效率的关键因素之一。研究表明,不同功率强度对香菇多糖和蛋白质的组成有显著影响。

香港都会大学的研究团队发现,当超声功率强度为6.21 W/cm²时,香菇多糖-蛋白质复合物中的蛋白质含量相对较高。

而过高的功率强度(如21.62 W/cm²)反而会导致蛋白质含量显著下降,不利于保留香菇的完整生物活性。

另一项研究则显示,在200W的超声功率下,结合适当的热水浸提,香菇多糖含量可达0.650 g·100⁻¹g⁻¹。

提取温度

温度控制对香菇多糖的提取效果和生物活性保留至关重要。多项研究确定了适宜的提取温度范围:

中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所的优化工艺表明,70℃的超声提取温度结合79℃的热水浸提温度可获得理想的多糖提取效果。

香港都会大学的研究进一步证实,40°C-55°C的提取温度有利于提高蛋白质百分比,而70°C会使蛋白质变性,增加多糖百分比。

处理时间与料液比

超声处理时间和料液比的优化是提高提取效率的关键环节:

超声时间:研究显示,20分钟的超声处理已能有效提取香菇多糖。部分研究采用40分钟的超声处理时间,结合表面活性剂的使用,使香菇多糖含量达到7.05%。

料液比:多项研究推荐的料液比在1:30左右。也有研究采用1:40的料液比,提取率达到15.86%。而表面活性剂协同提取研究中,1:20的料液比也能获得良好效果。

03 创新工艺:多种辅助手段提升效能

二段式超声波辅助提取

2017年研究提出的二段式超声波辅助提取工艺代表了该领域的技术进步。这种工艺采用前后两段超声处理中间加入恒温提取阶段:

前段超声时间20分钟,恒温提取时间130分钟,后段超声时间23分钟。

该工艺在提取温度90℃、提取液pH 5.0、料液比1:30、超声功率400W的条件下达到最佳效果,通过分阶段作用实现了更完整的多糖提取。

表面活性剂协同提取

表面活性剂的添加是提高香菇多糖提取率的有效策略。研究表明,聚乙二醇-400作为表面活性剂,在添加量2%、超声处理时间40分钟、料液比1:20的工艺条件下。

香菇多糖含量达到7.05%,证实表面活性剂能有效促进多糖从香菇基质中的释放。

超声辅助酶法提取

对于香菇柄等副产物的综合利用,超声辅助酶法显示出独特价值。研究发现,使用超声功率120W,超声时间15分钟。

结合纤维素酶添加量0.46%,料液比1:30的条件,能有效提取香菇柄中的可溶性糖、游离氨基酸和滋味肽,为香菇全物的高值化利用开辟了新途径。

04 提取物应用:从食品到医药的多元价值

健康食品与医药应用

香菇提取物在保健食品和医药领域展现出广泛的应用前景:

广东省微生物研究所的专利表明,香菇膳食纤维提取物有助于肠道内优势菌群结构恢复,促进菌群多样化。

这些提取物还能抑制炎症因子的表达,缓解炎症恶化,改善免疫相关的各项生理病理指标,在预防和治疗肠道菌群失调相关疾病方面具有潜力。

复方制剂开发

武汉华士特工业生物技术开发有限公司开发的香菇复方制剂,由香菇提取物45-70%、玛咖25-35%和树莓5-20%组成。

这种优化复配的组方具有高效的协同作用,能提高人体抗病毒、抗菌抗炎能力,增强抵抗疲劳、季节性感冒或病毒性感冒的能力。

抗氧化活性

香港都会大学的最新研究发现,通过优化超声波提取参数获得的香菇多糖-蛋白质复合物具有** enhanced 抗氧化活性。

这种抗氧化活性与蛋白质-多糖比密切相关,高蛋白质-多糖比的提取物表现出更强的抗氧化能力,为开发天然抗氧化剂提供了科学依据。

超声波提取技术的进步正推动香菇资源利用向高效化、高值化方向发展。未来的研究将更加聚焦于提取过程的精准调控和提取物的定向功能化。

随着机制研究的深入和工艺参数的优化,超声波技术有望在食用菌加工领域发挥更为核心的作用,为功能性食品和药物开发提供有力支撑。

来源:Daily健康生活资讯

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