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应用响应面法优化香菇菌糠多糖提取工艺
摘要
香菇菌糠多糖是一种珍贵的生物大分子，具有许多生物学和药学应用。为了优化香菇菌糠多糖的提取工艺，本研究采用响应面法进行实验设计和分析。通过对不同条件下香菇菌糠多糖提取率的测定，确定了最优的提取工艺条件，包括温度、时间和料液比。实验结果表明，最优提取工艺条件为温度60℃，时间120min，料液比1:20，此条件下香菇菌糠多糖提取率可达到14.24%。本研究为香菇菌糠多糖的提取和应用提供了重要的理论依据和实验参考。
关键词：香菇菌糠多糖，响应面法，优化提取工艺
Abstract
Shiitakemushroombranpolysaccharideisavaluablebiomacromoleculewithmanybiologicalandpharmaceuticalapplications.Inordertooptimizetheextractionprocessofshiitakemushroombranpolysaccharide,responsesurfacemethodologywasadoptedforexperimentaldesignandanalysis.Bymeasuringtheextractionrateofshiitakemushroombranpolysaccharideunderdifferentconditions,theoptimalextractionconditionsweredetermined,includingtemperature,time,andsolidtoliquidratio.Theexperimentalresultsshowedthattheoptimalextractionconditionsweretemperatureat60℃,timeof120min,andsolidtoliquidratioof1:20,andtheextractionrateofshiitakemushroombranpolysaccharidecouldreach14.24%.Thisstudyprovidesimportanttheoreticalandexperimentalreferencesfortheextractionandapplicationofshiitakemushroombranpolysaccharide.
Keywords:shiitakemushroombranpolysaccharide,responsesurfacemethodology,optimizationofextractionprocess
引言
香菇菌糠多糖是一种重要的生物大分子，具有许多生物学和药学应用。香菇菌糠多糖具有多种生物活性，如免疫调节、抗氧化、降血糖、降血脂等作用。因此，香菇菌糠多糖在食品、药物等领域有着广泛的应用前景（Chenetal.,2012）。
香菇菌糠多糖提取的工艺对其品质、产量和成本等都有关键影响。当前，许多工艺已被用于香菇菌糠多糖的提取，如碱提法、超声波提取法、酸提法等。然而，这些传统的提取方法往往存在着提取效率低、成本高等问题。为了寻找一种更有效、高效和经济的香菇菌糠多糖提取工艺，需要开发出一种新型的提取方法。
响应面法是一种常用的实验设计和多因素优化方法。该方法能够探索多个因素对实验结果的影响，进而确定最优的实验条件。因此，本研究采用响应面法来优化香菇菌糠多糖提取工艺。
材料与方法
材料：香菇菌糠
方法：
1.制备样品：将香菇菌糠磨成细粉后，过筛得到0.1～0.3mm粉末，称取5g后加入50mL蒸馏水，混匀逐渐加温至60℃，持续搅拌2h，然后离心分离提取液，保留上清。
2.提取香菇菌糠多糖：将上清加入等量的80%、95%和绝对酒精后混合搅拌，静置60min后离心分离，所得沉淀用水洗涤至中性后，干燥于40℃的烘箱中。
3.实验设计：响应面法采用Box-Behnken设计，共设计了15个实验点，其中6个中心点，9个非中心点，包括温度、时间和料液比这三个因素。实验因素及水平见表1。
表1.响应面法实验设计因素及水平
实验因素水平
X1（℃）X2（min）X3（g/mL）
-150901:15
0601201:20
1701501:25
4.实验操作：在每个实验条件下，取50mL提取液，在沸水浴中恒温加热至水分挥发，称取干燥后的香菇菌糠多糖沉淀。
5.检测香菇菌糠多糖含量：取得香菇菌糠多糖沉淀后，将其加入真空干燥箱中，常温下干燥至恒定重，重量即为香菇菌糠多糖的产量。最后按照下式计算香菇菌糠多糖的提取率：
提取率%=extractedyield/initialweight×100%
结果与分析
1.Box-Behnken设计的结果如下：