红托竹荪菌托多糖提取工艺及抗氧化降血糖活性_杨玲.pdf

Research paper 研究论文 22 January 2023,42(1):418-429 菌物学报 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q Doi:10.13346/j.mycosystema.220395 资助项目：贵州省科技计划项目(黔科合重大专项字ZWCQ20193013-5,黔科合支撑20192376,黔科合支撑20192451-5,黔科合重大专项字20193004-4)This work was supported by the Science and Technology Plan Project of Guizhou Province(Qiankehezhongdazhuanxiangzi ZWCQ20193013-5,Qiankehezhicheng 20192376,Qiankehezhicheng20192451-5,Qiankehezhongdazhuanxiangzi2019 3004-4).*Corresponding author.E-mail: Received:2022-10-10;Accepted:2022-11-11 菌物学报 Copyright 2023 Institute of Microbiology,CAS.All rights reserved.| Http:/journals- Tel:+86-10-64807521 418 杨玲 贵州科学院生物研究所高级工程师，贵州省食药用菌协会会员、贵州省菌物学会会员。主要从事果蔬及食药用菌采后保鲜和精深加工研发。红托竹荪菌托多糖提取工艺及抗氧化降血糖活性 杨玲*，王万坤，罗丽平，李冰晶，康超，曾维军，郑旋 贵州省生物研究所，贵州 贵阳 550009 摘 要：为利用红托竹荪菌托，采用酶解法提取菌托多糖，优化多糖提取工艺，并测定多糖分子量、单糖组成、抗氧化及降血糖活性。结果表明，最佳酶解法提取工艺为纤维素酶 2.5%、果胶酶0.4%、木瓜蛋白酶 1.5%，50 酶解 1 h，料液比 1:60、提取温度 80、时间 3 h，该条件下多糖提取率达 15.37%，比热水浸提法提高 39.60%。酶解法多糖分子量为 3 344 Da(Mn)、522 208 Da(Mw)、2 929 Da(Mp)，主要由葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、半乳糖和岩藻糖等组成，葡萄糖占最高，达 48.82%。菌托多糖为 2.0 mg/mL 时，DPPH清除率为 93.83%，Fe3+还原能力为 0.140 7，-葡萄糖苷酶活性抑制率为 54.62%、-淀粉酶活性抑制率为 56.45%，与热水浸提法相比差异极显著或显著。酶解法提取红托竹荪菌托多糖，提取率较高，具有较高的抗氧化、降血糖活性，具有推广应用价值。关键词：红托竹荪菌托多糖；酶法提取；分子量；单糖组成；抗氧化；降血糖 引用本文 杨玲，王万坤，罗丽平，李冰晶，康超，曾维军，郑旋，2023.红托竹荪菌托多糖提取工艺及抗氧化降血糖活性.菌物学报，42(1):418-429 Yang L,Wang WK,Luo LP,Li BJ,Kang C,Zeng WJ,Zheng X,2023.Extraction process and antioxidant hypoglycemic activities of polysaccharides from Dictyophora rubrovolvata volva.Mycosystema,42(1):418-429 Research paper 22 January 2023,42(1):418-429 Mycosystema ISSN1672-6472 CN11-5180/Q 菌物学报 419Extraction process and antioxidant hypoglycemic activities of polysaccharides from Dictyophora rubrovolvata volva YANG Ling*,WANG Wankun,LUO Liping,LI Bingjing,KANG Chao,ZENG Weijun,ZHENG Xuan Guizhou Institute of Biology,Guiyang 550009,Guizhou,China Abstract:The polysaccharide from volva of Dictyophora rubrovolvata is extracted by enzymatic method,and the extraction process is optimized.The molecular weight,monosaccharide composition,antioxidant and hypoglycemic activity of polysaccharides are determined.The results showed that the best process for the enzymatic extraction of polysaccharides is:cellulase 2.5%,pectinase 0.4%and papain 1.5%;enzymatic digestion at 50 C for 1 h;regulation of material to liquid ratio of 1:60 and extraction temperature of 80 C.Under such conditions the extraction yield of polysaccharides in 3h reaches 15.37%,39.60%higher than that under hot water extraction condition.The molecular weights of polysaccharides extracted by enzymatic method are 3 344 Da(Mn),522 208 Da(Mw),and 2 929 Da(Mp).The polysaccharides are mainly composed of glucose,mannose,glucuronic acid,galactose and fucose,with the highest percentage of glucose being 48.82%.Under polysaccharide concentration of 2.0 mg/mL,clearance of DPPH is 93.83%,capability of Fe3+reduction is 0.140 7,inhibition rate of-glucosidase activity is 54.62%,and-amylase activity inhibition rate is 56.45%,showing extremely significant difference or significant difference as compared with the polysaccharide extracted by hot water.The polysaccharide extraction process by using enzymatic method shows high-yielding and the extracted polysaccharides have better antioxidant and hypoglycemic activities,and thereby the process is worth popularization and application.Keywords:polysaccharides of Dictyophora rubrovolvata volva;extraction by enzymes;molecular mass;monosaccharide composition;anti-oxidation;hypoglycemic 红托竹荪 Dictyophora rubrovolvata 是我国西南地区的重要食用菌(戴玉成等 2010)，全株由菌托、菌柄和菌盖 3 部分构成，菌托约占全株鲜重的 25%，含有多糖、氨基酸和蛋白质等营养成分(杨晶莹和张弛 2020；曾维军等 2022)，目前菌托在采收时都摘除废弃，不仅是对食用菌资源的浪费，而且还可能造成环境污染，因此利用红托竹荪菌托提取多糖，不仅可以解决种植过程中废弃资源的再利用问题，保护环境，而且还能提高红托竹荪的附加值。食用菌中的多糖主要分布于组织中、细胞内以及结合于菌丝细胞的细胞膜和细胞壁上，只有充分破坏细胞结构，有效成分才能充分释放出来(Wu et al.2013)。目前对多糖的提取多采用热水、酸、碱及有机溶剂浸提法，提取效率较低，且易造成多糖活性降低，还存在化学溶剂残留问题，而超声波、微波和超临界流体萃取等物理方法，设备投入大、运行成本高(孙靖轩等 2012；王娟娟等 2017；Liu&Huang 2019)。酶法是利用生物酶的高效性和专一性，通过破坏植物细胞壁和提高细胞膜的通透性来加速胞内物质溶出，提取条件温和，成本低，是适合食用菌多糖提取的方法(林魁等 2012；马丽媛等 2022)。抗氧化降血糖是食用菌多糖的重要 杨玲 等/红托竹荪菌托多糖提取工艺及抗氧化降血糖活性 研究论文 菌物学报 420 生物活性(叶敏等 2016；Liu et al.2017；Wang et al.2018;Wu et al.2019)，多糖的化学结构对其影响明显(郑婷婷等 2017)。因此本研究采用酶法提取红托竹荪菌托多糖，优化提取工艺，并对多糖的分子量、单糖组成及抗氧化降血糖活性进行分析，以探究不同提取方法对多糖提取率及生物活性的影响，为红托竹荪菌托多糖的开发利用提供参考。1 材料与方法材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 竹荪材料 红托竹荪菌托干品，贵州织金汇苑特色农业有限公司提供。1.1.2 试剂 纤维素酶50 000 U/g、木瓜蛋白酶800 000 U/g、果胶酶60 000 U/g：食品级，北京索莱宝科技有限公司；4-硝基酚-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)：分析纯，-葡萄糖苷酶、-淀粉酶、阿卡波糖：生物试剂，南京都莱生物技术有限公司；鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、岩藻糖、半乳糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、核糖：标品，上海安谱实验科技股份有限公司；其他试剂均为分析纯。1.1.3 仪器和设备 LGJ-10N冷冻干燥机；RE-10L旋转蒸发仪；TGL-16高速冷冻离心机；DK-98-II电热恒温水浴锅；FA1004B 分析天平；1200 液相色谱仪、1260 Infinity MDS凝胶渗透色谱仪；UV-1800SPC紫外/可见分光光度计；MTN-5800 氮吹仪。1.2 方法 1.2.1 原料预处理 取红托竹荪菌托干品，用适量 75%乙醇浸泡，脱脂 48 h，置于烘箱内，5060 烘干，粉碎过 40 目筛，得菌托粉备用。1.2.2 多糖提取工艺 取竹荪菌托粉 30 g，加入纤维素酶、果胶酶、木瓜蛋白酶，按料液比(质量体积比)加入纯净水，调 pH 值至 4.64.8，50 酶解 1 h，升温至 90 灭酶活，热水浸提，过滤，离心，上清液真空减压浓缩，加入浓缩液 3 倍体积的95%食品级乙醇，置于 04 冰箱过夜(12 h 以上)，醇沉，过滤，离心，沉淀用水充分溶解，加入等体积的 Sevage 试剂(氯仿:异戊醇=3:1)脱蛋白 34 h，过滤，上清液真空减压浓缩，再用95%食品级乙醇醇沉，过滤，离心，沉淀真空冷冻干燥，得菌托多糖。按公式(1)计算多糖提取率。(g)(%)100(g