微波协同缓冻法提取香菇蛋白的工艺研究
闫凤超++李佳梅
香菇（Lentinus edodes）蛋白中含有18种氨基酸，其中包括8种人体必需的氨基酸，有较高的营养价值，是一般食品所不能比拟的，被日本人称作“植物性食品的顶峰”。香菇蛋白具有对降低胆固醇、增强免疫力，抑制肿瘤、抗衰老等具有医药保健作用，故香菇蛋白提取工艺的研究对增加香菇产业的附加值具有一定意义。
缓冻技术原理是在-4-～-20℃条件下，香菇细胞壁经过长时间的冷冻之后细胞内产生粗大的冰晶刺破细胞壁，有利于香菇蛋白的溶出，提高蛋白的提取率。
微波提取法因其具有高效性，操作简便，得率高，产物易于纯化等特点已广泛应用于天然产物的提取。本实验采用缓冻与微波相结合的提取方法，旨在优化提取工艺条件，提高香菇蛋白提取率，为香菇蛋的保健食品提供新的工艺。
材料与仪器
香菇：黑龙江省宝泉岭农场
硫酸铜，硫酸钾，浓硫酸，硼酸，氢氧化钠，甲基红指示剂，溴甲酚绿指示剂，乙醇，以上试剂均为国产分析纯。
气流式超微粉碎机，广州市旭朗机械设备有限公司；SCIENTZ-ⅡD型超声波细胞破碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司；离心机，北京医疗仪器修配厂。
实验方法
测定方法。蛋白质的测定参照GB 5009.5—2010进行测定。
香菇蛋白的提取方法。菇→烘干→粉碎（过100目筛）→去离子水浸泡30min→-4-～-20℃冷冻→微波处理→离心（4500r/min，15min）→取上清液，测定蛋白含量
结果与分析
单因素试验的结果与分析。（1）缓冻时间对香菇蛋白提取的影响
香菇粉与去离子水按照1：30，浸泡30min，在-4-～-20℃分别缓冻8h、12h，16h，20h，24h，微波功率为500w，微波时间为3min的条件下浸提，测定浸提液中香菇蛋白的含量。由图1可知，缓冻时间为16h，香菇蛋白的提取率最高。
（2）料液比对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液比分别按照1：30，1：50，1：70，1：90，1：110，1：130，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波功率为500w，微波时间为3min的条件下浸提，测定浸提液中香菇蛋白的含量。由图2可知，料液比为1：90，香菇蛋白的提取率最高。
（3）微波功率对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液为1：90，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波时间为3min，分别使用微波功率200w，300w，400w，500w，600w，700w浸提，测定浸提液中的香菇蛋白。由图3可知，微波功率500w之后，香菇蛋白的提取率程缓慢上升趋势，从节约能源角度，选择微波功率500w时，提取率最佳。
（4）微波时间对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液为1：90，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波功率为500w，分别微波时间2min，3min，4min，5min，6min，测定浸提液中的香菇蛋白。由图4可知，微波时间为5min，香菇蛋白提取率最高，由于微波6min时，温度过高，香菇浸提液沸腾，喷出部分液体，导致提取率明显下降。
正交实验的结果与分析。优化香菇蛋白提取的单因素条件，确定正交实验的因素，设定四因素三水平正交实验，确定香菇蛋白最佳的提取条件，详见表1和表2。从极差R可以看出，四因素对香菇蛋白的影响大小顺序是微波时间>缓冻时间>超料液比>微波功率。最佳提取条件为缓冻时间16h，料液比1：110，微波功率為400w，微波时间为5min，在此条件下，香菇蛋白提取率达到5.23%。
结论
微波具有穿透力强、选择性高，加热效率高等特点，所以微波对香菇细胞的加热和破壁加速了细胞内有效成分的快速溶出，微波法提取香菇含氮物质的方法与传统提取方法相比，具有时间短、节省能源、降低环境污染、提取率高等优点，将微波技术应用于工业生产能提高经济价值。
本实验最佳提取条件为缓冻时间16h，料液比1：110，微波功率为400w，微波时间为5min，在此条件下，香菇蛋白提取率达到5.23%。
香菇（Lentinus edodes）蛋白中含有18种氨基酸，其中包括8种人体必需的氨基酸，有较高的营养价值，是一般食品所不能比拟的，被日本人称作“植物性食品的顶峰”。香菇蛋白具有对降低胆固醇、增强免疫力，抑制肿瘤、抗衰老等具有医药保健作用，故香菇蛋白提取工艺的研究对增加香菇产业的附加值具有一定意义。
缓冻技术原理是在-4-～-20℃条件下，香菇细胞壁经过长时间的冷冻之后细胞内产生粗大的冰晶刺破细胞壁，有利于香菇蛋白的溶出，提高蛋白的提取率。
微波提取法因其具有高效性，操作简便，得率高，产物易于纯化等特点已广泛应用于天然产物的提取。本实验采用缓冻与微波相结合的提取方法，旨在优化提取工艺条件，提高香菇蛋白提取率，为香菇蛋的保健食品提供新的工艺。
材料与仪器
香菇：黑龙江省宝泉岭农场
硫酸铜，硫酸钾，浓硫酸，硼酸，氢氧化钠，甲基红指示剂，溴甲酚绿指示剂，乙醇，以上试剂均为国产分析纯。
气流式超微粉碎机，广州市旭朗机械设备有限公司；SCIENTZ-ⅡD型超声波细胞破碎机，宁波新芝生物科技股份有限公司；离心机，北京医疗仪器修配厂。
实验方法
测定方法。蛋白质的测定参照GB 5009.5—2010进行测定。
香菇蛋白的提取方法。菇→烘干→粉碎（过100目筛）→去离子水浸泡30min→-4-～-20℃冷冻→微波处理→离心（4500r/min，15min）→取上清液，测定蛋白含量
结果与分析
单因素试验的结果与分析。（1）缓冻时间对香菇蛋白提取的影响
香菇粉与去离子水按照1：30，浸泡30min，在-4-～-20℃分别缓冻8h、12h，16h，20h，24h，微波功率为500w，微波时间为3min的条件下浸提，测定浸提液中香菇蛋白的含量。由图1可知，缓冻时间为16h，香菇蛋白的提取率最高。
（2）料液比对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液比分别按照1：30，1：50，1：70，1：90，1：110，1：130，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波功率为500w，微波时间为3min的条件下浸提，测定浸提液中香菇蛋白的含量。由图2可知，料液比为1：90，香菇蛋白的提取率最高。
（3）微波功率对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液为1：90，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波时间为3min，分别使用微波功率200w，300w，400w，500w，600w，700w浸提，测定浸提液中的香菇蛋白。由图3可知，微波功率500w之后，香菇蛋白的提取率程缓慢上升趋势，从节约能源角度，选择微波功率500w时，提取率最佳。
（4）微波时间对香菇蛋白提取的影响
香菇粉料液为1：90，浸泡30min，在-4-～-20℃缓冻16h，微波功率为500w，分别微波时间2min，3min，4min，5min，6min，测定浸提液中的香菇蛋白。由图4可知，微波时间为5min，香菇蛋白提取率最高，由于微波6min时，温度过高，香菇浸提液沸腾，喷出部分液体，导致提取率明显下降。
正交实验的结果与分析。优化香菇蛋白提取的单因素条件，确定正交实验的因素，设定四因素三水平正交实验，确定香菇蛋白最佳的提取条件，详见表1和表2。从极差R可以看出，四因素对香菇蛋白的影响大小顺序是微波时间>缓冻时间>超料液比>微波功率。最佳提取条件为缓冻时间16h，料液比1：110，微波功率為400w，微波时间为5min，在此条件下，香菇蛋白提取率达到5.23%。
结论
微波具有穿透力强、选择性高，加热效率高等特点，所以微波对香菇细胞的加热和破壁加速了细胞内有效成分的快速溶出，微波法提取香菇含氮物质的方法与传统提取方法相比，具有时间短、节省能源、降低环境污染、提取率高等优点，将微波技术应用于工业生产能提高经济价值。
本实验最佳提取条件为缓冻时间16h，料液比1：110，微波功率为400w，微波时间为5min，在此条件下，香菇蛋白提取率达到5.23%。
