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为解决传统热水提取（HWE）法提取药用蘑菇多糖 - 蛋白质复合物（PSPs）存在的问题，研究人员开展调制超声辅助提取（UAE）参数对 PSPs 组成和抗氧化活性影响的研究。结果表明 UAE 条件影响 PSPs 组成，高蛋白质 - 多糖比可增强抗氧化活性。该研究为提取生物活性化合物提供新思路。
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。
为了攻克这些难题，来自香港都会大学等机构的研究人员开展了一项深入研究。他们以香菇和灰树花这两种重要的药用蘑菇为研究对象，全面评估了 UAE 的多个参数，包括超声功率强度、温度、蘑菇粒径和固液比，对 PSP 提取物的分子组成和抗氧化活性的影响。通过精心设计的实验和严谨的数据分析，研究人员取得了一系列重要成果，并将研究成果发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》上。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先，使用特定的超声处理器进行 UAE 实验，通过量热法精确测量实际传输到样品的功率，并计算超声强度；其次，采用单因素实验法，分别探究各个 UAE 参数对 PSP 组成的影响；然后，运用 Box - Behnken 设计（BBD）和响应面法（RSM），评估主要 UAE 过程因素对 PSP 抗氧化性能的影响，并建立模型进行优化；最后，通过测定多糖和蛋白质含量，以及采用细胞保护活性测试评估 PSP 提取物的抗氧化活性。
在研究结果方面：
- UAE 参数对蘑菇 PSP 提取物多糖和蛋白质组成的影响：
- 功率强度：对于香菇，6.21 W/cm2 和 11.34 W/cm2 的 UAE 功率强度下 PSP 的蛋白质含量相对较高，11.34 W/cm2 时蛋白质 - 多糖比最高，但 21.62 W/cm2 时蛋白质含量显著下降。对于灰树花，6.21 W/cm2 时 PSP 中蛋白质含量高于多糖，11.34 W/cm2 时两者提取更高效但蛋白质 - 多糖比降低，21.62 W/cm2 时蛋白质含量减少。这表明 UAE 功率强度显著影响 PSP 组成，且不同蘑菇物种存在差异。
- 温度：香菇在 40°C 和 55°C 下 UAE 得到的 PSP 中蛋白质含量相对较高，70°C 时蛋白质含量明显降低。灰树花在 40°C 和 55°C 时多糖和蛋白质含量随时间增加，55°C 时提取更高效，70°C 时蛋白质含量下降。说明 UAE 温度显著影响 PSP 组成，40°C - 55°C 有利于提高蛋白质百分比，70°C 会使蛋白质变性，增加多糖百分比。
- 蘑菇粒径：香菇和灰树花在粒径 < 600 μm 时，多糖和蛋白质提取效率最高。香菇在该粒径下蛋白质 - 多糖比相对较高，而灰树花的蛋白质 - 多糖比在不同粒径下均小于 1.5，表明粒径对香菇 PSP 的蛋白质 - 多糖比影响更显著。
- 固液比：香菇和灰树花在固液比为 1:30 时，多糖和蛋白质提取效率最高，但固液比对两者 PSP 的分子组成选择影响不显著，蛋白质 - 多糖比相对稳定。
- 通过调制不同 UAE 条件优化蘑菇 PSP 提取物的抗氧化活性：研究发现，香菇在温度 55°C、超声功率强度 6.21 W/cm2、蘑菇粒径 < 600 μm 时抗氧化活性最高；灰树花在超声功率强度 6.21 W/cm2 时抗氧化活性较高，温度对其抗氧化活性影响不显著。高抗氧化活性与 PSP 中高蛋白质 - 多糖比相关，建立的模型能有效预测不同 UAE 条件下 PSP 提取物的抗氧化活性，并确定了香菇和灰树花的最佳 UAE 条件，实验结果与模型预测高度吻合。
研究结论和讨论部分指出，UAE 条件对蘑菇提取物中 PSP 的组成有着显著影响，而 PSP 的组成又与抗氧化活性密切相关，高蛋白质 - 多糖比能够增强提取物的抗氧化活性。研究成功建立的二阶多项式模型，可有效关联 UAE 过程因素与抗氧化活性，从而预测出最大化 PSP 抗氧化活性的最佳 UAE 条件。这一研究成果为从药用蘑菇中提取生物活性化合物提供了重要的理论依据和实践指导，对推动药用蘑菇在制药和保健品领域的应用具有重要意义。不过，目前蘑菇多糖和蛋白质之间的相互作用及其潜在的抗氧化机制尚未完全明晰，仍需进一步深入研究。
