基于等离子体-超声协同作用的平菇多糖高效提取及其功能特性表征

推荐 为解决传统热水提取（HWE）效率低且环境不友好的问题，研究人员采用等离子体辅助提取（PAE）、超声辅助提取（UAE）及等离子预处理-超声提取（PPUE）技术，发现PPUE在最优条件下（1分钟等离子预处理+30分钟超声）使平菇多糖粗提率提升至12.0%，较HWE提高72.4%，兼具高能量效率（975.6 kJ/g）和抗氧化活性（ABTS抑制率81.5%），为工业化应用提供新思路。

　　

论文解读
近年来，随着天然健康产品需求的激增，从功能性食品中提取活性成分成为研究热点。平菇（Pleurotus ostreatus）多糖（POP）因其抗氧化、免疫调节等特性备受关注。然而，传统热水提取（HWE）方法存在效率低、能耗高且破坏热敏性成分的问题。为突破这一瓶颈，台湾国立中兴大学的研究团队创新性地结合等离子体技术（PAE）与超声技术（UAE），提出等离子预处理-超声提取（PPUE）新方法，并系统评估其性能。

该团队首先对比四种提取方式：PAE、UAE、PPUE及HWE。结果显示，PPUE在60分钟内粗多糖产量达12.0%，显著高于其他方法（PAE为9.4%、UAE为7.6%、HWE为7.0%）。其能量效率高达975.6 kJ/g，水溶性指数为65.7%，水保持能力达4.66 g/g，总酚含量为67.07 μg GAE/g，抗氧化活性（ABTS）达81.5%，均优于传统方法。

研究采用等离子体预处理与超声协同作用机制：等离子体产生的活性氧（ROS）和活性氮（RNS）通过氧化裂解细胞壁，超声空化效应则增强传质效率。动力学模型证实PPUE遵循双位点提取机制，实现快速解吸与可控扩散平衡。结构分析表明，该方法通过削弱细胞壁通透性，显著提高多糖释放率。

该研究不仅验证了PPUE在提升提取效率方面的优势，还揭示其保留功能成分的潜力，为食品工业的绿色加工提供了科学依据。研究成果发表于《Innovative Food Science》。

关键技术方法
本研究采用等离子体预处理联合超声辅助提取技术，结合动力学建模与结构表征。具体步骤包括：1）将平菇粉末经冷冻干燥后研磨过筛；2）依次进行1分钟等离子体预处理（参数未详述）及30分钟超声提取（频率与功率未详述）；3）通过苯酚-硫酸法测定多糖含量，Folin-Ciocalteu法检测总酚含量，ABTS法评估抗氧化活性，并利用扫描电镜观察细胞结构变化。

研究结果

1. 提取效率对比
   PPUE在60分钟内粗多糖产量达12.0%，显著高于PAE（9.4%）、UAE（7.6%）及HWE（7.0%）。等离子体预处理1分钟时PPUE效率最高，随后趋于稳定。

2. 功能特性
   PPUE提取的多糖水溶性指数为65.7%，水保持能力为4.66 g/g，总酚含量达67.07 μg GAE/g，ABTS抗氧化活性为81.5%，均显著优于其他方法。

3. 能量效率
   PPUE单位能耗仅为975.6 kJ/g，远低于传统HWE，体现其经济性。

4. 机制解析
   动力学模型证实PPUE符合双位点提取机制，等离子体通过ROS/RNS破坏细胞壁，超声促进多糖扩散，二者协同提升提取效率。

研究结论与意义
PPUE通过等离子体与超声的协同作用，在保证多糖高产率的同时保留其生物活性，解决了传统方法效率低、能耗高的问题。该技术为功能性食品开发提供了高效、绿色的解决方案，具有广阔的应用前景。未来需进一步优化工艺参数并探索其在其他生物资源中的适用性。