基于低共熔溶剂的香菇甲壳素-葡聚糖复合物绿色高效提取及功能特性研究

本研究针对传统甲壳素提取方法污染重、效率低的问题，创新性采用低共熔溶剂（DES）从香菇（Lentinula edodes var. crispum）中提取甲壳素-葡聚糖复合物（CGC）。通过优化ChCl/LA体系在80℃实现32.3%的CGC得率，纯度达47.5%，并保留β-葡聚糖复合结构，其生物相容性（L929细胞存活率>80%）为生物医学应用提供新思路。

　　

甲壳素作为自然界储量第二大的生物聚合物，在医药、食品等领域具有广泛应用前景。然而传统从甲壳动物中提取的方法面临严峻挑战：强酸强碱工艺产生大量污染（如处理100g蟹壳需972mL浓盐酸并释放220g CO₂），且原料中的过敏原和重金属残留限制其医疗级应用。真菌来源的甲壳素-葡聚糖复合物（CGC）因其无矿物杂质、含功能性β-葡聚糖等优势成为理想替代品，但现有提取技术仍存在效率低（传统碱法仅21.2%得率）、溶剂毒性等问题。

浙江某科技公司联合高校团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，首次系统评估六种低共熔溶剂（DES）从香菇（Lentinula edodes var. crispum）中提取CGC的性能。通过FTIR验证DES形成，采用单因素实验优化温度参数，结合SEM、XRD、TGA等技术表征产物特性，并通过MTT法评估生物相容性。

DES表征
FTIR分析显示胆碱基DES（如ChCl/LA）比甜菜碱基体系更易形成氢键网络，其中ChCl/LA在80℃时羟基峰位移最显著，预示最佳提取潜力。

提取性能比较
ChCl/LA体系实现三大突破：

1. 得率创新高（32.3% vs 碱法21.2%）
2. 纯度优异（47.5%甲壳素，DA=65.16%）
3. 杂质残留极低（蛋白质6.32%，CaCO₃ 0.47%）

结构特性
SEM显示DES提取的CGC表面粗糙但保留纤维网状结构；XRD证实结晶度降低（因氢键破坏），但TGA证明热稳定性保持（最大分解温度280℃）。

生物相容性
L929细胞实验显示存活率>80%，显著优于离子液体法提取物，满足ISO 10993-5医用材料标准。

该研究开创性地建立真菌CGC绿色提取新范式：

1. 经济性：选用香菇副产物降低成本
2. 环保性：DES可循环使用，减少90%废水
3. 功能性：保留β-葡聚糖免疫活性
4. 安全性：突破医用级甲壳素原料瓶颈

研究不仅为真菌生物质高值化利用提供技术支撑，更推动甲壳素产业向可持续发展转型。团队建议未来研究可探索DES回收工艺及CGC在创伤敷料中的具体应用。