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火棘水溶性多糖的提取及分离纯化



全 文 :157※工艺技术 食品科学 2005, Vol. 26, No. 1
温和等特点,适合用于蜂胶总黄酮的提取。
蜂胶对心血管疾病、肿瘤、糖尿病、肝病、肠
胃病等具有十分明显的医疗保健功效,作为功能食品资
源必将具有十分广阔的开发应用前景。
参考文献:
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火棘水溶性多糖的提取及分离纯化
张海生,段玉峰*,周 芳,杨锋
(陕西师范大学食品工程系,陕西 西安 710062)
摘 要:本文对火棘水溶性多糖的提取工艺、分离纯化以及纯度鉴定作了研究。结果表明:火棘多糖的最佳提
取工艺为90℃、9h、料液比为1:10,火棘多糖的提取率约为3.5%;通过分级沉淀、DE-52柱层析分离得到PP-
A2、PP-A3、PP-A4和PP-B1、PP-B2、PP-B3六种组分;经Sephadex G-200柱层析鉴定,PP-A2、PP-A3、
PP-B2为均一多糖。
关键词:火棘;多糖;提取;分离纯化
Extraction, Isolation and Purification of Water-soluble Polysaccharides from Pyracantha fo tuneana
ZHANG Hai-sheng,DUAN Yu-feng*,ZHOU Fang,YANG Feng
(Department of Food Engineering, Shaanxi Normal University , Xian 710062, China)
Abstract :The extraction, isolation and purification of water-soluble Pyracantha fortunean polysaccharides were studied. The
results indicated that the optimal extraction technology of Pyracantha fortuneana polysaccharides were 90℃, 9h and 10:1(W/W)
of water to its fruit. Extraction rate of the polysaccharides was 3.5%. Then through isolating it with fractional precipitation and
DE-52 column chromatography, six glycoconjugates, PP-A2, PP-A3, PP-A4, PP-B1, PP-B2 and PP-B3, were obtained. Sephadex
G-200 gel filtration chromatography showed that PP-A2, PP-A3, PP-B2 were pure.
Key words:Pyracantha fortuneana;polysaccharides;extraction;i olation and purification
中图分类号:Q948.6 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)01-0157-05
收稿日期:2003-12-15 *通讯作者
作者简介:张海生(1965-),男,在读博士,主要从事天然
活性成分研究与功能食品开发。
火棘(Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li)果实,又叫
赤阳子、救军粮,主要分布于我国东南和西南部,也
是秦巴山区主要野生植物之一[1]。火棘始载于《滇南本
草》,其果实性味干酸,药用具有健脾消积、生津止
渴、清热解毒、活血止血等功效[ 2 ]。近年来的研究表
明火棘果实具有很大的药用和食用开发价值[3]。有报道
火棘果实总提取物具有消除自由基、降血脂、增强免
疫力、增强体力和促进消化等作用[4]。
为了进一步开发火棘野生资源,我们对秦巴山区产
火棘果实中水溶性多糖的提取、分离纯化及纯度鉴定等
进行了研究,为进一步阐明火棘多糖的生物活性及化学
结构做了前期工作。
2005, Vol. 26, No. 1 食品科学 ※工艺技术158
1 材料与方法
1.1材料与试剂
火棘(Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li)果实,采自
秦巴山区镇巴县;DE-52,Sigma公司;Sephadex G-
200,Pharmacia公司;LSA大孔吸附树脂, 西安蓝深交
换吸附材料有限公司。
1.2主要仪器设备
DHL-A电脑恒流泵 上海沪西分析仪器厂;DBS-
100电脑全自动部分收集器 上海沪西分析仪器厂;层
析柱(2.5×45cm 和1.1×120cm);RE-52A型旋转蒸发
器 上海亚荣生化仪器厂;真空冷冻干燥器 南京产;
TU-1901 UV-VIS Spectrophotometer 北京普析通用仪器
有限公司;DPS数据处理系统 浙江大学。
1.3火棘水溶性多糖的提取、分离纯化工艺路线
新鲜火棘果实→60℃烘干→粉碎过筛(40目)→石油
醚脱脂两次→热水提取→减压浓缩→脱蛋白→脱色→乙
醇分级沉淀→冷冻干燥→火棘粗多糖→DE-52(Cl-型)柱层
析分离→透析、浓缩→乙醇沉淀→冷冻干燥→火棘多糖
组分→纯度鉴定
1.4试验方法
1.4.1火棘水溶性多糖的提取
称取火棘粉末,加石油醚(70~90℃)回流脱脂两
次,回收石油醚,固形物中加入热水于水浴中浸取,提
表1 火棘多糖最佳提取条件试验设计及结果
Table 1 Result and orthogonal of extract condition of polysaccharides from Pyracantha fortuneana
因素 Factors
试验号
温度Temperature(℃) 时间Time(h)
料液比 提取率(%)
Experiment No. The ratio of solid to SolutionExtraction rate(%)
A B C D
1 1(70) 1(5) 1(1:8) 1 1.82
2 1 2(7) 2(1:10) 2 2.18
3 1 3(9) 3(1:12) 3 2.53
4 2(80) 1 2 3 2.63
5 2 2 3 1 2.92
6 2 3 1 2 2.97
7 3(90) 1 3 2 3.15
8 3 2 1 3 3.25
9 3 3 2 1 3.47
K1 6.53 7.60 8.04 8.21
K2 8.52 8.35 8.28 8.30
K3 9.87 8.97 8.60 8.41
k1 2.1767 2.5333 2.6800 2.7367
k2 2.8400 2.7833 2.7600 2.7667
k3 3.2900 2.9900 2.8667 2.8033
极差R 1.1133 0.4567 0.1867 0.0667
调整R 1.0027 0.4113 0.1681 0.0600
取液经减压浓缩、乙醇沉淀、冷冻干燥得火棘粗多糖。
1.4.2分离纯化
将火棘粗多糖溶解后脱蛋白、脱色、分级沉淀得
火棘多糖PP-A和PP-B,对PP-A、PP-B进行DE-52(Cl-
型)柱层析(2.5×45cm),得到不同组分。
1.4.3纯度鉴定[5]
采用Sephadex G-200凝胶柱层析(1.1× 20cm)进行
纯度鉴定。
1.4.4多糖含量测定
多糖含量测定采用硫酸-苯酚法[6]。
2 结果与分析
2.1火棘水溶性多糖的提取
根据单因素初步试验,影响火棘多糖提取率的主要
因素有提取温度、时间、料液比等,采用L9(34)正交
试验设计(表1),利用DPS数据处理系统进行方差分析
(表2),确定最佳的提取工艺。
由表1的极差分析结果表明各因素对火棘多糖提取
率影响的顺序为:温度﹥时间﹥料液比;表2的方差分
析结果可见,温度对提取率的影响极显著,其次是时
间、料液比。最优水平组合为A3B3C2,即在90℃,提
取9h,料液比为1:10,火棘多糖的提取率约为3.5%。
2.2分离纯化
159※工艺技术 食品科学 2005, Vol. 26, No. 1
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
Origin of varianceSum of squareFreedom Mean SquareF.value Prominence Level
A 1.8820 2 0.9410 281.3654 0.0035**
B 0.3138 2 0.1569 46.9070 0.0209**
C 0.0526 2 0.0263 7.8671 0.1128
D* 0.0067 2 0.0033
误差(error) 0.0067 2 0.0033
总和(Total) 2.2551
表2 正交设计方差分析(完全随机模型)
Table 2 Analysis of orthogonal experiment
2.2.1脱蛋白
植物粗多糖中一般都含有蛋白质,主要以游离态和
结合态的形式存在。将粗多糖完全溶解后分别用Sevag
法、酶法、蛋白酶-Sevag法进行了脱蛋白试验,并利
用紫外扫描比较了各方法的效果。
2.2.1.1Sevag法[7]
用Sevag法连续操作多次,直至下层氯仿溶液无混
浊出现。然后对多糖溶液进行200~400nm紫外扫描,
结果如图1。可见260~280nm处有一小的蛋白特征吸收
峰。由于Sevag法主要用于植物多糖中游离蛋白的脱
除,而对结合蛋白的脱除效果不理想,表明火棘粗多
糖中含有部分结合蛋白。
2.2.1.2酶法脱蛋白
测得多糖溶液的pH为5.6,故浓缩后选用木瓜蛋白
酶1%(W/V),60℃酶解3h后进行紫外扫描(图2)。图2
中的260~280nm处仍有一蛋白特征吸收峰,而且较图1
更为显著,这是因为火棘果实中蛋白含量本身比较低
[8],使用酶法脱蛋白的同时,引入了外来蛋白质—酶,
使得蛋白质含量有一定的增加。
2.2.1.3蛋白酶-Sevag法脱除蛋白
先加入1%木瓜蛋白酶,60℃酶解3h后利用Sevag
法连续处理至无浑浊出现,结果见图3。图3中无蛋白
质的特征吸收峰,表明蛋白质已脱除。
2.2.2脱色
脱除蛋白质的火棘多糖溶液有较深的颜色,为了进
一步对其进行纯化,分别用大孔吸附树脂LSA-8、LSA-
800、LSA-800B进行柱层析(1.0×30cm)脱色,用水、
0.1、0.25、0.5、1.0mol/L NaCl溶液梯度洗脱。结果
表明LSA-8对火棘多糖具有很好的脱色作用,其洗脱曲
线见图4。图4中的洗脱峰为水洗脱物,回收洗脱物所
得多糖无色,回收率为72.3%。可见LSA-8对火棘中色
素有很好的吸附作用,而对多糖几乎无吸附作用。
2.2.3分级沉淀
分别用1.5倍、5倍体积的乙醇沉淀经脱蛋白、脱色
的火棘粗多糖溶液,冷冻干燥得火棘多糖PP-A、PP-B。
2005, Vol. 26, No. 1 食品科学 ※工艺技术160
2.2.4DE-52柱层析分离
采用DE-52(Cl-型)柱层析(2.5×45cm),对火棘多糖
PP-A、PP-B分别进行分离纯化。使用不同浓度的
NaCl、Na2SO4、NaOH分别进行洗脱试验,结果表明
依次使用水、0.2mol/L NaCl、0.4mol/L NaCl、0.5mol/
L NaOH溶液洗脱可获得PP-A的分离组分PP-A1(峰Ⅰ)、
PP-A2(峰Ⅱ)、PP-A3(峰Ⅲ)、PP-A4(峰Ⅳ);依次使用
水、0.3mol/L NaCl、0.3mol/L NaOH溶液洗脱可获得PP-
B的分离组分PP-B1(峰Ⅰ)、PP-B2(峰Ⅱ)、PP-B3(峰Ⅲ)。
分离效果分别见图5和图6。
收集各个分离组分,浓缩、透析、醇沉、冻干
得火棘多糖PP-A2、PP-A3、PP-A4、和PP-B1、PP-
B2、PP-B3,而PP-A1经浓缩后,加入乙醇无沉淀生
成,表明这部分可能是小分子糖;各组分含量分布为
PP-A2:PP-A3:PP-A4为7 8.6:1,PP-B1:PP-B2:PP-B3为
1:2.4:2.6。
2.3纯度鉴定
利用Sephadex G-200凝胶过滤层析(1.1×120cm),
以0.1mol/L NaCl为洗脱液,对火棘多糖的DE-52分离组
分进行了纯度鉴定。结果PP-A2、PP-A3和PP-B2得到
了对称单一峰(图7),表明其为均一多糖。
3 结 论
通过正交试验获得了火棘水溶性多糖的最佳提取条
件是:90℃,9h,料液比为1:10;最佳提取条件下的
多糖提取率为3.5%。
最适合火棘多糖脱蛋白的方法是蛋白酶-Sevag法;
从三种LSA大孔吸附树脂中选择出了LSA-8作为良好的
脱色材料。
为了能更准确判断火棘多糖的纯度,本试验采用了
1.1×120cm Sephadex G-200凝胶柱层析,并对其性能作
了简单测试:利用0.1mol/L NaCl为洗脱液,流速控制
在1ml/6min,可实现Dextran T-40与Dextran T-70的良
好分离效果。可见,本文纯度鉴定的结果是可信的。
火棘多糖经分离纯化获得PP-A2、PP-A3和PP-B2
三种均一组分,其它组分尚待进一步纯化。
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滑菇多糖制备的研究
李海平1,2,王 硕2
(1.天津科技大学食品与生物工程学院,天津 300222, China;
2.天津商学院食品科学与生物工程系,天津 300134, China)
摘 要:本文采用酶法制备滑菇多糖(Pholiot Nameko Polysaccharide, PNP),确定了制备的最佳工艺。加酶(纤维素
酶和中性蛋白酶)酶解后,热水浸提,再用sevage法除去蛋白,95%的乙醇醇析得到滑菇多糖的纯化物。
关键词:滑菇多糖;工艺;测定方法
Research on Preparation of Nameko Polysaccharide
LI Hai-ping1,2,WANG Shuo2
(1.Department of Food and Biological Engineering, Tianjin University of Commerce,
Tianjin 300134, China;2.College of Food and Biological Engineering, Tianjin University of Science and
Technology, Tianjin 300222, China)
Abstract :This paper mainly investigated the preparation, purification and determination of Pholiot nameko polysaccharide
(PNP). The optimum processing of the PNP was introduced. The process was as follows: Neutral proteinase and water were
mixed with Pholiot nameko and kept in certain temperature and extracted by hot water. The protein in crude polysaccharide was
removed by sevage method and purified with 95% ethanol.
Key words:namko polysaccharide;pro ess;method of determination
中图分类号:Q538 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)01-0161-04
收稿日期:2003-12-03
作者简介:李海平(1974-),男,讲师,博士研究生,主
要从事乳品科学研究。
多糖是自然界中含量最丰富的一种生物聚合物,几
乎存在于所有的生物中。具有能量储存、结构支持、
防御和抗原决定性等功能。多糖是来自于高等植物、动
物细胞膜、微生物细胞壁中的天然大分子物质,是所
有生命体的重要组成成分与维持生命所必须的结构材料
[1]。多糖是一类非特异性的免疫增强剂,对肿瘤有一定
的辅助治疗作用,可增强免疫活性细胞和杀瘤效应细胞
的活性[2]。能明显调节T、B、CTL、NK和Mφ等细
胞的功能,促进Ig类抗体含量提高;能促进IL-2的产
生和 IL-2 R的表达,诱导IL-6和 TNF的产生[2~4]。1970
年Chihara首先从香菇子实体中浸提出6种香菇多糖,并
证明其中一种具有明显的抗肿瘤作用[1],从此各国学者
开始了从食用菌中寻找抗肿瘤药物的研究。到目前为
止,已有300多种多糖类化合物被分离提取出来,已发
现有100多种具有免疫促进作用[2]。
滑菇(Pholiota nameko),又名真珠菇、滑子蘑,担
子菌纲,散菌目,盖球菇科,磷伞属。滑菇因菌盖