全 文 ：第26卷 , 第10期　 　　　　　　　　　　　光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol. 26, No. 10 , pp1903-1906
2 0 0 6 年 1 0 月　　　　　　　　　　　 　Spectro scopy and Spectr al Analy sis Octobe r , 2006 　
粗江蓠多糖的提取及光谱分析
孟庆勇 , 王亚飞 , 揭新明 , 东野广智 , 张立坚
广东医学院分析中心, 广东 湛江　524023
摘　要　采用热水浸提和乙醇沉淀的方法提取粗江蓠多糖(g racilaria gigas harv ey po ly saccharides , GH PS),
用苯酚-硫酸法测定糖含量 , 等离子体原子发射光谱(ICP)测多糖中矿物元素的含量 , 傅里叶红外光谱仪
(FT IR)分析糖类官能团。结果表明:采用热水浸提和乙醇沉淀的方法提取粗江蓠多糖提取率达 14. 98%, 苯
酚-硫酸法测得提取物多糖含量为 78. 2%;ICP测得粗江蓠多糖含 Ca , Fe , M g和 S 等矿物元素;FT IR 分析
GH PS 有一般糖类物质的特征吸收峰 , 是一种酸性多糖 , 同时存在呋喃环和吡喃环。
主题词　粗江蓠多糖;提取;光谱分析
中图分类号:O657. 3;Q949. 2　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-0593(2006)10-1903-04
　收稿日期:2005-11-16 , 修订日期:2006-05-08
　基金项目:广东省中医药局科研课题(204003)资助
　作者简介:孟庆勇 , 1960年生 , 广东医学院分析中心副教授
引　言
　　多糖是组成生物有机体的一类重要生物大分子 , 作为信
息分子广泛参与细胞间配体与受体的相互识别 、细胞内信号
转导等生理过程 , 与细胞活化 、 增殖 、分化及产生细胞因子
等有关[ 1] 。随着天然药物研究的不断深入 , 人们发现海藻多
糖具有抗感染 、 抗肿瘤 、 抗凝血 、 抗辐射 、 清除氧自由基和
延缓衰老的作用[ 2-4 ,] 。粗江蓠(Gracilaria g ig as harv ey)是多
年生的大型红藻 , 属于红藻门 , 真红藻纲 , 杉藻目 , 江蓠科 ,
江蓠属 , 是我国广东 、 浙江 、 台湾沿海藻类养殖品种之一 ,
主要作为渔业养殖饲料和生产食品胶原料 , 对其进行多糖提
取分析的研究报道较少[ 5] 。为了进一步开发粗江蓠的多种用
途 , 本文探讨了粗江蓠多糖的提取方法并对其进行了光谱分
析。
1　材料与方法
1. 1　试剂与仪器
粗江蓠购于湛江市新台兴海洋生物食品有限公司 , 95%
乙醇 、无水乙醇 、 丙酮 、 氯仿 、正丁醇 、乙醚 、 乙酸乙酯 、苯
酚 、浓硫酸和葡萄糖等均为分析纯。
FS86-A 型药物粉碎仪(浙江宁海百石医疗电子仪器厂),
R205B 型旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司), SH B-3 循环
水真空泵(上海申生科技有限公司), W201S 恒温水浴锅(上
海申生科技有限公司), Megafuge1. 0R 型高速冷冻离心机
(德国 HRERAEUS 公司), 722 型光栅分光光度计(上海第
三分析仪器厂), UV-3101PC 型 UV-Vis-NIR分光光度计(日
本 SH IMADZU 公司), 157C 型傅里叶变换红外光谱仪(美国
BIO-RAD 公司)。 IRIS /AP型电感偶合等离子体发射光谱仪
(美国 TJA 公司)。
1. 2　多糖提取方法[ 6]
粗江蓠经流水反复冲洗干净 , 弃杂藻和污物 , 暴晒 5 d ,
每日洒淡水 2次 , 进行日光漂白[7] , 70 ℃烘干备用。将江蓠
藻剪短 , 用台式粉碎机粉碎成藻粉。称取 50 g 藻粉置于烧杯
中 , 加 1 500 mL 双蒸水(固液比为 1∶30), 置于 70 ℃水浴
中提取 10 h , 并不断搅拌。纱网过滤 , 收集滤液约 900 mL。
将滤液转入旋转蒸发仪 , 负压浓缩至 300 mL 。收集浓缩液至
烧杯中 , 加 900 m L(3倍体积)95%乙醇 , 立即搅拌以沉淀多
糖 , 放于 4 ℃冰箱过夜。在 20 ℃条件下以 4 000 r min - 1离
心 20 min , 收集沉淀物 , 回收乙醇。沉淀物用无水乙醇 、 丙
酮洗涤 2 次 , 挥干溶媒后得粗多糖。将多糖溶于适量的双蒸
水后转入分液漏斗加 3倍体积的 Sevage 试剂(氯仿∶正丁醇
=4∶1 , 使用前临时配制), 剧烈摇震 15 min , 静置 30 min ,
弃下层有机溶剂层和蛋白质层 , 反复多次至无明显蛋白质出
现为止。加 3 倍体积的 95%无水乙醇 , 4 ℃放置过夜。离心 ,
将沉淀物尽量打散后分别用无水乙醇 、 丙酮 、乙醚和乙酸乙
酯洗涤三次 , 每次均以 20 ℃, 4 000 r min- 1离心 20 min。
挥干溶媒后 , 真空干燥至恒重得多糖7. 49 g , 为灰白色粉末。
2　粗江蓠多糖的分析
2. 1　定性实验
2. 1. 1　溶解实验[ 8]
将粗江蓠多糖分别加入水 、 无水乙醇 、 丙酮 、 乙醚和乙
酸乙酯中 , 观察溶解情况。
2. 1. 2　苯酚-硫酸反应[ 7]
称取 8 mg 粗江蓠多糖溶于 100 mL 双蒸水(浓度为 0. 08
g L - 1), 待完全溶解后 , 取 1 mL 多糖溶液与1 m L 8%苯酚
溶液混合 , 缓慢加入 5 mL 浓硫酸 , 小心摇匀 , 观察溶液颜色
变化 , 溶液变为橙色则说明待测样品含有糖 。
2. 1. 3　茚三酮反应[ 8]
将上述溶液点样在滤纸上 , 吹干 , 喷 2. 5%茚三酮溶液
显色 , 观察颜色变化 , 滤纸变为紫红色说明待测物含有蛋白
质或氨基酸。
2. 2　苯酚-硫酸法测定多糖含量[ 7]
2. 2. 1　绘制标准曲线
配制 4%的标准糖溶液:准确称取 10 mg 葡萄糖于 250
mL 容量瓶中 , 加双蒸水至刻度 , 分别吸取 0. 4 , 0. 6 , 0. 8 ,
1. 0 , 1. 2 , 1. 4 , 1. 6 及 1. 8 m L , 各以双蒸水补至 2. 0 m L , 然
后加入 6%苯酚 1 mL 及浓硫酸 5 mL , 静止 10 min , 摇匀 ,
室温放置 20 min 后于 490 nm 波长处测吸光度 , 以 2. 0 mL
水按同样步骤操作调零。以糖的微克数为横坐标 , 吸光度值
为纵坐标制标准曲线。
回归方程:y=0. 128 3 x - 0. 049　　r=0. 992 9
取0. 08 g L - 1多糖样品溶液 1 mL 按以上步骤操作 , 测定吸
光度 , 以标准曲线计算多糖含量。
2. 3　光谱分析
2. 3. 1　等离子体发射光谱(ICP)[ 9]
用 ICP测定粗江蓠多糖矿物元素的组成 , 以蒸馏水为空
白 , 测定 0. 08 g L - 1多糖溶液中矿物元素含量。按下式计
算
元素(μg) / 多糖(g) =[ (cx - c0) /8] ×105
2. 3. 2　紫外光谱[ 10]
以蒸馏水调零 , 在 200 ～ 500 nm 波长范围内对 0. 08 g
L - 1的多糖溶液进行紫外扫描 , 观察 260 和 280 nm 处多糖水
溶液的吸收情况。
2. 3. 3　红外光谱[ 7]
在远红外灯下将 1 mg 干燥的多糖粉末与100 mg 溴化钾
混合在玛瑙研钵中研磨均匀 , 经压片机压成薄片。在 4 000～
400 cm - 1波数范围进行 16次红外光谱扫描 , 观察谱峰情况。
3　结　果
3. 1　粗江蓠多糖的理化性质
粗江蓠多糖呈灰白色粉末 , 溶于水 , 不溶于乙醇 、 丙酮 、
乙醚和乙酸乙酯等有机溶剂。苯酚-硫酸反应为橙色 , 表明本
次提取物含有糖。茚三酮反应弱阳性 , 表明提取物含少量蛋
白质或氨基酸。
3. 2　粗江蓠多糖的提取率和总糖含量
采用热水浸提 , 乙醇沉淀法 , 粗江蓠多糖的提取率为
14. 98%。多糖溶液与苯酚-硫酸反应后 , 测得吸光度为
0. 954 , 代入公式得粗江蓠多糖的总糖量为 78. 2%。
3. 3　光谱分析结果
3. 3. 1　ICP测粗江蓠多糖矿物元素含量[ 9]
由表 1 可看出 GH PS 含 Ca , S , Mg 和 Fe 等矿物元素十
分丰富 , Se和 Zn 含量相对较少。
Table 1　The concent of mineral element on the GHPS
矿物元素 Ca Fe Mg M n P S Se Zn
含量 /(μg g - 1) 3 093 92 965 304 272 88 048 25 58
3. 3. 2　紫外光谱[ 10]
在紫外光谱 200 ～ 400 nm 波长范围内对多糖溶液进行紫
外扫描 , 在 200 nm 处有强吸收峰 , 在 260 和 280 nm 处无特
征吸收峰(见图 1)。
Fig. 1　Ultraviolet spectra of GHPS
3. 3. 3　红外光谱[ 7 , 11]
红外光谱谱图(见图 2)表现出了一般多糖物质的特征吸
收峰:在3 469 cm - 1处出现了一宽峰 , 是 O— H 的伸缩振动 ,
表明多糖存在分子间和分子内氢键;在 3 000～ 2 800 cm - 1区
域内的吸收峰是糖类的特征峰 , 粗江蓠多糖在 2 937 cm - 1处
的吸收峰 , 是多糖分子 C—H 伸缩振动引起的;在1 650
cm - 1处的峰是多糖中乙酰氨基(—NH COCH3)的 C O 伸
缩振动;1 542 cm - 1吸收峰是羰基 C O 伸缩振动引起的;
1 420 cm - 1处是羧基的 C—O 伸缩振动引起的吸收峰;1 375
cm - 1处不太强的吸收峰是C— H的变角运动引起的;1 259
Fig. 2　Infrared spectra of GHPS
1904 光谱学与光谱分析　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 26 卷
cm - 1处是硫酸基(—O —SO -2 )中 S O 的伸缩振动引起的
吸收峰;1 077 cm - 1处是醚 C—O—C 中 C—O 健的伸缩振
动;931 cm - 1处出现的峰是糖类分子振动的特征吸收峰 , 是
呋喃环的 A 型吸收峰 , 由呋喃环对称伸缩振动造成;893
cm - 1处是 β-D-甘露吡喃糖环 β-端基差向异构的 C— H 变角
振动的特征吸收峰;770 cm - 1处是 D-葡萄吡喃糖环C—O—C
振动吸收峰。
4　讨　论
　　生物体内的多糖在蛋白质肽链的正确折叠 、亚基聚合以
及蛋白质的稳定性等方面都有着重要的作用 , 并且参与分子
间和细胞间的相互识别 、信号转导等多种生理过程[ 1] 。人们
越来越认识到多糖在生命现象中的作用 , 而多糖的结构 、 空
间构象 、分子量大小 、 化学修饰等与其生理功能有密切关
系[ 2] 。因此 , 多糖结构和功能的研究已成为分子生物学中又
一大热点。
海藻中含丰富的多糖 , 除具有传统的工业价值外 , 同时
也具有广泛的生物学活性 , 如抗感染 、 抗肿瘤 、 抗凝血 、 抗
辐射以及调节免疫功能等 , 是具有应用价值的一类生物活性
物质。本研究采用热水浸提方法从粗江蓠中提取的多糖易溶
于热水 , 不溶于有机溶剂 , 提取率为 14. 98%。实验表明直接
浸提藻粉 , 延长浸提时间 , 得到多糖后再用有机溶剂脱色 、
脱脂可以提高多糖的提取率。
紫外光谱分析表明 , GH PS 在 200 nm 处有糖的强吸收
峰 , 260 和 280 nm 处无特征吸收峰 , 表明提取物几乎不含核
酸和蛋白质类物质。
本实验提取的 GH PS 红外光谱图显示了糖类官能团的
情况:3 500 ～ 3 200 cm - 1区域内 3 469 cm - 1处的吸收峰是
O —H的伸缩振动 , 表明存在分子间和分子内氢键;3 000 ～
2 800 cm - 1和 1 400～ 1 200 cm - 1区域内的两组吸收峰分别是
C—H 的伸缩振动和变角振动 , 这两组峰可以初步判断该样
品是糖类化合物;1 650 cm - 1的吸收峰表明 GH PS 有乙酰氨
基;1 420 cm - 1处是羧基的 C—O 伸缩振动引起的吸收峰 ,
表明 GH PS 是一种酸性多糖;1 259 cm - 1处的吸收峰说明
GHPS 是一种硫酸多糖;931 cm - 1处出现的呋喃环吸收峰 ,
893 , 770 cm - 1处出现的吡喃糖环吸收峰 , 说明 GHPS 的糖
链是由呋喃糖和吡喃糖组成的。孟庆勇[ 12] 等曾对提取的马
尾藻多糖(SH P)进行了红外光谱分析 , 发现 S HP 在 3 430
cm - 1处有 O —H 伸缩振动吸收峰 、 2 940 cm - 1处有 C—H 振
动吸收峰 、 889 cm - 1处有吡喃糖环的振动吸收峰 , 这与
GHPS 官能团在谱图上的表现相似。张塞金[ 13]等曾用红外
光谱研究了 3种微藻多糖的结构 , 谱图都显示了与 GH PS 相
似的基本吸收峰 , 此外 , 海水小球藻多糖在 1 651 cm - 1处有
乙酰氨基的吸收峰 , 在 893 cm - 1处有吡喃糖的吸收峰;亚心
形扁藻在 765 cm - 1处有α型吡喃糖吸收峰 , 这些吸收峰与
GHPS 的乙酰氨基 、吡喃糖的吸收峰相一致。
采用 ICP 测得 GHPS 含有丰富的常量元素 S , Ca 和 Mg
和微量元素 Fe , M n , Se 和 Zn。这些矿物元素广泛参与人体
生理过程:促进物质合成 、 构成酶或提高酶的活性 、 参与抗
氧化作用 、 促进机体生长发育等[14] 。在生物体内多糖与矿物
元素广泛参与各种生理过程 , 起着相辅相成的作用 , 因此 ,
将粗江蓠开发为一种保健食品具有潜在的价值。
由于糖链中糖基连接方式复杂 , 可有多种异构体 , 而且
糖链又有许多分支结构 , 所以多糖结构测定比较困难 , 同时
由于分析方法的局限使得多糖结构的研究相对滞后。但是 ,
随着分析技术的发展 , 特别是光谱分析技术的发展 , 使多糖
结构和组成的研究变得相对容易。本课题组还将对 GH PS 的
单糖组成 、 生物学功能进行深入的研究。这方面的研究是当
前生化领域中比较热点的课题 , 本工作有一定的实用意义;
最近文献[ 15]亦曾报道了芥菜多糖的研究 。
参 考 文 献
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Extraction and Analysis of Gracilaria Gigas Harvey Polysaccharides
MENG Qing-yong , WANG Ya-fei , JIE Xin-ming , DONGYE Guang-zhi , ZH ANG Li-jia n
Analy sis Center of Guangdong M edical Co llege , Zhanjiang　524023 , China
Abstract　Gracilaria Gigas H arvey Po ly saccharides(GHPS) we re ex tracted w ith hot w ater and sedimentated w ith ethano l. The
amount o f po ly saccharides was de te rmined by phenol-H2 SO4 method. The mineral e lements and molecular configuration w ere
analysed by inductively coupled plasma(ICP) and infra red absorption spectrum (IR). The ra te o f distillation w as 14. 98%, the
amount o f po ly saccharides wa s 78. 2%, and GHPS contained manifo ld miner al elements(Ca , Fe , Mg and S). The IR spectra
manife sted that the extr action was a compound o f po ly saccharides , i. e. acidic polysaccha rides.
Keywords　Gracilaria g ig as Harvey po ly saccharides;Ex traction;Analysis of spectrum
(Received Nov. 16 , 2005;accepted May 8 , 2006)　　
　　中国科技核心期刊
CODEN:YACEEK 《岩 矿 测试》 ISSN 0254-5357CN 11-2131 /TD
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