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灰树花多糖脱色技术研究



全 文 :灰 树 花 多 糖 脱 色 技 术 研 究
王卫国1 , 王继花1 , 吴 强1 , 包东武2 , 赵永亮3
(1.南阳理工学院生物与化学工程系 , 河南 473004;2.南阳理工学院医学微生物室 , 河南 473002;3.四川农
业大学农学院 , 雅安 625014)
  摘要:从脱色剂的种类 、 脱色剂用量 、 脱色时间 、
温度 、 pH 值 、 脱色次数等不同角度对灰树花多糖的脱色
技术进行了较为系统的研究。结果表明:脱色剂的种类
不同对脱色效果影响极大;脱色剂的用量不同 , 其脱色
效果差别很大 , 从 V (样品)∶V (脱色剂)=1∶2开始变
得非常明显。对于复合脱色剂而言 , 脱色 30min已基本达
到效果。脱色温度为室温与 50℃时的脱色效果差别不大 ,
而低温 12℃的脱色效果最好。 脱色次数不同 , 脱色效果
有很大差异。其中前 2次的脱色效果最为明显 , 第三次与
第二次差异不太大。在实际生产过程中 , 考虑到工时与
成本以进行 2次脱色为好。
关键词:灰树花多糖;纯化;脱色
中图分类号:Q539   文献标识码:A
文章编号:1003-8310 (2003) 06-0049-03
灰树花在日本被称为舞茸 , 是一种兼具食用与
药用的珍贵的大型真菌[ 1] 。 近 20 年的研究发现 ,
灰树花中含有一种抗艾滋病抗恶性肿瘤成分———灰
树花多糖 (Grifolan), 灰树花多糖是一种具有 1-3
支链的 β-1 , 6 葡聚糖 , 分子量约为5 000 000。大
量的化学和药理分析表明 , 灰树花多糖具有明显的
抗HIV (艾滋病病毒), 抗肿瘤 , 改善免疫系统功
能 , 调节血糖 、 血脂及胆固醇水平 , 降血压等作
用 , 对防止癌细胞的生成和转移 , 艾滋病 , 高血
压 , 肥胖症 , 糖尿病 , 以及免疫系统功能紊乱都有
很好的疗效 , 且无任何毒副作用[ 2] 。其抗癌作用基
理是宿主介导的机体免疫调节作用 , 即通过增强巨
噬细胞的吞噬作用 , 促进免疫球蛋白的形成 , 提高
机体本身的抗病能力或增强机体对放疗 、 化疗的耐
受性 , 是一种非直接杀伤癌细胞作用[ 3~ 8] 。据美国
一些癌症专门治疗医院临床治疗表明 , 在用化学的
方法治疗癌症的同时 , 用灰树花多糖抑制癌细胞比
单纯的化疗更见疗效。日本医学专家用灰树花多糖
进行抗肿瘤试验 , 结果表明 , 灰树花多糖的抑瘤率
可达86.5%, 比国际认证的抗癌新药香菇多糖抑制
率高 32%[ 9] 。 Dr.Hughes 还报道 , AIDS 病人服用
灰树花多糖 6 周后 HIV 阳性即可转变为阴性。因
此 , 灰树花提取物作为癌症的有效抑制剂 , 最近已
被美国 FDA 批准直接进入二期临床。由于其剂量
小 , 毒副作用少 , 而受到癌症患者的欢迎。
由于灰树花呈深灰褐色 , 褐色素特别多 , 再加
上灰树花多糖分子量较大 , 粘度大 , 水溶性小等特
殊性质 , 不仅给其多糖提取造成了较大困难 , 而且
在纯化过程中灰树花多糖的脱色也是一个难题。由
于灰树花多糖提取液中含有色素 , 不仅对分光光度
法测多糖时有很大影响 , 而且严重影响成品的质
量。脱色对于灰树花多糖的提取具有十分重要的意
义。关于灰树花多糖的脱色技术目前还未见正式报
道。笔者从脱色剂的种类 、 脱色剂用量 、 脱色时
间 、 温度 、 pH 值 、 脱色次数等不同角度对灰树花
多糖的脱色技术进行了较为系统的研究 , 初步探讨
出了一条较为理想的脱色方法 , 现将有关结果报道
如下:
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验材料 灰树花子实体干品 (为市售
品)。
1.1.2 试验试剂 氯仿 、 正丁醇 、 葡萄糖 、 苯酚 、
硫酸 、 干酪素 、 氢氧化钾 、 硫酸钾 、 硼酸 、 甲基
红 、 甲基蓝 、 盐酸 、 H2O2、 脱色剂等均为分析醇;
乙醇为食用级。
1.1.3 试验仪器 721 分光光度计 、 751 分光光度
计 、 电子天平 、 微量凯式定氮仪 、 恒温干燥箱 、 酸
度计 、 磁力搅拌器 、 蒸煮锅 、 浓缩锅 、 离心机。
1.2 方法
1.2.1 灰树花的水分测定:采用干燥恒重法[ 10] 。
称取灰树花子实体干品灰白两种各 2g 3 份。 于
105℃下恒温干燥至恒重测定其水分。
1.2.2 多糖提取工艺流程:灰树花子实体干品※
称重※烘干※粉碎※热水浸提※过滤※滤液醇析※
粗多糖※复溶※去除杂蛋白※子实体多糖湿品※脱
色※冷冻干燥※子实体多糖干品 。按上述流程 , 称
量 100g灰树花干品 , 置于 500mL 三角瓶中 , 加水
500mL在 90℃左右提取 3h , 然后以单层尼龙纱布过
滤 , 滤渣按同样操作再提取一次 , 将两次所得滤液
49第 22 卷 第 6期       中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA
河南省南阳市科委资助的攻关项目 , 项目编号为No.000308.
收稿日期:2002-07-20
DOI :10.13629/j.cnki.53-1054.2003.06.023
以 4层尼龙纱布过滤 , 然后浓缩至 100mL左右。
1.2.3 灰树花多糖杂蛋白的测定:采用紫外吸收
法[ 11] 、 凯氏定氮法及考马斯亮兰法。
1.2.4 杂蛋白去除:采用 Sevag 法[ 12] 。
1.2.5 灰树花多糖总量测定:采用苯酚 -硫酸
法[ 7] , 以葡萄糖为标准品。
1.2.6 脱色剂种类的影响:经营分析选用乙醇 、
H2O2 及复合脱色剂三种。
1.2.7 脱色剂用量的影响:脱色剂用量分别选用
原浓缩液体积的 1/4 , 1/2 , 1 , 1.5 , 2 , 2.5 , 3 倍
等进行试验。
1.2.8  脱色时间:脱色时间选 15min , 30min ,
60min来进行。
1.2.9 脱色温度:脱色温度选 12℃, 常温和 50℃
三种。
1.2.10 脱色次数:脱色次数分为 1 , 2 , 3 次。
2 结果与讨论
2.1 灰树花子实体含水量 干燥恒重法测得的样
品的水分含量为13.05%。
2.2 不同脱色剂的脱色效果 取50ml 浓缩液 , 加
3倍体积酒精沉淀脱色后 , 去除酒精 , 称量 , 湿重
为 12g , 再加 50ml蒸馏水 , 观其颜色仍为深褐色。
加 3 倍体积的H2O2 脱色 30 min 后 , 观其颜色为褐
色 , 比用 3 倍体积酒精脱色效果要好。而用 3倍体
积的复合脱色剂脱色 30min 则几乎呈亮黄色 , 属脱
色剂的本色 , 且其沉淀亦呈黄白色。这说明该脱色
剂的脱色效果相当好。由此 , 下面的一系列试验均
是以该复合脱色剂为基础来进行的。
2.3 脱色剂用量的影响 分2种情况来探讨:一种
是脱色后加热去除脱色剂;另一种是不去除脱色剂
(详见表 1、 2)。
加入脱色剂等 15min 后, 离心取上清并在沸水浴
中煮10min , 以除去脱色剂 , 测光密度。由于有色素
影响, 所以需要稀释一定倍数后才能测其光密度。
表 1 取 1mL浓缩液按以下比例加入脱色剂 , 脱色后加热去除脱色剂的光密度
管号 1 2 3 4 5 6 7
V (样品)∶V (脱色剂) 1∶0.25 1∶0.5 1∶1 1∶1.5 1∶2.0 1∶2.5 1∶3
样品量 (mL) 1 1 1 1 1 1 1
脱色剂量 (mL) 0.25 0.5 1 1.5 2.0 2.5 3.0
稀释倍数 1.25 1.5 2 2.5 3 3.5 4
pH 4.0 3.5 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
光密度 46 28.95 24.8 19.48 13.44 7.6 7.2
糖含量 (mg/mL) 0.4216 0.2716 0.2535 0.2241 0.1722 0.1518 0.1329
表 2 取 1mL浓缩液按以下比例加入脱色剂 , 脱色后不去除脱色剂的光密度
管号 1 2 3 4 5 6 7
V (样品)∶V (脱色剂) 1∶0.25 1∶0.5 1∶1 1∶1.5 1∶2.0 1∶2.5 1∶3
样品量 (mL) 1 1 1 1 1 1 1
脱色剂量 (mL) 0.25 0.5 1 1.5 2.0 2.5 3.0
溶液颜色 依次由深褐色变为橙红色 , 渐至橙黄色 , 从管号 5开始变得较为明显
稀释倍数 1.25 1.5 2 2.5 3 3.5 4
pH 4.0 3.7 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
光密度 33.1 26.5 14.08 9.96 8.4 5.56 5.04
糖含量 (mg/mL) 0.2340 0.2004 0.1335 0.1545 0.1335 0.1221 0.0885
  由表 1、 2 可见 , 脱色剂的用量不同 , 其脱色
效果差别很大 , 从管号 5开始变得非常明显。脱色
剂的去除不但不会使溶液的颜色变得更浅 , 反而会
使溶液的颜色变得更深。这说明脱色反应是一个十
分复杂化学反应。
2.4 脱色时间的影响 取1ml浓缩液 , 按 V (样
品)∶V (脱色剂)=1∶2 的比例进行脱色 , 详见
表 3。
50 中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA       Vol.22 , No.6
表 3   不同脱色时间的脱色效果
管号 1 2 3 4
V (样品)∶V (脱色剂) 1∶2 1∶2 1∶2 1∶2
样品量 (mL) 1 1 1 1
脱色剂量 (mL) 2 2 2 2
脱色时间 (min) 15 30 45 60
稀释倍数 3 3 3 3
pH 3.0 3.0 3.0 3.0
光密度 4.35 5.55 5.34 4.5
糖含量 (mg/mL) 0.1215 0.0999 0.0948 0.0879
加入脱色剂等 15min 后 , 离心取上清 , 测光密
度。由于有色素影响 , 所以需要稀释一定倍数后才
能测其吸光度。
由表 3可以看出 , 对于该种脱色剂而言 , 脱色
30min已基本达到效果。
2.5 脱色温度的影响 3种不同脱色温度的脱色效
果见表 4。加入脱色剂等 15min 后 , 离心取上清 ,
稀释 3倍后测光密度。
表 4 3种不同脱色温度的脱色效果
管号 1 2 3
V (样品)∶V (脱色剂) 1∶2 1∶2 1∶2
样品量 (mL) 1 1 1
脱色剂量 (mL) 2 2 2
脱色时间 (min) 12 26 50
稀释倍数 3 3 3
pH 3.0 3.0 3.0
光密度 9.6 11.1 12.0
糖含量 (mg/mL) 0.1467 0.1335 0.1335
  由表 4可以看出 , 室温与 50℃的脱色效果差别
不大 , 而低温 12℃的脱色效果最好。
2.6 脱色次数的影响 不同脱色次数的脱色效果
见表5。加入脱色剂等 15min 后 , 离心取上清 , 稀
释 3 倍后测光密度。
表 5 不同脱色次数的脱色效果
管号 1 2 3
V (样品)∶V (脱色剂) 1∶2 1∶2 1∶2
样品量(mL) 1 1 1
脱色剂量 (mL) 2 2 2
脱色时间 (min) 1 2 3
稀释倍数 3 3 3
pH 3.0 3.0 3.0
光密度 8.82 3.70 2.36
糖含量 (mg/mL) 0.1371 0.0633 0.0414
由表 5 可以看出 , 脱色次数不同 , 脱色效果有
很大差异。其中前 2 次的脱色效果最为明显 , 第三
次与第二次差异不太大。在实际生产过程中 , 考虑
到工时与成本以进行 2 次脱色为好。
[参 考 文献]
[ 1] 刘振伟.灰树花的研究开发现状 [ J] .食用菌 , 2001
(4):5-6.
[ 2] 裘娟萍.灰树花深层发酵培养基的研究 [ J] 微生物
学通报 , 2000 , 27 (4):275-278。
[ 3] Ohno N , Hayashi M et al.Effect of glucans on the antitu-
mour activity of grifolan [ J] .Chemical and Pharmaceutical
Bulletin , 1986 , 34 (5):2149-2151.
Decolorization of Medicinal Active Component Grjfolan From Grifola Frondosa
Wang Wei-guo1 , Wang Ji-hua1 , Wu Qiang1 , BAO Dong-wu2 , ZHAO Yong-liang3
(1.Biochemical Engineering Dept., Nanyang Institute of Technology , Nanyang , 473004 , china;2.Medical School , Nanyang
Institute of Technology , Nanyang , 473002 , Chian;3.Key Biotechnology Lab , Institute of Breeds and Resources , ChincesAgricultural
Academy of Science and Technology , Beijing , 100081 , China)
Abstract:The major factors affecting decolorization of medicinal active component grifolan such as sorts , amounts of
decolorizing agents , period , temperature , pH value and frequency of decolorization during the purification of grifolan were
studied.The results indicated that different decolorizing agents (e.g.ethanol , H2O2 , a complex decolorizing agent)
have different impacts obviously.The difference of the amounts has also greatly different effect , the impact becomes obvi-
ous from 1 (sample)∶2 (decolorizing agent) on.Thirty minutes for decolorization can get the good result for the com-
plex decolorizing agent.The optimal temperature of decolorization is 12℃, and the impact between room temperature and
50℃ are similar.The frequency of decolorization has also great influence , the optimal number of times of decolorization is
two times while considering the period and price of production.
Key words:Grifolan;Purification;Decolorization
51第 22 卷 第 6期       中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA