多糖的提取和纯化精编版
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植物多糖提取与纯化方法的步骤与技巧植物多糖是一类具有广泛生物活性的天然产物,具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、免疫调节等多种药理作用。
因此,植物多糖的提取与纯化方法备受关注。
本文将介绍植物多糖提取与纯化的步骤与技巧,以帮助读者更好地了解和应用这些方法。
首先,植物多糖的提取需要选择适当的溶剂。
常用的提取溶剂包括水、醇类和酸碱溶液。
水是最常用的提取溶剂,因为植物多糖多为水溶性。
但有些植物多糖在水中溶解度较低,此时可以选择醇类溶剂如乙醇、丙醇等。
酸碱溶液的选择要根据不同的植物多糖来确定,一般来说,酸性条件有利于提取酸性多糖,碱性条件有利于提取碱性多糖。
其次,植物多糖的提取需要注意样品的准备。
样品的选择要根据植物多糖的来源来确定,可以是植物的根、茎、叶、果实等部位。
样品在提取前需要经过粉碎处理,以增加提取效果。
此外,样品的质量也会影响提取效果,因此要选择新鲜、干燥、无霉变的样品。
接下来是植物多糖的提取步骤。
一般而言,提取步骤包括浸提、过滤、浓缩和沉淀等。
浸提是将样品与提取溶剂接触一段时间,使植物多糖溶解到溶剂中。
过滤是将提取液中的固体颗粒去除,以获得澄清的提取液。
浓缩是将澄清的提取液进行浓缩,以减少体积。
沉淀是通过加入沉淀剂使植物多糖从溶液中沉淀出来,然后通过离心等方法将沉淀物收集。
在提取过程中,还需要注意一些技巧。
首先是浸提时间的控制,过短的浸提时间可能导致多糖未能充分溶解,过长的浸提时间可能导致多糖的降解。
因此,需要根据不同的植物多糖来确定合适的浸提时间。
其次是提取溶剂的选择和用量,溶剂的选择要根据植物多糖的特性来确定,用量要适量,既能保证提取效果又能节约溶剂。
此外,还可以采用超声波辅助提取、微波辅助提取等方法来提高提取效率。
提取完成后,还需要对提取液进行纯化。
纯化的目的是去除杂质,提高植物多糖的纯度。
常用的纯化方法包括醇沉、蛋白酶处理、离子交换层析、凝胶过滤层析等。
醇沉是将提取液中的植物多糖用醇类溶剂沉淀出来,然后通过离心等方法将沉淀物收集。
多糖的分离纯化及分析一、多糖的提取方法(一)溶剂提取法1、水提法水提醇沉法是提取多糖最常用的一种方法.多糖是极性大分子化合物,提取时应选择水、醇等极性强的溶剂.用水作溶剂来提取多糖时,可以用热水浸煮提取,也可以用冷水浸提渗滤,然后将提取液浓缩后,在浓缩液中加乙醇,使其最终体积分数达到70%左右,利用多糖不溶于乙醇的性质,使多糖从提取液中沉淀出来,室温静置5h,多糖的质量分数和得率均较高.2、酸碱提法有些多糖适合用稀酸提取,并且能得到更高的提取率。
有些多糖在碱液中有更高的提取率,尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。
与酸提类似,碱提中碱的浓度也应得到有效控制,因为有些多糖在碱性较强时会水解。
3、超临界流体萃取法超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新的提取分离技术.(二)生物酶提取法酶技术是近年来广泛应用到有效成份提取中的一项生物技术,在多糖的提取过程中,使用酶可降低提取条件,在比较温和的条件中分解植物组织,加速多糖的释放或提取。
此外,使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、蛋白质等的产物,常用的酶有蛋白酶,纤维素酶,果胶酶等。
(三)超声提取法超声波是一种高频率的机械波,其主要原理是利用超声波产生的“空化作用”对细胞膜的破坏,有利用植物有效成分的释放,而且超声波能形成强大的冲击波或高速射流,有效地减小、消除与水相之间的阻滞层,加大了传质效率,有助于溶质的扩散。
超声波提取与传统的提取方法相比,有提取效率高、时间短、耗能低等优点。
(四)微波提取微波是频率介于300MHz和300GHz之间的非电离电磁波,微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部,由于溶剂及细胞液吸收微波能细胞内部温度升高,压力增大,当压力超过细胞壁的承受能力时,细胞壁破裂,位于细胞内部的有效成份从细胞中释放出来,传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。
二、多糖的分离纯化(一)多糖的分离采用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物,分级的方法可达到纯化的目的.可按溶解性不同进行分级、按分子大小和形状分级(如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等),也可按分子所带基团的性质分级.1、按溶解性不同分离(1)分步沉淀法分步沉淀法是根据不同多糖在不同浓度低级醇、酮中具有不同溶解度的性质,从小到大按比例加入甲醇或乙醇或丙酮进行分步沉淀.(2)盐析法盐析法是根据不同多糖在不同盐浓度中溶解度不同而将其分离的一种方法。
多糖的提取和纯化目前,真菌多糖的提取可从子实体和采用深层培养发酵液的菌丝中分离获得,但以从子实体中提取多糖为主。
首先是将子实体粉碎,加入甲醇或乙醇乙醚1:1混合液,水浴加热搅拌1一3小时除去表面脂肪。
其次是用残渣提取多糖,常用的方法有不同温度下的水提法、稀酸提法、冷热稀碱提法。
水提法采用的较多,适合于提取水溶性多糖。
稀酸提取法适用于提取酸溶性多糖、时间宜短,温度不超过50℃,以防止糖昔键断裂。
稀碱法适合于提取碱溶性糖。
然后除去小分子杂质,常采用透析法,将多糖提取液置于半透膜透析袋中,逆向流水透析1一3天。
第四步是沉淀多糖。
大部分多糖在有机溶剂中的溶解度极小,所以可用有机溶剂来沉淀。
常用4一5倍低级醇、丙酮,一般在pH=7.0左右沉淀多糖,制得粗多糖。
最后是除去蛋白质。
除去多糖中的蛋白质常用的方法是三氯醋酸法。
得到的溶液基本上是没有蛋白质与小分子杂质的多糖混合物或单一多糖。
多糖的纯化是将多糖混合物分离为单一的多糖。
纯化方法很多,主要纯化方法有:(l)分步沉淀法根据不同多糖在不同浓度的低级醇或酮中具有不同溶解度的性质,逐次按比例由小而大加入这些醇或酮分步沉淀。
此法适用于分离各种溶解度相差较大的多糖。
(2)盐析法根据不同多糖在不同浓度盐中具有不同溶解度而分离。
纯度鉴定和分子量测定多糖纯度标准不能用通常化合物纯度标准来衡量,因为我们所说的多糖纯品实质上是一定分子量范围内的均一组成。
因此,测得的分子量一般为平均分子量。
过去常用粘度法、蒸气压渗透计法、沉降法、超速离心法、光散射法等测定高分子化合物分子量的方法测定真菌多糖的分子量,但由于这些方法测定起来比较麻烦,且误差较大,现多数已不采用。
目前实验室常用的方法为凝胶过滤法和高压液相色谱法,对于分子量小于1百万的多糖用高压液相法为最好。
1.2.1发酵、提取取香菇465菌株斜面菌种接人摇瓶培养基中振荡培养,逐级扩大培养至10O0L,25℃下通气培养72h,压滤,得香菇深层培养菌丝体。
多糖的提取和纯化Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT多糖的提取和纯化→粉碎→脱脂→粗提(2-3次)→吸滤或离心→沉淀→洗涤→干燥首先除去表面脂肪。
原料经粉碎后加入甲醇、乙醚、乙醇、丙酮或1:1的乙醇乙醚混合液,水浴加热搅拌或回流1-3小时,脱脂后过滤得到的残渣一般用水作溶剂(也有用氢氧化钾碱性水液、氯化钠水液、1%醋酸和1%苯酚或-1M氢氧化钠作为提取溶剂)提取多糖。
温度控制在90-100℃,搅拌4-6小时,反复提取2-3次。
得到的多糖提取液大多较粘稠,可进行吸滤。
也可用离心法将不溶性杂质除去,将滤液或上清液混合(得到的多糖若为碱性则需要中和)。
然后浓缩,再加入2-5倍低级醇(甲醇或乙醇)沉淀多糖;也可加入费林氏溶液或硫酸铵或溴化十六烷基三甲基铵等,与多糖物质结合生成不溶性络合物或盐类沉淀。
然后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤。
将洗干后疏松的多糖迅速转入装有五氧化二磷和氢氧化钠的真空干燥器中减压干燥(若沉淀的多糖为胶状或具粘着性时,可直接冷冻干燥)。
干燥后可得粉末状的粗多糖。
微波辅助提取法:其原理为利用不同极性的介质对微波能的不同吸收程度,使基体物质中的某些区域和萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使萃取物质从基体或体系中分离出来,进入到介电常数小,微波吸收能力较差的萃取剂中[14]。
由于微波能极大加速细胞壁的破裂,因而应用于中草药中有效成分的提取能极大加快提取速度,增加提取产率。
而且由于其选择性好,提取后基体能保持良好的性状,提取液也较一般的提取方法澄清[15]。
聂金源等在柴胡多糖和黄酮化合物的提取[18]中对微波辅助提取法、超声辅助法和索氏提取法进行比较,发现微波辅助提取法所需时间最短(10min),多糖的提取率最高(%)。
超声辅助法:其原理是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取,另外超声波的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,利于提取[16]。
实验三、天然产物中多糖的分离、纯化与鉴定第一部分多糖的提取、纯化1、目的要求了解多糖提取和纯化的一般方法。
2、实验原理多糖类物质是除蛋白质和核酸之外的又一类重要的生物大分子。
早在60年代,人们就发现多糖复杂的生物活性和功能。
它可以调节免疫功能,促进蛋白质和核酸的生物合成,调节细胞的生长,提高生物体的免疫力,具有抗肿瘤、抗疡和抗爱滋病(AIDS)等功效。
由于高等真菌多糖主要是细胞壁多糖,多糖组分主要存在于其形成的小纤维网状结构交织的基质中,利用多糖溶于水而不溶于醇等有机溶剂的特点,通常采用热水浸提后用酒精沉淀的方法,对多糖进行提取。
影响多糖提取率的因素很多,如:浸提温度、时间、加水量以及脱除杂质的方法等都会影响多糖的得率。
多糖的纯化,就是将存在于粗多糖中的杂质去除而获得单一的多糖组分。
一般是先脱除非多糖组分,再对多糖组分进行分级。
常用的去除多糖中蛋白质的方法有:Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯醋酸法,这些方法的原理是使多糖不沉淀而使蛋白质沉淀,其中Sevag方法脱蛋白效果较好,它是用氯仿:戊醇或丁醇,以4:1比例混合,加到样品中振摇,使样品中的蛋白质变性成不溶状态,用离心法除去。
本实验采用Sevag法(氯仿:正丁醇=4:1混合摇匀)进行脱蛋白,用DEAE Sepharose 层析柱进行纯化,然后合并多糖高峰部分,浓缩后透析,冻干,得多糖级分。
3、试剂和器材一、试剂平衡缓冲溶液:0.01mol/L Tris-HCL, PH=7.2。
洗脱液:A: 0.1mol NaCl, 0.01 mol Tris-HCl PH=7.2; B: 0.5mol NaCl, 0.01 mol Tris-HCl PH=7.2。
氯仿、正丁醇、乙醇(95%)等,均为分析纯。
二、材料灰树花子实体。
三、器材DEAE Sepharose Fast Flow,旋转真空蒸发仪,摇床,离心机,层析柱:26×10。
4、操作方法一、粗多糖的提取将多糖子实体切碎烘干后称量,采用热水浸提法,每次原料和水之比均为1:5,浸提温度为70℃-80℃,浸提时间3-5h,共提取4次,合并4次浸提液。
多糖的提取分离纯化及分析鉴定方法研究多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物。
多糖具有广泛的应用价值,包括食品、医药、化妆品和生物材料等领域。
因此,对多糖的提取、分离纯化以及分析鉴定方法的研究具有重要意义。
一、多糖的提取方法1.物理法物理法主要包括热水提取法、酸碱提取法和微波提取法等。
热水提取法是最常用的提取方法之一,通过加热使细胞壁破烂,有利于多糖的溶出。
酸碱提取法则是利用酸碱反应将多糖从细胞壁中释放出来。
微波提取法则是利用微波辐射对样品进行加热,加速多糖的溶解和释放。
2.化学法化学法主要包括酶解法、酶解分离法和酸碱水解法等。
酶解法是利用特定的酶对样品进行处理,将多糖分解为单糖,然后进行分离和纯化。
酸碱水解法则是通过酸碱反应将多糖水解为低聚糖和单糖。
3.生物法生物法是利用微生物或植物产生的酶对多糖进行酶解和分离。
生物法具有选择性强、工艺简单等优点,在多糖提取中得到了广泛的应用。
二、多糖的分离纯化方法多糖的分离纯化方法主要包括离子交换色谱法、凝胶渗透色谱法和亲和色谱法等。
1.离子交换色谱法离子交换色谱法是利用离子交换树脂对多糖进行分离的方法。
通过控制溶液pH值和离子强度等条件,使不同电荷的多糖在树脂上发生吸附反应,实现多糖的分离纯化。
2.凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法是根据多糖分子量的大小来进行分离的方法。
多糖分子量越大,越容易在凝胶渗透色谱柱的孔隙中滞留,分离得到纯度较高的多糖。
3.亲和色谱法亲和色谱法是利用多糖与一些特定配体之间的相互作用进行分离的方法。
例如,可以利用亲和色谱柱上的特定配体与多糖的特定结构之间的结合作用,实现多糖的分离和纯化。
三、多糖的分析鉴定方法多糖的分析鉴定方法主要包括红外光谱法、紫外光谱法、核磁共振波谱法、高效液相色谱法和气相色谱法等。
1.红外光谱法红外光谱法能够通过检测样品吸收、散射或透射特定波长的红外光来分析多糖的结构和功能。
2.紫外光谱法紫外光谱法是利用多糖分子在紫外可见光区域的吸收特性进行分析。
一、多糖的分离和纯化多糖是极性极大的大分子化合物,提取时一般先将原料脱脂、脱色,然后用水、盐或稀碱水在不同温度下提取。
提取物浓缩后加沉淀剂(乙醇、丙酮等)离心沉淀,沉淀部分可反复多次离心沉淀,以除去部分水溶性色素等杂质。
1.除蛋白用水或稀碱提取的多糖常含有蛋白质,常用的除蛋白质的方法有Sevag 法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法等。
前两种多用于微生物多糖,后者多用于植物多糖。
Sevag 法是经典的除蛋白质方法,复杂、费时,且样品损失较大。
冯建林等比较了Sevag 法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法、硫酸铵法及木瓜蛋白酶复合酶法除蛋白的效果,从蛋白残留量和多糖的得率两方面评价.认为三氯乙酸法最好,但三氯乙酸仍不能完全除去蛋白,建议三氯乙酸法和Sevag 法结合使用。
2.脱色多糖中常含有一些色素(游离色素或结合色素),根据其不同性质采取不同的去除方法。
常用的脱色方法有离子交换法、氧化法、金属络合物法、吸附法(纤维素、硅藻土、高岭土、活性炭等)。
D EA E一纤维素是目前最常用的脱色方法,通过离子交换柱不仅达到脱色目的,而且可以进行多糖的分离。
H2 O2:是一种氧化脱色剂,浓度不宜过高,宜在低温下进行,否则引起多糖的降解。
对于同时含有游离蛋白质和色素的多糖,可通过生成金属络合物的方法同时除去蛋白和色素,即加入费林试剂生成不溶性络合物,经分离后用阴离子交换树脂分解络合物。
吸附脱色法也常用,如通过活性炭、高岭土、硅藻土柱达到脱色的目的。
3.多糖的分级采用一般方法提取的多糖,通常是多糖的混合物,即是多分散性的,其不均一性表现在化学组成、聚合度、分子形状等的不同。
分级可以达到纯化的目的,可按分子大小和形状分级(如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等),也可按分子所带基团的性质分级(如按电荷性质分级的电泳、离子交换层析等)。
(1)分级沉淀利用分子大小和溶解度不同进行分离,常用的有两种方法,即有机溶剂沉淀法和季铵盐或硫酸铵法。
粗多糖水提醇沉提取方法第一种方法:(1)玉米须原料用80%乙醇在78℃提取三次,去除色素、单糖和脂溶成分。
过滤,合并滤渣,使乙醇挥发干净,粉碎滤渣。
用100℃热水浸提干燥玉米须一小时,料液比1:15,提取三次。
合并提取液、过滤和浓缩,利用三倍体积80%乙醇醇沉。
(2)离心收集醇沉物(3000 ×g,10min),然后用水溶解,并利用Sevag 方法去除游离蛋白质。
(3)脱去蛋白质的溶液再次用80%乙醇醇沉。
收集沉淀,先后用无水乙醇和丙酮溶液冲洗三次。
最后冷冻干燥,获得玉米须粗多糖。
Hot water extraction of crude polysaccharidesAll the corn silk raw materials were immersed in 80% (v/v) ethanol at 78℃ for three times to remove colored materials, monosaccharide and liposoluble constituents. The organic solvent was volatilized and the pretreated corn silk was obtained to crush. Dried ground corn silk (100 g) was extracted with water at 100℃(1:15 (w/v), 1 h, 3 times). The ext raction solutions were combined, filtered and concentrated, precipitate d by the addition of anhydrous ethanol to a final concentration of 80% (v/v). Precipitates were collected by centrifugation (3000 × g, 10 min), then dissolved with water, and subjected to the Savage method (chlorofor m: butyl alcohol, 4:1) to remove free proteins. The deproteinized solutio n was re-precipitated in 80% (v/v) ethanol. The precipitates were collect ed and successively washed with anhydrous ethanol and acetone. After freezing dried, the hot water extraction corn silk polysaccharides (PS) we re obtained.第二种方法Preparation of ILPSThe preparation of crude ILPS was carried out according to thereported method with some modifications (Xu e t al., 2012). Briefly,the powder of I. latifolia Thunb was pre-extract ed two times with85% aqueous ethanol solution (v/v) in a ratio of 1:15 (materialto ethanol solution, g/mL) at 80◦C for 1 h each, and the super-natant (containing colored materials, oligosaccharides and s mallmolecule compounds) was removed. The resulting residues were extracted three times with distilled water in a ratio of materialto wa ter 1:20 (g/mL) at 90◦C for 3 h each, and the extracts werecentrifu ged at 5000 rpm for 15 min. The supernatants were com-bined and concentrated by a rotary evaporator to a proper volume.The resulti ng concentrate was mixed with three times volume ofabsolute ethan ol, stirred vigorously and kept overnight at 4◦C. Theprecipitates wer e then collected by centrifugation at 5000 rpm for15 min, dissolved in distilled water, dialyzed 透析against distilled waterand lyophiliz ed, affording the crude ILPS.纯化:The crude ILPS was purified by chromatography of DEAEcellu lose-52 according to the reported method (Qiao et al., 2009a;Ye, W ang, Zhou, Liu, & Zeng, 2008). Briefly, 150 mg of crude ILPS wa s dissolved in 7.5 mL deionized water, and the solution was filtere d through a 0.45 _m membrane filter. The resulting ILPS solution wasthen loaded onto a column (2.6 cm ×30 cm) of DEAE cellu lose-52,and the column was stepwise eluted with deionized water, 0. 1,0.3 and 0.5 M sodium chloride (NaCl) solution at a flow rate of1.0 mL/min. The eluate was collected automatically (10 mL/tube)and the carbohydrate in each tube was determined by the phenol-sulfuric acid method (Dubois, Gilles, Hamilton, Rebers, & Smith,1956). The resulting fractions were pooled, concentrated, dialyzed 透析against deionized water and lyophilized, respectively, affording four fracti ons, named ILPS-1, ILPS-2, ILPS-3 and ILPS-4.2.3。
多糖的提与战杂化之阳早格格创做多糖的提与战杂化多糖的提与战杂化戴要本文较仔细天介绍了多糖的提与战杂化要收,为多糖的钻研战死产提供参照依据.闭键词汇多糖;提与;杂化;活性冰多糖(polysacharides,PS),又称多散糖,是由10个以上的单糖通过苷键对接而成的,具备广大死物活性的天然大分子化合物.它广大分集于自然界下等动物、藻类、微死物(细菌战真菌)与动物体内.20世纪60年代此后,人们渐渐创制多糖具备搀杂的、多圆里的死物活性战功能[1]:(1)多糖可动做广谱免疫促进剂,具备免疫安排功能,能治疗风干病、缓性病毒性肝炎、癌症等免疫系统徐病,以至能抗AIDS病毒[2].如苦草多糖具备明隐的抗病毒战抗肿瘤效用[10],乌木耳多糖、银杏中种皮多糖战芦荟多糖可抗肿瘤战巩固人体免疫功能[3-5].(2)多糖具备抗熏染、抗搁射、抗凝血、落血糖、落血脂、促进核酸与蛋黑量的死物合成效用.如柴胡多糖具备抗辐射,巩固免疫功能等死物教效用[6],麦冬多糖具备落血糖及免疫巩固效用[7-8],动物黏多糖具备抗凝血、落血脂等功能[9].(3)多糖能统制细胞团结战瓦解,安排细胞的死少与衰老.如爬山虎多糖具备抗病毒战抗衰老效用[10],银杏中种皮细多糖具备抗衰老、抗过敏、落血脂、止咳祛痰、减肥等功能[11].其余,多糖动做药物,其毒性极小,果而多糖的钻研已引起人们极大的兴趣. 由于多糖具备的死物活性与其结构稀切相闭,而多糖的结构又是相称搀杂的,所以正在那一范围的钻研相对付缓缓.但是人们正在多糖的分散提与与杂化圆里已搞出了很多处事.1. 多糖的提与[12]1.1 热火浸提法:1.1.1多糖提与条件的劣选根据文件报导[13]:效用热火浸提多糖的果素主要有提与时间、提与次数、溶剂体积、浸提温度、pH值、醇析浓度战动物颗粒大小等.正在考查前对付上述多种果素利用正接真验法搞出劣选,才搞选出最好提与规划.1.1.2其步调为:本料→粉碎→脱脂→细提(2-3次)→吸滤或者离心→重淀→洗涤→搞燥最先与消表面脂肪.本料经粉碎后加进甲醇、乙醚、乙醇、丙酮或者1:1的乙醇乙醚混同液,火浴加热搅拌或者回流1-3小时,脱脂后过滤得到的残渣普遍用火做溶剂(也有用氢氧化钾碱性火液、氯化钠火液、1%醋酸战1%苯酚或者0.1-1M氢氧化钠动做提与溶剂)提与多糖.温度统制正在90-100℃,搅拌4-6小时,反复提与2-3次.得到的多糖提与液大多较粘稀,可举止吸滤.也可用离心法将没有溶性杂量与消,将滤液或者上浑液混同(得到的多糖若为碱性则需要中战).而后浓缩,再加进2-5倍矮级醇(甲醇或者乙醇)重淀多糖;也可加进费林氏溶液或者硫酸铵或者溴化十六烷基三甲基铵等,与多糖物量分散死成没有溶性络合物或者盐类重淀.而后依次用乙醇、丙酮战乙醚洗涤.将洗搞后疏紧的多糖赶快转进拆有五氧化二磷战氢氧化钠的真空搞燥器中减压搞燥(若重淀的多糖为胶状或者具粘着性时,可间接热冻搞燥).搞燥后可得粉终状的细多糖.1.2 微波辅帮提与法:其本理为利用分歧极性的介量对付微波能的分歧吸支程度,使基体物量中的某些天区战萃与体系中的某些组分被采用性加热,进而使萃与物量从基体或者体系中分散出去,加进到介电常数小,微波吸支本收较好的萃与剂中[14].由于微波能极大加速细胞壁的破裂,果而应用于中草药中灵验身分的提与能极大加快提与速度,减少提与产率.而且由于其采用性好,提与后基体能脆持劣良的性状,提与液也较普遍的提与要收澄浑[15].聂金源等正在柴胡多糖战黄酮化合物的提与[18]中对付微波辅帮提与法、超声辅帮法战索氏提与法举止比较,创制微波辅帮提与法所需时间最短(10min),多糖的提与率最下(28.46%).1.3 超声辅帮法:其本理是利用超声波的空化效用加速动物灵验身分的浸出提与,其余超声波的次级效力,如板滞振荡、乳化、扩集、打碎、化教效力等也能加速欲提与身分的扩集释搁并充分与溶剂混同,好处提与[16].超声波辅帮法与惯例提与法相比,具备提与时间短、产率下、无需加热等便宜[17].1.4 索氏提与法:将动物粉终置于索氏提与器中,加进石油醚,60℃-90℃条件下提与至无色(普遍为6小时).过滤,滤渣挥收搞燥完溶媒后加进80%乙醇,再提与6小时,过滤,滤渣乙醇挥收搞燥后加蒸馏火.回流提与2次,趁热过滤,滤液减压浓缩,再除蛋黑,醇重,除色素.60℃搞燥,称重.1.5 醇提法:先后将90%战50%乙醇加进动物粉终中,振荡充分再抽滤.滤液中加进脚量无火乙醇,至于4℃冰箱中过夜.减压抽滤,再与消色素,得多糖细品,正在60℃透气搞燥箱中搞燥,再置搞燥皿中恒重保存.醇提法要收简朴,易于支配,但是提与率较矮,乙醇使用量大,没有宜大规模提与使用.1.6 其余要收:多糖的提与要收另有稀碱液浸提法、稀酸液浸提法、酶法等.但是由于稀酸、稀碱条件下,易使多糖爆收糖苷键的断裂,部分多糖爆收火解而使多糖的提与率缩小,果而很多考查中预防采与稀碱液浸提法战稀酸液浸提法.2. 多糖的杂化2.1 多糖中杂量与消要收细多糖中往往混杂着蛋黑量、色素、矮散糖等杂量,必须分别与消.2.1.1 除蛋黑量采与醇重或者其余溶剂重淀所赢得的多糖,常混有较多的蛋黑量,脱去蛋黑量的要收有多种:如采用能使蛋黑量重淀而没有使多糖重淀的酚、三氯甲烷、鞣量等试剂去处理,但是用酸性试剂宜短,温度宜矮,免得多糖落解.时常使用的要收有[19]:2.1.1.1 沙维积法(Sevag法)[20]:根据蛋黑量正在氯仿等有机溶剂变性而没有溶与火的特性,将多糖火溶液、氯仿、戊醇(或者正丁醇)之比调为25:5:1或者25:4:1,混同物剧烈振摇20到30分钟,蛋黑量与氯仿-戊醇(或者正丁醇)死成凝胶物而分散,而后离心,分去火层战溶剂层接界处的变性蛋黑量.此种要收较温战,正在预防落解上有较好效验,但是效用没有下,如五味子多糖的提与真验中要重复处理达三十频频.而且屡屡与消蛋黑量变性胶状物时,没有成预防的溶有少量多糖,其余少量多糖与蛋黑量分散的蛋黑散糖战糖蛋黑,正在处理时会重淀下去,制成多糖的益坏.如能协同加进一些蛋黑量火解酶,再用Sevage法效验更好.2.1.1.2 三氟三氯乙烷法[21]:多糖溶液与三氟三氯乙烷等体积混同,矮温下搅拌10min安排,离心得上头火层,火层继承用上述要收处理频频,即得无蛋黑量的多糖溶液,此法效用下,但是溶剂沸面较矮,易挥收,没有宜洪量应用.2.1.1.3 三氯醋酸法:正在多糖火溶液中滴加5%-30%三氯醋酸,曲至溶液没有再继承浑浊为止,正在5-10℃搁置过夜,离心与消重淀即得无蛋黑量的多糖溶液.此法会引起某些多糖的落解.Sevag法、三氟三氯乙烷法战三氯醋酸法三种要收均没有符合糖肽,果糖肽也会像蛋黑量那样重淀出去.对付于对付碱宁静的糖蛋黑,正在硼氢化钾存留下,用稀碱温战处理,不妨把那种分散蛋黑量分启[1].2.1.1.4 酶解法[22]:正在样品溶液中加进蛋黑量火解酶,如胃蛋黑酶、胰蛋黑酶、木瓜蛋黑酶、链霉蛋黑酶等,使样品中的蛋黑量落解.常常将其与Sevag法概括使用除蛋黑量效验较好.2.1.1.5 盐酸法[23]:与样品浓缩液,用2mol/L盐酸安排其PH至3,搁置过夜,正在3000r/min条件下离心,弃去重淀,即脱去蛋黑量.另有李知敏[23]战叶将瑜[25]等人分别正在动物多糖真验中说明:盐酸法、三氯乙酸法及Sevag法脱蛋黑率分别为72.5%、46.1%战42.3%,多糖的益坏率分别为15.1%、6.1%战14.3%.盐酸法脱蛋黑率下,但是多糖的益坏率也较下;三氯乙酸法较温战,但是除蛋黑效用没有下;Sevag法的脱蛋黑效验没有及前二种.2.1.1.6 其余要收:不妨加进5%ZnSO4溶液战鼓战Ba(OH)2溶液,振荡后离心去蛋黑.此法除蛋黑没有敷真足,可分散Sevag法使用.还可正在提与液中加进50%的TCA溶液至重淀真足,正在4000r/min的条件下离心10min,支集上浑液,即为除蛋黑液.另有人使用4:1的氯仿-乙醇溶液除蛋黑,将混同液浑摇,再静置,与上浑液.此历程需重复多次圆可除尽蛋黑.与消蛋黑量的样品用紫中分光光度计考验,瞅察正在280mm处是可有吸支,如果无吸支则标明蛋黑量已经除尽[24].2.1.2 除色素2.1.2.1活性冰(activated carbon)除色素[12]:活性冰属于非极性吸附剂,有着较强的吸附本收,特天符合于火溶性物量的分散.它的根源充脚,代价廉价,上柱量大,适用于洪量制备性分散.暂时用于色谱分散的活性冰主要分为粉终状活性冰、颗粒状活性冰、锦纶活性冰三种.普遍情况下,尽管预防用活性冰处理,果为活性冰会吸附多糖,制成多糖的益坏.2.1.2.2对付于动物根源的多糖,大概含有酚型化合物而颜色较深,那类色素大多呈背性离子,没有克没有及用活性冰吸支剂脱色,可用强碱性树脂DEAE纤维素或者DuoliteA-7去吸附色素.2.1.2.3若糖战色素时分散的,易被DEAE纤维素吸附,没有克没有及被火洗脱,那类色素可举止氧化脱色:以浓氨火或者NaOH液调至PH8.0安排,50℃。
多糖的提取和纯化多糖的提取和纯化多糖的提取和纯化摘要本文较详细地介绍了多糖的提取和纯化方法,为多糖的研究和生产提供参考依据。
关键词多糖;提取;纯化;活性炭多糖(polysacharides,PS),又称多聚糖,是由10个以上的单糖通过苷键连接而成的,具有广泛生物活性的天然大分子化合物。
它广泛分布于自然界高等植物、藻类、微生物(细菌和真菌)与动物体内。
20世纪60年代以来,人们逐渐发现多糖具有复杂的、多方面的生物活性和功能[1]:(1)多糖可作为广谱免疫促进剂,具有免疫调节功能,能治疗风湿病、慢性病毒性肝炎、癌症等免疫系统疾病,甚至能抗AIDS病毒[2]。
如甘草多糖具有明显的抗病毒和抗肿瘤作用[10],黑木耳多糖、银杏外种皮多糖和芦荟多糖可抗肿瘤和增强人体免疫功能[3-5]。
(2)多糖具有抗感染、抗放射、抗凝血、降血糖、降血脂、促进核酸与蛋白质的生物合成作用。
如柴胡多糖具有抗辐射,增强免疫功能等生物学作用[6],麦冬多糖具有降血糖及免疫增强作用[7-8],动物黏多糖具有抗凝血、降血脂等功能[9]。
(3)多糖能控制细胞分裂和分化,调节细胞的生长与衰老。
如爬山虎多糖具有抗病毒和抗衰老作用[10],银杏外种皮粗多糖具有抗衰老、抗过敏、降血脂、止咳祛痰、减肥等功能[11]。
另外,多糖作为药物,其毒性极小,因而多糖的研究已引起人们极大的兴趣。
由于多糖具有的生物活性与其结构紧密相关,而多糖的结构又是相当复杂的,所以在这一领域的研究相对缓慢。
但人们在多糖的分离提取与纯化方面已做出了不少工作。
1. 多糖的提取[12]1.1 热水浸提法:1.1.1多糖提取条件的优选根据文献报道[13]:影响热水浸提多糖的因素主要有提取时间、提取次数、溶剂体积、浸提温度、pH值、醇析浓度和植物颗粒大小等。
在试验前对上述多种因素利用正交实验法做出优选,才能选出最佳提取方案。
1.1.2其步骤为:原料→粉碎→脱脂→粗提(2-3次)→吸滤或离心→沉淀→洗涤→干燥首先除去表面脂肪。
原料经粉碎后加入甲醇、乙醚、乙醇、丙酮或1:1的乙醇乙醚混合液,水浴加热搅拌或回流1-3小时,脱脂后过滤得到的残渣一般用水作溶剂(也有用氢氧化钾碱性水液、氯化钠水液、1%醋酸和1%苯酚或0.1-1M氢氧化钠作为提取溶剂)提取多糖。
温度控制在90-100℃,搅拌4-6小时,反复提取2-3次。
得到的多糖提取液大多较粘稠,可进行吸滤。
也可用离心法将不溶性杂质除去,将滤液或上清液混合(得到的多糖若为碱性则需要中和)。
然后浓缩,再加入2-5倍低级醇(甲醇或乙醇)沉淀多糖;也可加入费林氏溶液或硫酸铵或溴化十六烷基三甲基铵等,与多糖物质结合生成不溶性络合物或盐类沉淀。
然后依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤。
将洗干后疏松的多糖迅速转入装有五氧化二磷和氢氧化钠的真空干燥器中减压干燥(若沉淀的多糖为胶状或具粘着性时,可直接冷冻干燥)。
干燥后可得粉末状的粗多糖。
1.2 微波辅助提取法:其原理为利用不同极性的介质对微波能的不同吸收程度,使基体物质中的某些区域和萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使萃取物质从基体或体系中分离出来,进入到介电常数小,微波吸收能力较差的萃取剂中[14]。
由于微波能极大加速细胞壁的破裂,因而应用于中草药中有效成分的提取能极大加快提取速度,增加提取产率。
而且由于其选择性好,提取后基体能保持良好的性状,提取液也较一般的提取方法澄清[15]。
聂金源等在柴胡多糖和黄酮化合物的提取[18]中对微波辅助提取法、超声辅助法和索氏提取法进行比较,发现微波辅助提取法所需时间最短(10min),多糖的提取率最高(28.46%)。
1.3 超声辅助法:其原理是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取,另外超声波的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合,利于提取[16]。
超声波辅助法与常规提取法相比,具有提取时间短、产率高、无需加热等优点[17]。
1.4 索氏提取法:将植物粉末置于索氏提取器中,加入石油醚,60℃-90℃条件下提取至无色(一般为6小时)。
过滤,滤渣挥发干燥完溶媒后加入80%乙醇,再提取6小时,过滤,滤渣乙醇挥发干燥后加蒸馏水。
回流提取2次,趁热过滤,滤液减压浓缩,再除蛋白,醇沉,除色素。
60℃干燥,称重。
1.5 醇提法:先后将90%和50%乙醇加入植物粉末中,振荡充分再抽滤。
滤液中加入足量无水乙醇,至于4℃冰箱中过夜。
减压抽滤,再除去色素,得多糖粗品,在60℃通风干燥箱中干燥,再置干燥皿中恒重保存。
醇提法方法简单,易于操作,但提取率较低,乙醇使用量大,不宜大规模提取使用。
1.6 其它方法:多糖的提取方法还有稀碱液浸提法、稀酸液浸提法、酶法等。
但由于稀酸、稀碱条件下,易使多糖发生糖苷键的断裂,部分多糖发生水解而使多糖的提取率减少,因而很多试验中避免采用稀碱液浸提法和稀酸液浸提法。
2. 多糖的纯化2.1 多糖中杂质除去方法粗多糖中往往混杂着蛋白质、色素、低聚糖等杂质,必须分别除去。
2.1.1 除蛋白质采用醇沉或其它溶剂沉淀所获得的多糖,常混有较多的蛋白质,脱去蛋白质的方法有多种:如选择能使蛋白质沉淀而不使多糖沉淀的酚、三氯甲烷、鞣质等试剂来处理,但用酸性试剂宜短,温度宜低,以免多糖降解。
常用的方法有[19]:2.1.1.1 沙维积法(Sevag法)[20]:根据蛋白质在氯仿等有机溶剂变性而不溶与水的特点,将多糖水溶液、氯仿、戊醇(或正丁醇)之比调为25:5:1或25:4:1,混合物剧烈振摇20到30分钟,蛋白质与氯仿-戊醇(或正丁醇)生成凝胶物而分离,然后离心,分去水层和溶剂层交界处的变性蛋白质。
此种方法较温和,在避免降解上有较好效果,但效率不高,如五味子多糖的提取实验中要重复处理达三十几次。
并且每次除去蛋白质变性胶状物时,不可避免的溶有少量多糖,另外少量多糖与蛋白质结合的蛋白聚糖和糖蛋白,在处理时会沉淀下来,造成多糖的损失。
如能配合加入一些蛋白质水解酶,再用Sevage法效果更佳。
2.1.1.2 三氟三氯乙烷法[21]:多糖溶液与三氟三氯乙烷等体积混合,低温下搅拌10min左右,离心得上面水层,水层继续用上述方法处理几次,即得无蛋白质的多糖溶液,此法效率高,但溶剂沸点较低,易挥发,不宜大量应用。
2.1.1.3 三氯醋酸法:在多糖水溶液中滴加5%-30%三氯醋酸,直至溶液不再继续混浊为止,在5-10℃放置过夜,离心除去沉淀即得无蛋白质的多糖溶液。
此法会引起某些多糖的降解。
Sevag法、三氟三氯乙烷法和三氯醋酸法三种方法均不适合糖肽,因糖肽也会像蛋白质那样沉淀出来。
对于对碱稳定的糖蛋白,在硼氢化钾存在下,用稀碱温和处理,可以把这种结合蛋白质分开[1]。
2.1.1.4 酶解法[22]:在样品溶液中加入蛋白质水解酶,如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、链霉蛋白酶等,使样品中的蛋白质降解。
通常将其与Sevag法综合使用除蛋白质效果较好。
2.1.1.5 盐酸法[23]:取样品浓缩液,用2mol/L盐酸调节其PH至3,放置过夜,在3000r/min条件下离心,弃去沉淀,即脱去蛋白质。
另有李知敏[23]和叶将瑜[25]等人分别在植物多糖实验中证明:盐酸法、三氯乙酸法及Sevag法脱蛋白率分别为72.5%、46.1%和42.3%,多糖的损失率分别为15.1%、6.1%和14.3%。
盐酸法脱蛋白率高,但多糖的损失率也较高;三氯乙酸法较温和,但除蛋白效率不高;Sevag法的脱蛋白效果不及前两种。
2.1.1.6 其它方法:可以加入5%ZnSO4溶液和饱和Ba(OH)2溶液,振荡后离心去蛋白。
此法除蛋白不够彻底,可结合Sevag法使用。
还可在提取液中加入50%的TCA溶液至沉淀完全,在4000r/min的条件下离心10min,收集上清液,即为除蛋白液。
还有人使用4:1的氯仿-乙醇溶液除蛋白,将混合液清摇,再静置,取上清液。
此过程需重复多次方可除尽蛋白。
除去蛋白质的样品用紫外分光光度计检验,观察在280mm处是否有吸收,如果无吸收则表明蛋白质已经除尽[24]。
2.1.2 除色素2.1.2.1活性炭(activated carbon)除色素[12]:活性炭属于非极性吸附剂,有着较强的吸附能力,特别适合于水溶性物质的分离。
它的来源充足,价格便宜,上柱量大,适用于大量制备性分离。
目前用于色谱分离的活性炭主要分为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、锦纶活性炭三种。
一般情况下,尽量避免用活性炭处理,因为活性炭会吸附多糖,造成多糖的损失。
2.1.2.2对于植物来源的多糖,可能含有酚型化合物而颜色较深,这类色素大多呈负性离子,不能用活性炭吸收剂脱色,可用弱碱性树脂DEAE 纤维素或DuoliteA-7来吸附色素。
2.1.2.3若糖和色素时结合的,易被DEAE纤维素吸附,不能被水洗脱,这类色素可进行氧化脱色:以浓氨水或NaOH液调至PH8.0左右,50℃以下滴加H2O2至浅黄色,保温2小时。
2.1.2.4 依次用丙酮、无水乙醚和无水乙醇洗涤多糖,即可得到较为纯净的多糖。
此法较为简单,便于操作,多糖损失也较小。
2.1.2.5 用4:1的氯仿-正丁醇除色素。
操作简单,多糖有一定损失。
2.1.2.6发酵来源的多糖颜色一般较浅,色素含量较少,一般可不除色素。
2.1.2.7对于动物,微生物等提取得到的多糖也可根据不同情况按上述方法处理。
2.1.3 除低聚糖等小分子杂质2.1.3.1采用逆向流水透析法。
即准备好一桶蒸馏水,用一根导管将水通入透析袋的烧杯底部,另用一根导管将水引出,根据水量控制流速,使水缓慢流动48小时。
这样得到的就是多糖的半精品。
2.1.3.2利用溶液浓度扩散效应,将分子量小的物质如无机盐、低聚糖等从透析袋渗透到袋外的蒸馏水中,不断换水即可保持浓度差,从而除尽小分子杂质。
具体的做法是根据多糖溶液的体积截取相应长度的透析袋,用透析夹夹住一端,灌入多糖液,离液面2-3cm处夹紧透析袋,置于一大烧杯中,注入蒸馏水至完全浸没透析袋后,用磁力搅拌器慢速搅拌,每12小时换一次水,重复3-4次。
2.2 多糖的纯化方法纯化是将多糖混合物分离为单一多糖的过程,纯化的方法主要有以下几种:2.2.1 分部沉淀法根据各种多糖在不同浓度的低级醇或丙酮中具有不同溶解度的性质,逐次按比例由小到大加入甲醇或乙醇或丙酮,收集不同浓度下析出的沉淀,经反复溶解与沉淀后,直到测得的物理常数恒定(最常用的是比旋光度测定或电泳检查)。
这种方法适合于分离各种溶解度相差较大的多糖。
为了多糖的稳定,常在pH7进行,唯酸性多糖在pH7时-COOH是以-COO` 离子形式存在的,需在pH2-4进行分离,为了防止苷键水解,操作宜迅速。
此外也可将多糖制成各种衍生物如甲醚化物、乙酰化物等,然后将多糖衍生物溶于醇中,最后加入乙醚等极性更小的溶剂进行分级沉淀分离。