植物多糖的纯化工艺研究进展
2023-10-15
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第24卷第6期 2010年11月 天津化工 Tianjin Chemical Industry Vo1.24 No.6 NOV.2O1O 植物多糖的纯化工艺研究进展 冯慎。陈爽,李妍。李晓光 (吉林医药学院药学院,吉林132013) 摘要:现阶段纯化工艺一般为:脱脂、脱色、脱蛋白、分离。本文综述了纯化工艺中各步骤的常用方法及应用情况,分析 它们的原理及优缺点并对发展前景做进一步探讨。 关键词:多糖;纯化;产业化 doi:lO.3969 ̄.issn.1008—1267.2010.06.002 dp[](r ̄:TQ224.6 文献标志码:A 文章编号:1008-1267(2010)06-005-04 Process of work in polysaccharide’S puriifcation ,FENG Shen,CHEN Shuang,LI Yan,LI Xiao-guang (Pharmacy ofcollege,Jilin medical college,Jilin 132013) Abstract:The process in purification of polysaccharides now is:skimmed,decolonization,deproteinized, separation.This text mainly introduced its procedure and use.Still analyzed its theory,advantages and disadvantages and its development. Key words:polysaccharide;purification;industyr 多糖与蛋白质一样,立体结构不同活性也不同, 下保温一定时间后(建议为40℃、30min)用蒸馏水 而且其活性还与他所结合的蛋白质、色素、金属离子 透析即得脱色的药液刚。张林波用使用双氧水进行 等有关,所以对提取的粗多糖进行纯化以达到提高 脱色,至溶液呈浅黄色为止,透析之后效果不错。在 有效成分纯度的目的,同时获得的均一多糖组分又 实际应用中,虽然双氧水脱色操作简便,脱色效果 能对结构分析、药理和构效关系提供条件。 较好,但对多糖具有较强的氧化作用,因而应用受 1 脱脂 到限制。 2.2活性炭脱色 药材脱脂的顺序一般在提取之前,用一定量的 在用活性炭进行脱色时,一般使用颗粒活性 有机溶剂在索氏提取器中回流一段时间,常用的有 炭,先把药液加入到一定温度,然后加入一定量的 机溶剂为石油醚、乙醚,也有用石油醚一丙酮(体积 活性炭,脱色一定时间后过滤即得脱色的药液[81。 比1:1)。这种方法比较常用,但是比较耗时耗财㈣。 在脱色过程中的药液温度、脱色时间及加入活 孙汉巨等嗍则在提取后取浓缩液加人石油醚振荡, 性炭浓度是主要影响因素,杨培民等[91在温度和时 然后放人分液漏斗中静置萃取20min,取下层溶液, 间确定的情况下,主要对活性炭的浓度进行了考 重复萃取操作3次,也有较好的脱脂作用。运用萃 察,以脱色效果为标准,结果表明0.5%活性炭可实 取原理进行脱脂是适合工业化生产的方法,相信以 现较好的脱色效果,同时最大限度的保留了药液的 后会得到很好的运用。 多糖成分。王晓婧等 同样是用颗粒活性炭进行脱 2脱色 色,改进的地方是对超滤液进行动态脱色,与一般 2.1双氧水脱色 脱色考察因素不同的是,以流速代替了时间因素。 用H 0 进行脱色时一般把药液调pH至稍碱 其最优条件为:活性炭用量为4%,温度40℃,流速 性但不能超过8,以免碱性过强使多糖发生水解,从 是1.8mL/min。需要注意的是药液pH最近也成为科 而破坏其结构。然后边搅拌边加入H 0 ,一定温度 收稿日期:2010—06—21 6 天津化工 2010年11月 研工作者的考察因素之一,可能原因是pH对活性 炭物理性质的影响[1l】。 随着科技的不断进步,科研工作者发现活性炭 对于一些多糖同样有吸附作用,会增加多糖损失率, 为了降低多糖损失率同时保证良好的脱色率,张佳 等[12睬用活性炭联合陶瓷膜纯化多糖,在减少使用 活性炭的情况下,不但提高了脱色率,而且蛋白脱 除率和多糖纯度也得到很大的提高。唯一的缺点是 费用较高,有待斟酌。 2.3吸附树脂脱色 药液按一定的流速流经大孔吸附树脂柱,流出 液即为脱色后药液。需要注意的是,针对多糖的不 同极陛应选择对应极胜的大孔吸附树脂【】31。杨云等㈣ 以脱色率和多糖保存率为指标,考察了活性炭脱色、 过氧化氢氧化脱色、树脂脱色三种方法,结果表明 树脂脱色效果最好。而且大孔吸附树脂有处理能力 大、脱色范围广、脱色容量高的特点,适合工业化生 产。因此树脂脱色是多糖脱色的较佳方法。 3 脱蛋白 3.1 Savage法 粗多糖加适量水溶解,加入1/5体积的Savage 试剂(v(氯仿):v(正丁醇)=4:1),强烈振摇30 min。 静置分层,除去交界处变性蛋白,重复处理数次即 得脱蛋白后药液[15A司。 但此法不能除去脂蛋白,因为脂蛋白溶于氯 仿。因此韩春然【 噪用酶法提取多糖,以除去脂蛋白, 然后在除去脂蛋白的多糖溶液中加入1/4体积的 Savage试剂,剧烈震荡30 min,脱蛋白质效果较好。 Savage法是经典的脱蛋白方法,条件较温和, 但需反复多次才能除去尽量多的蛋白质,有机试剂 用量大,耗时较长,并且多糖损失较为严重;另外在 生产过程中,分液后,多糖溶液中还残留有毒性较 大的有机溶剂,需蒸发去除。 3.2三氯乙酸法 在多糖水提液中滴加与多糖水提取液等体积 的三氯乙酸(三氯乙酸的体积分数一般控制在5%一 10%),混匀后静置过夜,离心除去胶状沉淀,重复以 上的操作直至溶液不再混浊为止,得无蛋白质的多 糖【18】。此法应用较少,主要是三氯乙酸可能对多糖结 构具有破坏作用,使多糖降解,而且这种破坏作用 有随着三氯乙酸浓度增大而增强的趋势。 3.3三氟三氯乙酸法 多糖溶液与三氟三氯乙烷等体积混合,低温搅 拌10 min左右,离心分离得上层水层,水层继续用 上述方法反复处理几次,得无蛋白质的多糖溶液。 该方法提取效率高,但三氟三氯乙烷易挥发,不宜 大量应用 ~。 3.4酶解法 利用蛋白酶可水解蛋白质的特性,在多糖样品 溶液中加一些蛋白酶进行脱蛋白。一般依据所使 用酶的特点应选择适宜的pH、温度和酶解时间【z”。 杨云等【14】采用酶法脱蛋白,在酶解过程中胰蛋白 酶、木瓜蛋白酶先后不断作用于蛋白质大分子,使 多糖粗产品具有较高的蛋白质脱除率,同时这些 酶有利于多糖物质的溶出,提高了多糖粗产品的 得率,从而得出复合酶法脱蛋白是较好的方法。但 是对于蛋白含量本身比较低的多糖,使用酶法脱 蛋白的同时,引入了外来蛋白质一酶,使得蛋白质 含量有一定的增加,反而降低了蛋白质脱除率。因 为现阶段含蛋白质多的多糖比较多,所以对于大 多数需要脱蛋白的多糖,酶法脱蛋白是一种很有 效的方法[2l】。 3.5鞣酸法 多糖溶液中加入鞣酸,边加边搅拌,然后冷藏 静置12h,过滤,滤液即为脱蛋白后药液[ZZl。杨培民IlI】 通过研究发现鞣酸加入0.3%,即可到达良好的脱蛋 白效果。同时一些研究表明,使用鞣酸法虽然蛋白 脱除率较高,但是多糖保存率偏低。 3.6盐酸法 取浓缩液,用2 moFL盐酸调节其pH值至3, 室温下静置过夜,离心除去沉淀液得脱蛋白液 。李 知敏等[ 用了3种较为常见的方法:三氯乙酸法、 盐酸法及Savage法,对植物多糖提取液进行脱蛋白 处理,得出盐酸法脱蛋白率最高,但它的多糖损失 率也较高。目前使用盐酸脱蛋白的研究还是很少, 需要进一步探讨。 4分离 4.1 膜分离 4.1.1超滤法 依据不同超滤膜允许不同相对分子质量和形 状的物质通过的原理,多糖溶液通过各种超滤膜就 能达到分离,常用的超滤膜有醋酸纤维素膜和聚砜 酰胺膜等。范云鹏等 将有机膜超滤与渗滤相结 合,可将香菇多糖的纯度提高到80.4%。虽然有机 膜超滤纯化效果明显,但存在着膜污染。而且也需 要解决不能抗高压和耐高温等问题。 第24卷第6期 冯慎,等:植物多糖的纯化工艺研究进展 7 4.1.2微滤法 多糖的性质、特点,综合比较进行实验,才能选取最 佳的方法和工艺。 参考文献: [1]陈军辉,谢明勇,易秀琴,等.西洋参多糖提取新工艺研究『J].时 珍国医国药,2006,16(1 o】:977—979. 微滤膜通常截留粒径大于0.05 m的微粒,多 采用对称微孑L膜,膜的孔径范围为0.I ̄51xm,操作压 差范围为0.05—0.2 MPa。微滤能有效去除比膜孔大 的微粒和微生物,具有能耗低、无二次污染、分离效 率高等特点。 4.2色谱法 4_2_1 离子交换色谱法 不同多糖尤其是多糖与蛋白质结合在一起的 复合多糖,在一定pH条件下所带电荷不同,可根据 各多糖上电荷的差异而达分离目的。毛建山等闭经 DEAE—Separate fast lfow阴离子交换和SephadexG一 200葡聚糖凝胶柱色谱分离得到纯化的白毛藤多糖 (SLPS)。此法具有产物纯度高,污染小的优点,但此 法具有洗脱体积大,后处理麻烦等缺点。 4.2.2凝胶色谱 一般生药提取物得以分离多用Sepharose、 DEAE—Toyopearl、Sephacryl、Sephadex精制得到各 种多糖[271。常用的凝胶有葡聚糖凝胶(Sephadex)和 琼脂糖凝胶(Sepharose),以不同浓度的盐溶液和缓 冲溶液作为洗脱剂,从而使不同大小的多糖分子得 到分离纯化。但此法不适宜粘多糖的分离。 4.3分级沉淀法 4.3.1 季铵盐沉淀法 季铵盐及其氢氧化物是一类乳化剂,可与酸性 糖形成不溶性沉淀,常用于酸f生多糖的分离。当溶液 的pH值增高或加入硼砂缓冲液使糖的酸度增高,也 会与中性多糖形成沉淀。陈海华等【罄1采用CTAB络 合法分离得到酸性多糖a.cidic polysacchar0se,AFM) 和中性多糖(neutml polysacchar0se,NFM)粗制品。 4.3.2分解沉淀法 利用多糖在不同浓度的低级醇或丙酮中具有 不同溶解度的性质而实现分离,适合于各种溶解度 相差较大的多糖的分离。常在pH=7进行,酸性多糖 在pH 2-4进行分离。为了防止糖苷键的水解,操作 宜迅速。王卫国等[z91向香菇粗多糖溶液中分别加 入一定比例的甲醇,3000 r/min离心15 min,分离得 到L、『J2、Ll三个组分。 5结论 建议使用:树脂脱色,酶法一Savage法脱蛋白, 色谱法分离。当然针对一些多糖的自身特性,可以 针对笔者建议做出调整,以得到最大产量最大纯度 的多糖。从根本上讲,在选取方法时,应当关注目标 [2]刘瑞丽,张晓坚.猴头菇多糖纯化及活性研究【JJ.安徽医药 2008,12(9):793—794. [3]韦巍.多糖的研究进展fJ].国外医学・药学分册,2005,32(3): 179—184. [4]徐晓毛,蒋丽,唐健.植物多糖的保健功能及开发前景[J】_中国 食物与营养,2007(11:48—50. [5]季春峰.石蒜属资源开发与利用【J].中国野生植物资源,2002,21 (6):14—15. [6]吴彦,周守标.石蒜属植物多糖的分离纯化【J1.生物学杂志. 2005,22(3):44~47. [7]张林波,刘翠,吴红珍.姬松茸多糖的分离纯化及其初步鉴定 【JJ.中国现代中药,2009,11(5):17一l9. [8]杨泱,刘仲华.茶多糖的提取、分离、纯化、组成研究概况fJ1.中 国食物与营养,2009,5:47—49. [9]孙晓琴,刘端超.菊糖的提取、澄清与精制『J1.湖北农业科学, 2007,46(1):138—140. [10]王晓婧,赵余庆.大蒜多糖提取纯化工艺研究进展fJ1_中国现代 中药,2009,11(7)4—6. [1 I]杨培民,代龙.白花蛇舌草多糖的提取纯化工艺研究 齐鲁药 事,2009,28(9):549—551. [12]张佳,陈劲春,李金刚.活性炭联合陶瓷膜超滤纯化香菇多 糖『J1_北京化工大学学报,2007,34(5):531—534. [13]许燕燕.植物多糖的提取方法和工艺【JJ.福建水产,2006,(3): 32—36. n4]杨云,冯卫生,雷高明.大枣渣多糖精制纯化工艺的研究fJ].中 药材,2006,29(1):78—81. [15]张锐,曾冬云,龚兴国.羊栖菜多糖的提取工世研究[J】.中国食 品学报,2006,6(31:14—18. [16 3朱晓霞,罗学刚.多糖提取与纯化技术应用进展【J】.食品研究与 开发,2007,28(3):186—188. [17]韩春然,唐娟.黑木耳多糖的酶法提取、纯化及性质研究『J].食 品科学,2007,28(21:53—55. [18]侯剑萍,王春霞.牛膝多糖的提取纯化工艺fJ1.研究中国药房, 2008,36(19):2822—2825. [19]姜曼花,邱细敏.白背三七多糖的提取纯化及含量测定fJ1.时珍 国医国药,2008.19(9):2147—2149. [20]庄江兴,刘凤娇,叶天助,杨美花.巴戟天多糖的分离与纯化新 方法[J].厦门大学学报,2008,47(12):147—149. [21]马莉,唐健元,李祖伦,等.板蓝根多糖分离纯化及其性质的研 究【JJ.中草药,2007,38(8):1143. [22]付桂明,刘成梅.茶树菇水溶性多糖的分离纯化和化学组成的 研究【J].食品科学,2005,26(9):180—184. [23]周俐斐.芦柏震蝉花总多糖的提取纯化及含量测定IJ1.江西中 医药,2009.1(1):56—59. [24]李知敏,王伯初,周菁.植物多糖提取液的几种脱蛋白方法的比 较分析IJj.重庆大学学报,2004.27(8):57—6o. [25]王战勇,闫松,商丽颖,晁彩林.枸杞多糖的提取纯化及组成分 第24卷第6期 天津化工 V01.24 NO.6 2010年1 1月 Tianjin Chemical Industry N0v.2O10 淫羊藿属木脂素类化学成分研究进展 张曜武,牛晓丽,王超 (青岛科技大学化工学院,山东青岛266042) 摘要:目的是对淫羊藿属木脂素类成分研究进展进行综述,为其进一步开发研究提供参考;方法是对国内外相关文献进行 分析、整理和归纳;结果是综述了近4()种木脂素类成分,其中有10余种属于自然界首次发现的新化合物。文中均给出其 英文名称、文献来源等内容;结论是以往淫羊藿木脂素类成分的报道相对较少,其化学成分和药理活性亟待进一步研究。 关键词:淫羊藿属;木脂素类成分 doi:10.39696.issn.1008—1267.2010.06.003 中图分类号:Q949.746.8 文献标志码:B 文章编号:1008—1267(2010)06—008—04 Advances in studies on lignans from Epimedium ZHANG Yao-wu,NIU Xiao-li,WANG Chao (Department ofPharmacy,College foChemical Engineering,Qingdao University foScience and Technology,Qingdao Shandong 266042) Abstract:Objective To provide reference for the further research of the Epimedium lignans constituents through overview about the related research;Methods The related references both in the domestic and foreign literatures about Epimedium were analyzed,collated and summarized;Results Nearly fourty lignans components were reviewed,which contained more than ten new compounds,otherwise,the English name,literature sourcres and other contents were given;Conclusions Few literature of the Epimedium lignans constituents were reported in the past,and further study on its chemical constituents and pharmacological activities will be done. Key words:Epimedium;lignans constituents 淫羊藿始载于《神农本草经》倍受历代中医青 文献中已报道的来自淫羊藿属植物的木脂素 睐。淫羊藿具有抗衰老、提高免疫功能、抑制肿瘤等 成分已有4O余种,有关结构式见图1。Matsushita 显著活性。以往淫羊藿黄酮、多糖等成分报道较多, Hiroyuki等Ⅲ从E.sagittatum中分离得到icariol A 1 木脂素成分报道较少,然而由近年文献可知,淫羊 (淫羊藿醇A。)、icariol A (淫羊藿醇A2)及1,2一bis 藿属中不断有新的木脂素成分被发现,从其数量而 (4一hydroxy一3一methoxypheny1)一,(1 R,2R)一rel一(J 1: 论,也可以归为该属植物中的大类成分之一,因此, 1—3)。Miyase Toshio等 1分别从E.diphyllum和E. 笔者系统检索了有关文献,对淫羊藿属木脂素类成 grandilforum中分离得到icariside E3(淫羊藿次苷E3, 分进行了综述,有关成分文中均给出其英文名称、 见图1:4),从E.diphyllum中分离得到icariside E5 文献来源等内容(其中有一部分是自然界中首次发 (淫羊藿次苷E5,图1:5);杨云等p, 曾由E.brevicornum 现的新化合物),文献中尚未见有同类综述,期望本 文能为淫羊藿属植物的深入研究开发提供参考。 收稿日期:2010—04—22 析【J].氨基酸和生物资源,2008,30(1):22—24. [28]肖姗姗,金郁,孙毓庆.板蓝根化学成分、药理及质量控制研究 [26]毛建山,吴亚林,黄静,等.自毛藤多糖的分离、纯化和鉴定fJ1. 进展【J】.沈阳药科大学学报,2003,20(6):455. 中草药,2005,36(5):654—656. [29]徐翠莲,杜林洳.多糖的提取、分离纯化及分析鉴定方法研 [27]张锦雀,黄丽英苏聪枚.中草药多糖提取分离纯化研究进展【JJ. 究[J】_河南科学,2009,27(12):1524—1527. 中药材,2008,31(11):1760—1764.