天然活性多糖提取及分離純化技術(shù)研究進展

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1、天然活性多糖提取及分離純化技術(shù)研究進展摘要:天然活性多糖是自然界重要的生物大分子之一,因其具有廣泛的生物活性而備受關(guān)注。由于多糖的生物活性與其純度及化學結(jié)構(gòu)有著重要的關(guān)系,因此多糖的提取和分離純化是多糖研究的基礎(chǔ)。就近年來天然活性多糖的提取方法、分離純化技術(shù)的最新研究進展進行了綜述,并比較了各種方法的優(yōu)缺點,旨在為天然活性多糖的開發(fā)應用提供參考。關(guān)鍵詞:天然活性多糖;提取;分離純化;開發(fā)應用中圖分類號:Q946.3;R284.2文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2014)23-5624-04天然活性多

2、糖是廣泛存在于植物、動物及微生物中由10個以上的單糖以α-或β-糖苷鍵構(gòu)成的天然大分子[1],因其具有多種生物活性和無毒副作用,在保健食品及醫(yī)療行業(yè)中被廣泛利用。目前國內(nèi)外關(guān)于天然活性多糖的研究報道主要集中在藥理、臨床應用等方面[2-4],有關(guān)提取和分離純化的報道相對較少。然而,多糖的生物活性與其化學結(jié)構(gòu)及純度有著重要的關(guān)系[5],因此多糖的提取、純化是多糖研究的基礎(chǔ)。本文就近年來天然活性多糖的提取方法、分離純化技術(shù)的研究進展進行了綜述,并比較了各種方法的優(yōu)缺點,旨在為天然活性多糖的開發(fā)應用提供參考。141多糖

3、的提取多糖的提取是指利用一定的原理和方法將天然產(chǎn)物中的活性多糖溶出或釋放至細胞外。目前,國內(nèi)外提取多糖的方法主要有溶劑提取法、酸、堿提取法、酶解法、超聲波提取法、微波提取法和超臨界流體萃取法。1.1溶劑提取法溶劑提取法主要是利用提取溶劑的擴散和滲透作用,將天然產(chǎn)物中活性成分溶出。一般來說,溶劑極性越大,對組織細胞的穿透力越強,提取效果就越理想。Chen等[6]用水提法提取大漏斗菇中的多糖,提取率達5.86%。曾紅亮等[7]以乙醇體積分數(shù)、液料比、提取溫度、提取時間和提取次數(shù)為考察因素,利用響應曲面法研究了金柑多

4、糖的最佳工藝,以70%乙醇為提取溶劑,液料比為38mL/g,在88℃下提取3次,每次2.5h,得到的多糖提取率為1.80%,與理論預測值相當。該法無需復雜的儀器設備,工藝成本相對較低,應用廣泛,但需要多次提取以保證提取率,耗時較多。此外,若使用水為提取溶劑,由于水的溶解范圍廣,在提取活性多糖的同時也浸提出大量的非多糖組分,這也增加了去除多糖中雜質(zhì)的難度。1.2酸、堿提取法14堿液提取法是利用植物細胞在堿液中會吸水溶脹以致破裂,使細胞中的活性物質(zhì)釋放出來的原理提高提取率。常用的堿液有NaOH、KOH、Na2CO3

5、。但對于在堿性較強時會水解多糖,在實際操作中需要加入硼氫化鈉或硼氫化鉀來防止其降解。馬洪波等[8]使用氫氧化鈉溶液提取桑葉多糖,正交試驗結(jié)果顯示,1.5mol/L堿液濃度,固液比為1∶50,在80℃提取4h,多糖提取率可達2.55%,略高于水提取法。趙晨溟等[9]用幾種不同的方法提取龍眼中的多糖,結(jié)果表明,對于含半乳糖較多的多糖,堿提取法提取率較高。堿提取法適合于提取酸性多糖或分子量較大的多糖,比溶劑提取法相對省時。但使用堿液提取法時,堿液的濃度必須要控制在適當范圍內(nèi),如果濃度過高,會使糖苷鍵斷裂且多余的堿液與

6、還原糖發(fā)生反應,將還原糖分解,使溶液顏色加深,加大后續(xù)的脫色工作量。酸液提取法的原理與堿提取法基本相同,該法適用于半乳糖醛酸含量豐富的多糖的提取。使用酸提取法時同樣要嚴格控制其溶液酸度,否則會破壞多糖的結(jié)構(gòu)。1.3酶解法14酶解法是根據(jù)細胞壁的構(gòu)成,利用酶反應所具有的高度專一性等特點,選擇相應的酶將細胞壁的組成成分水解或降解,破壞細胞壁結(jié)構(gòu),將細胞內(nèi)有效成分提取出來的方法[10]。常用酶包括纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等。酶解法關(guān)鍵在于使酶活性達到并保持最佳狀態(tài),這就需要考察酶用量、底物濃度、pH、溫度及作用時間等

7、因素的影響。You等[10]使用2.15%復合酶,在pH4.2,55℃溫度下提取97min,山茱萸多糖提取率高達9.29%。酶解法反應條件溫和,提取速度快,提取率高,可重復性好[11],操作簡便。不足的是,酶解法存在酶殘留及酶降解產(chǎn)物的去除問題。1.4超聲波提取法超聲波提取法是利用超聲波高頻振蕩的空化作用、機械作用和熱力學作用等破壞提取物的細胞結(jié)構(gòu),使提取液滲入細胞內(nèi)部,加速多糖溶解,從而提高多糖提取率[12]。Qu等[13]采用超聲波提取紅棗多糖,利用響應面法考察各因素對多糖提取率的影響,結(jié)果表明,在功率12

8、0W,溫度55℃下超聲提取15min,紅棗多糖提取率可達4.47%,與理論預測值相符。Chen等[14]用超聲波提取萬年青多糖,在最佳提取工藝下得到的多糖含量高達(36.77±1.76)%。超聲波的處理溫度低,與傳統(tǒng)的水提法比較,提取時間短且提取率較高,然而,在使用超聲波提取法時應注意控制時間[15],超時間的振蕩可能會導致大分子多糖斷裂而影響其生物活性。1.5微波提取法微波是頻率介于

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