植物多糖分离纯化

食品分离技术作业

姓名_______________ 院系_______________ 专业班级_______________ 学号_______________ 时间___年___月___日

摘要

本文简要地介绍了植物多糖提取的两种方法：溶液提取法和部分沉淀法，对于影响多糖提取的不同因子选取不同方法；从多个方面介绍了多糖提取后的分离、纯化方法，及其分离纯化原理和主要步骤，并在最后对分离方法的可行性做出评价。

关键词：植物多糖分离纯化溶剂提取法部分沉淀法

植物多糖的分离纯化

一、多糖的物化性质

A.分子结构：多糖在溶液状态下有着高级结构，代表活性状态。不同植物提取的多糖，

一级结构上有很太差异，采用酸解、色谱、质谱、红外光谱、核磁共振等手段，可以确定单糖的组成及取代基团。

B.溶解性：难溶于冷水，在热水或碱液中可溶。不溶于丙酮、乙醇、正丁酵、乙醚、醋

酸乙酯等有机溶剂

C.热稳定性：热不稳定，当温度大于4O℃时，分解加快。

D.酸碱稳定性：pH小于5时开始降解，小于3时有20％降解；大于7时氧化加快。

E.化学性质：与硫酸蒽酮、硫酸苯酚反应阳性，常用于定量分析；可与部分有机、无机

离子络合，如与十六烷基三溴化铵(CTAB)、氢氧化钡等结合沉淀

F.

二、植物多糖的提取

多糖不同的植物中，有着不同的含量和贮存位置，因此针对不同的植物有着不同的分离方法。

图1:不同植物中多糖的提取方法

A.溶剂提取法

a)水提法

水对植物组织的穿透力强，提取效率高，在生产上使用安全、经济。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。一般植物多糖提取采用热水浸提法，该法所得多糖提取液可直接或离心除去小溶物；或者利用多糖不溶于高浓度乙醇的性质，沉淀提纯多糖；但由于不同性质或不同相对分子质量的多糖沉淀所需乙醇浓度不同，它也可以用于样品中不同多糖组分的分级分离；还可按多糖不同性质在粗分阶段利用混合溶剂提取法对植物中不同的多糖进行分离；其中，以乙醇沉淀最为普遍。但以根茎为主的植物体,细胞壁多糖含量高,热水直接提取率不高。此时为破坏细胞壁,增加多糖的溶出，有两种处理方法:一为酶解,二为弱碱溶解。

图2：加水比对多糖提取的影响[1]

b)酸碱提法[2]

有些多糖适合用稀酸提取，并且能得到更高的提取率。但酸提法只在一些特定的植物多糖提取中占有优势，目前报道的并不多。而且即使有优势，在操作上还应严格控制酸度，因为酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂。

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。采用的稀碱多位为0．1mol／L氢氧化钠、氢氧化钾，为防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。同样，碱提优势也是因多糖类的不同而异。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。另外，稀酸、稀碱提取液应迅速中和或迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。

图3：热碱提取多糖结果[3]

c)生物酶提取法[4]

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。

B.部分沉淀法

a)金属盐沉淀法

提取液中加入中性醋酸铅可沉淀去除大部分酸性、酚性的杂质（如有机酸、氨基酸、蛋白质、树脂酸、黄酮、蒽醌、鞣质等），包括酸性多糖。而用碱式醋酸铅对多糖的沉淀就更为完全。除去杂质后的母液用H2S脱盐后，单糖、低聚糖和水溶性较大的中性苷类仍保留在滤液中。铅盐沉淀法除去杂质比较完全，母液脱铅后可用于单糖和低聚糖的定量，也可用铜盐沉淀法提取多糖。

b)季铵盐沉淀法

季铵类氢氧化物是一类乳化剂，可与酸性糖形成不溶性沉淀，常用于分离酸性多糖。季铵氢氧化物与中性多糖不生成沉淀，但当调高PH，使某些OH基解离，或加硼酸缓冲液增高糖的酸度，中性糖也能被沉淀。利用季铵氢氧化物在酸性、中性、微碱性、碱性中分级沉淀可以分离多糖。

c)甲醇分级沉淀法

常用的分级沉淀法是在混合多糖的浓水溶液中（常在PH=7时），逐步加入乙醇，收集不同醇浓度下析出的沉淀。一般各次沉淀需经反复溶解后，再醇析，直到测得的物理常数恒定，最常用的是旋光度测定和电泳检查。用分级沉淀法得到的多糖，常杂有较多的蛋白质，必须予以去除。一般选择那些使蛋白质沉淀而使多糖不沉淀的试剂来处理，如酚、三氯乙酸、鞣酸等。但必须处理时间短，温度低，避免多糖降解。

三、多糖提取物的分离纯化

在多糖提取物中，常会有无机盐、蛋白质、色素及小分子物质等杂质，必须分别除去．一般是先脱除非多糖组分，再对多糖组分进行分级．

A.除蛋白

蛋白的分离方法较多，如Sevag[5]法、三氯乙酸沉淀法、ZnS04沉淀法、酶法等。Sevag

法为实验常用法，谚法以正丁醇与氯仿按4：l混合，再行革取。蛋白酶除蛋白是目前认为较好方法，将蛋白水解，再透析除去。

B.脱色

植物多糖提取物中含有酚类化合物而使其颜色较深，可用吸附剂(纤维素、硅藻土、活性炭等)、离子交换柱(DEAE一纤维素)、氧化剂(H2O2)等脱除。活性炭比表面积大，吸附能力强，在进行当归多糖的提取时只向多糖液中加入了0．1％左右的活性炭，煮沸后滤过即完成了脱色操作。此法成本低廉，适合工业化生产。

C.除小分子杂质

小分子杂质如低聚寡糖的残留往往影响多糖的生物活性，需要进一步脱除，提高纯度。传统的方法是透析法，该法操作简单、技术成熟，但周期长，往往需要2一3天，常温下操作有可能造成多糖的霉变，必要时需加入少量防腐剂或需在低温条件下进行。随着膜分离技术的发展，纤维滤器透析法已经发展起来了，它利用不同孔径的膜使大小不同的分子分级，这种方式可缩短生产周期，而且条件温和，无疑是多糖脱除杂质的一条新途径。

D.多糖的分级纯化

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．

a)按溶解性不同分离

a.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．

a.2盐析法