多糖

多糖

多糖是由多个单糖基及糖苷键相连接而成的高聚物，一般是20个以上的单糖聚合而成，广泛存有于动物细胞膜，高等植物和微生物的细胞壁中，是构成生命的四大基本物质之一，同维持生命活动密切相关。蛋白质、核酸和多糖最重要的三种生物大分子，因为多糖的结构难以控制比蛋白质和核酸复杂得多，再加上人们早期只把多糖看作细胞结构成分和食物来源，使得人们对多糖的研究成为“生物化学中最后一个前言”。如100多年前，德国著名科学家就开始了糖类的研究。当前，以多糖结构、功能和药用价值为核心的糖工程被认为是继蛋白质工程、基因工程后生物化学和分子生物学领域中最后一个巨大的科学前沿。

当前，世界各国政府对多糖的生物学研究给予高度重视。1986年美国能源部资助佐治亚大学创建了复合糖研究中心，建立复合糖数据库。牛津大学Dwek教授在1988年提出糖生物学这个名词，这标志着糖生物学这个新的分支学科的诞生。日本于1989年创办了《糖科学与糖工程动态》杂志，出版了专著《糖工程学》。同年日本政府科学技术厅提出“糖工程基础与应用研究推动战略”。1990年E-选凝素的发现将糖生物学推向了生命科学的前沿。欧盟于1994-1998年发起“欧洲糖类研究开发网络”计划。糖生物学的时代正在加速来临，甚至有人预计，如同20世纪，蛋白质、肤类、氨基酸与核酸时代一样，21世纪理应是多糖生命科学的时代。

糖类的研究工作和蛋白质、核酸的研究工作相比，在我国还是一个薄弱的环节。我国在多糖方面的研究始于20世纪70年代，但近年来发展迅速，在全国第一次糖的生化学术会议后，《糖复合物的生化研究技术》出版，标志着我国在糖化学方面的研究工作已经有了一个较好的开端网。1996年我国将“糖生物学”列为国家重点课题。研究的对象包括植物类、动物、真菌类、细菌、地衣等；研究范围涉及多糖的分离纯化、理化性质、结构分析、免疫学、药理学以及临床应用等，其中对免疫提升作用机理的研究已经深入到分子、受体水平；研究的

方法涉及化学、物理、生物学、医药学等诸多领域。我国地大物博，

糖类资源也很丰富，而且有些真菌多糖还对生物体具有独特的生理作用，能够作为药用资源。

今后一个时期内，多糖的研究有以下几个趋势：从单味中药多糖的研

究向中药复方多糖体系的研究发展；从单一免疫系统作用的研究向神

经内分泌免疫网络作用的研究发展；从药品向食品、从治疗向保健发展。经过半个多世纪的发展，活性多糖的研究取得了重大进展。建立

了一系列活性多糖的提取、纯化方法、生物活性测试方法、结构分析

方法，发现了很多具有重要生理活性的多糖，研究的广度和深度在持

续发展。随着多糖化学和糖生物学的深入研究，活性多糖将会进入一

个新时代，将为人类的健康和安全提供更为有力的协助。

2.1多糖的来源

多糖来源十分丰富，广泛存有于动物、植物、微生物（细菌和真菌）

和海藻中（如植物的种子、茎和叶，动物粘液，昆虫及甲壳动物的壳

真菌，细菌的胞内外等），从动植物器官组织、菌类及微生物发酵产

物中可得到不同种类的多糖。按其来源可分为高等植物多糖、动物多糖、微生物多糖、藻类多糖。其中研究较早且最多的是从细菌中得到

的各种荚膜多糖，它在医学上主要用于疫苗。1984年，苏联人在荷兰

召开的第十二次国际碳水化合物讨论会上报道了用合成特定结构的荚

膜多糖作疫苗，引起与会者的极大兴趣，此后相关真菌多糖的研究逐

渐深入和广泛，如酵母菌多糖、食用菌多糖，特别是食用菌多糖的研究，取得了很大进展，其中以香菇多糖研究的较为深入。1969年，日

本人千原首次报道从香菇中分离出一种抗肿瘤多糖，轰动了整个医学、药学界，之后掀起一股从食用或药用真菌中寻找抗肿瘤成分的热潮。

另外，植物多糖的开发也倍受人们的青睐，因为我国是中药的起源之地，而糖类是中药材中普遍存有的成分，在对各种中药材的化学成分

研究的过程中，人们都少不了对其中多糖的注重。植物多糖研究得比

较深入的是稻草多糖、麦秸多糖、竹多糖、刺五茄多糖。海藻多糖虽

然研究得不多，但其前途也是很光明的。到当前为止，已有300多种

多糖化合物从天然产物中被分离出来。

2.2多糖的提取、分离纯化

2.2.1多糖的提取

多糖是极性大分子化合物，常用的提取方法有：热水浸提法、稀碱浸

提法、酸浸提法和酶法。前三种为化学方法，酶法为生物方法。稀酸

提取时，时间宜短、温度不宜超过50℃。一般植物多糖提取多采取热

水浸提法。在提取多糖之前，首先要根据多糖的存有方式及提取部位

的不同，决定在提取之前是否作预处理。动物多糖和微生物的细胞内

多糖的组织细胞多有脂质包围，一般需先加入醇或醚实行回流脱脂，

释放多糖，然后依多糖性质（如酸碱性、胞内或胞壁多糖）再将脱脂

后的残渣采用以水为主体的溶剂（冷水、热水、稀盐或稀碱水、或热

的稀盐或稀碱水）等溶液提取。溶剂性质、浸提温度、时间等均影响

提取效果。现在，提取多糖还多采用酶法，常用的酶有纤维素酶、果

胶酶、蛋白酶及其复合酶。

2.2.2多糖的分离

采用以上方法提取的多糖中常含有无机盐、大分子蛋白质、木质素、

色素及醇不溶的小分子有机物等杂质，必须分别除去，将这些杂质除

去的过程，一般称为多糖的分离。工业化生产中一般采取透析法、离

子交换、凝胶过滤或超滤法除去这些杂质。对于大分子杂质，可用酶法、乙醇、丙酮溶剂沉淀法或络合物法除去。

脱蛋白质.

因为原料组成中均含有一定量的蛋白质，所以在多糖的提取工艺中，

脱除蛋白质是分离多糖的重要步骤。常用的方法有：Sevag法，三氟三氯乙烷法，三氯乙酸法，酶法或酶法与Sevag法结合，等电点沉淀法。

Sevag法，利用蛋白质在氯仿中变性的特点，用氯仿：戊醇=5：1或4：1的二元溶剂体系按1：5加入到多糖提取液中，混合物经剧烈振摇后