多糖的研究概况【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述食品质量与安全多糖的研究概况摘要多糖具有多种生物活性,在生物体内起着重要作用,现已成为许多学科研究的热点。本文介绍了多糖存在和分布情况，对多糖的种类和化学组成、结构、研究方法进行了概括，重点综述了多糖的提取分离方法、分析测定和生物活性。关键词多糖；提取分离；分析测定；生物活性0引言多糖是生物体中广泛存在的物质,是生物体内重要的生物大分子,是维持生命活动正常运转的基本物质之一。自20世纪70年代以来，科学家发现多糖及糖复合物在生物体中不仅是作为能量资源和构成材料，更重要的是它存在于一切细胞膜结构中，参与生命现象中细胞的各种活动，具有多种多样的生物学功能1。多糖与免疫功能的调节、细

2、胞与细胞的识别、细胞间物质的运输、癌症的诊断与治疗等都有着密切的关系。此外它还能控制细胞的分裂和分化、调节细胞的生长和衰老。多糖在临床上、食品工业、发酵工业及石油工业有着广泛的应用2。由于多糖多种多样的生物活性功能以及在功能食品和临床上广泛使用，使多糖生物资源的开发利用和研究日益活跃，成为天然药物、生物化学、生命科学的研究热点。本文试图对多糖的存在和分布、种类和性质、提取和分离、分析和测定以及生物活性等方面的研究进行概括和综述。1多糖的存在、分布与种类多糖存在和分布极为广泛，几乎存在于所有植物、微生物、动物等有机体中。在植物中,尤其是从中药中提取的水溶性多糖最为重要。糖类又称为碳水化合物,是植

3、物光合作用的初生产物,是一类最丰富的天然产物,除了作为植物的贮藏养料和骨架之外,还通过它们进行合成了植物中的绝大部分成分4。如龙眼5、南瓜6、茶7等皆含有大量糖类。植物多糖包括淀粉,纤维素，果聚糖,半纤维素,树胶,粘液质,粘胶质,卡拉胶及其它葡聚糖4。动物多糖几乎存在于所有动物组织器官中，如海洋动物中的棘皮动物海参8、软体动物乌贼9、鱼类鲨鱼10等，哺乳动物羊11等的某些组织皮、软骨、分泌腺、细胞壁等都有多糖的存在。动物多糖主要存在于细胞间质中，但机体中多糖的分布不是均一的，而是随组织类型而定。动物多糖包括糖原,甲壳素,肝素,硫酸软骨素,透明质胶,硫酸角质素,酸性粘多糖或糖胺聚糖。肝素、硫酸软

4、骨素、透明质酸、硫酸角质素都属糖胺聚糖,由于在体内常以蛋白质结合状态存在,故统称为蛋白聚糖4。微生物多糖，主要研究的是真菌多糖，如香菇12、黑木耳13等。2多糖的化学组成及结构1糖是碳原子上带有羟基的多羟基醛或多羟基酮,或能水解生成这样的化合物的物质可分为四类单糖、二糖、寡聚糖含3个以上的单糖和多糖。糖分子中一般都含有几个不对称原子,所以大都具有旋光性。多糖是天然化合物中最大族之一,它是有机体能量的主要来源。多糖是由许多单糖分子,通过苷键连接而成的多于20个糖基的糖链。由于连接方式不同,可以形成直链多糖、叉链多糖,有时也可以形成环状的多糖。多糖的组成因所含单糖的种类、比例及其它原子基团的多少和

5、位置而异,因组成所含苷键的类型,苷键的比例以及与此相关的支链程度等有所不同。多糖的结构分析较为复杂。因为组成多糖的单糖品种繁多,而且即使只有一种单糖,其连接方式也不同及可能有分枝。多糖的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。3研究方法31多糖的提取方法多糖的提取首先要根据多糖的存在形式及提取部位，决定在提取前是否做预处理，动物多糖和微生物多糖多有脂质包围，一般需要先加入丙酮、乙醚、乙醇或乙醇乙醚的混合液进行回流脱脂，释放多糖，而植物多糖提取时需注意一些含脂较高的根、茎、叶、花、果及种子类，应先用低级性的有机溶剂对原料进行脱脂预处理14。目前多糖的提取方法主要有溶剂提取法，生物提取法

6、，强化提取法等311溶剂法3111水提醇沉法水提醇沉法15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，利用多糖不溶于乙醇的性质，使多糖从提取液中沉淀出来。该法提取多糖无需特殊设备，生产工艺成本低，安全，适合工业化大生产，是一种可取的提取方法但由于水的极性大，容易把蛋白质、苷类等水溶性的成分浸提出来，从而使提取液存放时腐败变质，为后续的分离带来困难，且该法提取比较耗时，提取率也不高。3112酸提醇沉法某些含葡萄糖醛酸等酸性基团的多糖在较低PH值下难以溶

7、解，故在水提醇沉法的基础上发展了酸提法。可用乙酸或盐酸使提取液成酸性，再加乙醇使多糖沉淀析出，也可加入铜盐等生成不溶性络合物或盐类沉淀而析出。由于H的存在抑制了酸性杂质的溶出，稀酸提取法提取得到的多糖产品纯度相对较高，但在酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂，且酸会对容器造成腐蚀，除弱酸外，一般不宜采用。因此酸提法也存在一定的不足之处。3113碱提醇沉法多糖在碱性溶液中稳定，例如粘多糖的提取多采用碱提取法16。稀碱液提取法适用于多糖与蛋白质间结合型的转化，碱提取法是基于蛋白多糖中的糖肽键对碱的不稳定性，提取过程应在温和条件下，以避免氨基多糖的碱降解。碱有利于酸性多糖的浸出，可提高多糖的收率，缩

8、短提取时间，但提取液中含有其它杂质，使粘度过大，过滤困难，且浸提液有较浓的碱味，溶液颜色呈黄色，这样会影响成品的风味和色泽。3114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。超临界流体是指物质处于临界温度和临界压力以上时的状态，这种流体兼有液体和气体的特点，密度大，粘稠度小，有极高的溶解度，具有气体易于扩散和流动的特性，。对于萃取和分离更有用的是，在临界点附近温度和压力的微小变化会引起超临界流体密度的显著变化，从而使超临界流体溶解物质的能力发生显著的变化，提取结束后，再通过减压将其释放出来，具有保持有效成分的活性和无溶剂残留等优点。由于CO2的超临界条件（TC3

9、106,TP739MPA）容易达到，常用于超临界萃取的溶剂17。廖周坤等18采用超临界CO2萃取法从藏药雪灵芝中提出了多糖类成分。312酶解法3121单一酶解法单一酶解法指的是使用一种酶来提取多糖，从而提高提取率的生物技术其中经常使用的酶有蛋白酶、纤维素酶等蛋白酶对植物细胞中游离的蛋白质具有分解作用，使其结构变得松散；蛋白酶还会使糖蛋白和蛋白聚糖中游离的蛋白质水解，降低它们对原料的结合力，有利于多糖的浸出。苏现波等11采用胰蛋白酶和木瓜蛋白酶提取羊软骨中的粘多糖，提取率分别为135和123。谢红旗等19采用中性蛋白酶解法提取香菇多糖。姜晓燕等20采用纤维素酶水提灵武长枣多糖。3122复合酶解法

10、复合酶解法是采用一定比例的果胶酶、纤维素酶及蛋白酶来酶解提取多糖。在提取植物多糖时主要利用纤维素酶和果胶酶水解纤维素和果胶，使植物组织细胞的细胞壁破裂，释放细胞壁内的活性多糖，如侯轩等21采用复合酶（纤维素酶和果胶酶）提取白术多糖，王洪伟6等复合酶法果胶酶、纤维素酶和中性蛋白酶提取南瓜多糖。酶解法提取的实质是通过酶解反应强化传质过程。此法具有条件温和、杂质易除和得率高等优点。313物理强化法3131微波辅助提法微波萃取是高频电磁波穿透萃取媒质，到达被萃取物料的内部，能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升，细胞内部压力超过细胞壁承受力，细胞破裂，细胞内有效成分流出，在较低的温度下溶解于萃取媒质，

11、通过进一步过滤和分离，获得萃取物料。YANG等5利用微波铺助提取法提取龙眼多糖。微波萃取效率高，操作简单，且不会引入杂质，多糖纯度高，能耗小，操作费用低，符合环境保护要求，是很好的多糖提取方法。3132超声波铺助提取法超声波提取是利用超声波的机械效应、空化效应及热效应。机械效应可增大介质的运动速度及穿透力，能有效的破碎生物细胞和组织，从而使提取的有效成分溶解于溶剂之中；空化效应使整个生物体破裂，整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出；热效应增大了有效成分的溶解速度，这种热效应是瞬间的，可使被提取成分的生物活性尽量保持不变；此外，许多次级效应也能促进提取材料中有效成分的溶解，提高了提取率。

12、黄永春等7正是利用超声波辅助法来提取茶多糖的。超声波提取，萃取充分，提取时间短，提取率高。32多糖的分离321除蛋白3211SEVAGE法根据蛋白质在氯仿等有机溶剂中变性的特点，用V氯仿V戊醇或正丁醇为51或41，混合物剧烈振摇2030MIN，蛋白质变性生成凝胶，离心分离，分去水层和溶剂层交界处的变性蛋白质。此种只能除去少量蛋白质，效率不高，须反复多次，多糖有损失。但此方法比较温和，在避免多糖降解上效果较好，如配合加入一些蛋白质水解酶，用SEVAGE法效果更佳。此法不能除去脂蛋白，因为脂蛋白溶于氯仿。韩春然等13在酶法提取的黑木耳多糖的实验中，在多糖溶液中加入SEVAGE试剂，剧烈震荡30MI

13、N，脱蛋白质效果较好。3212三氯乙酸法三氯乙酸是一种有机酸，使多糖提取液中的蛋白质与有机酸作用而变性沉淀。该法是在多糖水提液中滴加510与多糖水提取液等体积的三氯乙酸，混匀静置过夜，离心除去胶状沉淀，重复以上的操作直至溶液不再继续混浊为止，得无蛋白质的多糖。三氯乙酸浓度越大，除蛋白质效果越好，但对多糖的影响也越大，可能是三氯乙酸对多糖结构具有破坏作用，使多糖降解，而且这种破坏作用随着三氯乙酸浓度增大而增强。叶姜瑜等22对紫芝多糖纯化时用三氯乙酸法和SEVAGE法进行比较，发现三氯乙酸法的脱蛋白质率高于SEVAGE法，多糖损失率低。还有三氟三氯乙烷法、盐析法、有机溶剂萃取等方法除蛋白。322多

14、糖的分离3221利用溶解度不同的分离方法（沉淀法）1沉淀法是最简便最常用的方法，此法是利用多糖在不同溶剂中的溶解度不同。多糖具有较强极性,在其水溶液中加入乙醇、丙酮或甲醇等有机溶剂,即可产生沉淀。不同多糖所含极性基团及分子量也不同，分子量小的溶解度大，分支多的较直链的水溶性好，采用不同浓度的有机溶剂,可得不同组分的多糖。沉淀法中常用的沉淀剂有乙醇、钡盐或锌盐用于硫酸皮肤素、硫醇铵吡啶用于透明质酸、乙酸钾用于肝素等。常用的方法为乙醇沉淀法；含盐溶液沉淀法。3222利用电离性质不同的分离方法23多糖具有较强极性,在其水溶液中加入乙醇、丙酮或甲醇等有机溶剂,即可产生沉淀。不同多糖所含极性基团及分子量

15、也不同。分子量小的溶解度大,分支多的较直链的水溶性好,采用不同浓度的有机溶剂,可得不同组分的多糖。沉淀法中常用的沉淀剂有乙醇、钡盐或锌盐用于硫酸皮肤素、乙酸钾等。常用的方法为乙醇沉淀法；含盐溶液沉淀法。3223其它方法除上述几种方法可对多糖进行分离外，还有其它一些方法，如离子交换层析法5、平板技术法、凝胶过滤凝胶色谱或分子筛色谱法、酶法、超离心法、高效液相色谱HPLC法等。33多糖的测定331多糖的定性方法1常用的有电泳法如鉴定粘多糖和中性多糖,薄层分析法如硫酸皮肤素、硫酸皮质素的鉴定,离子交换层析法阴、阳离子交换层析法,纸色谱法,柱色谱法,气相色谱法,高效液相色谱HPLC法,酶解法等，另外,

16、还可以根据比旋光度,红外吸收光谱IR和紫外吸收光谱UV进行定性分析。332多糖的定量方法1多糖的定量方法有比色定量法,分光光度法,原子吸收法，磷钼比色法，纸色谱法,离子交换色谱法,薄层色谱法,酶法,高效液相色谱HPLC法,凝胶电泳法,亲和电泳法,次亚碘酸盐定量法,硫酸苯酚法，蒽酮硫酸法等。每种方法均对某些多糖的测量效果较好。比色法,分光光度法,离子交换色谱法,酶法和电泳法等都可同时用于多糖的定性、定量分析。333分子量的测定1用于多糖分子量的测定的方法有渗透压法，蒸汽压渗透计法,端基法,粘度法,光散射法,凝胶色谱法,超过滤法,沉淀法,凝胶电泳法,高效液相色谱HPLC法,超离心分析法和分子筛色谱

17、法等。近年来已有人将高效凝胶渗透色谱法、小角激光散射法用于多糖分子量的测定。多糖的分子量的分布一般比较分散,平常所称的分子量是指大小分子的平均数,即平均分子量。一个分子量较分散的样品,若用不同性质的分子量测定法测定它的分子量结果,往往存在一定的差异。4生物活性41抗肿瘤、提高免疫力动物多糖具有抗肿瘤、提高免疫力作用。多糖抗癌的原因大多是激活了体内免疫系统，改善了机体免疫力。苏秀榕等8研究发现海参粗多糖具有明显的抗肿瘤活性,其抑瘤率为7356。从皱纹盘鲍24中提取的鲍鱼多糖能够明显增加巨噬细胞吞噬能力,增强迟发超敏反应。王夙博等9将曼氏无针乌贼墨汁中多糖硫酸化，其产物（SIPS）无细胞毒性,在体

18、外试验中对肿瘤细胞生长有抑制作用,并能显著减弱人卵巢癌细胞SKOV3中基质金属蛋白酶2MMP2的表达和活性、抑制SKOV3细胞的侵袭和迁移。42抗氧化、抗衰老赵艳景等25利用超声波提取法对缢蛏多糖，结果表明其多糖对超氧阴离子具有一定的清除能率。钦传光等26发现泥鳅多糖具有清除活性氧的作用和对OH导致DNA链损伤的抑制作用,实验表明泥鳅多糖能够有效地清除O2、OH、H2O2等活性氧，对DNA链具有良好的保护作用。43抗菌陶海南等27对紫萁多糖抗菌活性进行了研究，结果表明从紫萁中分离到的紫萁多糖，对金黄色葡萄球菌和藤黄色八叠球菌均有一定的抑制作用，应用于临床外科烧烫伤的治疗时发现该多糖在生物体皮肤

19、上具有协同的抗菌护肤功效。叶锦林等28发现紫球藻水提物和胞外分泌物抗菌性能较强，对革兰氏阳性细菌特别是对金黄色葡萄球菌和八叠球菌的抑菌作用较为明显。夏乾峰等29研究发现方格星虫多糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌埃希茵、枯草杆菌有明显的抗茵活性。44其他生物活性刺参酸性粘多糖30能够抑制纤维蛋白单体的聚集，机理是提高纤溶活性，增加纤溶敏感性，改变凝胶结构以促进纤溶和直接降解纤维蛋白。鲨鱼软骨酸性多糖具有一定的降血脂的作用31，机理可能与其提高毛细血管内脂蛋白脂酶活性并促进该酶释放有关。李东霞等10证实中华鳖多糖、壳聚糖具有极显著的抗疲劳活性，能有效减轻运动机体中乳酸的堆积并能迅速消除堆积的乳酸，增强

20、有氧代谢耐力，从而延缓小鼠机体疲劳的发生并加速疲劳的恢复。5展望多糖作为一类重要的天然活性物质,其最大优点是毒副作用小,来源广泛。目前已有多种多糖应用于临床,它们在抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、抗氧化、抗溃疡、降血糖等方面的作用使多糖类药物显示了诱人的前景。我国多糖资源丰富,具有较大的开发潜力。由于多糖本身结构比较复杂，种类繁多，其结构测定和分离纯化有很大的难度；有些多糖在天然植物中的含量低且不易分离及多糖的药理作用与诸多因素有关，给多糖的研究和应用带来许多的挑战。随着多糖的分离纯化、结构、合成、药理及临床研究的不断深入,多糖类药物将具有更广阔的应用前景。参考文献1张彦民,李宝才,朱利平,等多糖化学

21、及其生物活性研究进展J昆明理工大学学报理工版,2003,2831401492刘天龙,许剑琴多糖现代研究及应用进展J中国兽医杂志,2004,40324263马宝瑕,陈新,邓军娥中药多糖研究进展J中国医院药学杂志,2003,2363603624姚新生天然药物化学M第三版北京人民卫生出版社,2002,531065CUIXIANYANG,NINGHE,XUEPINGLING,ETALTHEISOLATIONANDCHARACTERIZATIONOFPOLYSACCHARIDESFROMLONGANPULPJSEPARATIONANDPURIFICATIONTECHNOLOGY,2008,6322623

22、06王洪伟,崔崇士,徐雅琴南瓜多糖复合酶法提取与纯化的研究J食品科学,2007,62472497黄永春,马月飞,谢清岩,等超声波辅助提取茶多糖及其分子量变化的研究J食品科学2007,281701738苏秀榕,娄永江,常亚青,等海参的营养成分及海参多糖的抗肿瘤活性的研究J营养学报,2003,2521811839SUBOWANG,YANNACHENG,FENGSHANWANG,ETALINHIBITIONACTIVITYOFSULFATEDPOLYSACCHARIDEOFSEPIELLAMAINDRONIINKONMATRIXMETALLOPROTEINASEMMP2JBIOMEDICINEPHA

23、RMACOTHERAPY,2008,6229730210李东霞,李德全,张双全鲨鱼软骨多糖的理化性质及其与DNA分子相互作用的研究J海洋科学,2000,245404311苏现波,刘安军羊软骨粘多糖的提取与分离J食品科学,2004,2559910212李珺,钟耀广,刘长江香菇多糖的分离纯化方法研究进展J北方园艺,2008,12848513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,2007,282535514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,2007,28318618815于涛,张烈,柴淳白僵蚕多糖的甲醇提取与热水提取工艺的比较J光谱实验室,2010,27

24、130530816刘兴杰,刘传琳,任虹,等海葵等四种动物粘多糖碱提取的比较研究J烟台大学学报,2001,14426426817赵启铎,贡济宇,高颖,等超临界流体萃取技术在中草药成分研究中的应用J中医药学刊,2003,21582182318廖周坤,杨儒逵超临界CO2萃取藏药雪灵芝中总皂苷及多糖的研究J中草药,1998,29960160219谢红旗,周春山,杜邵龙,等酶法提取、超滤分离香菇多糖新工艺研究J食品科学,2007,28421721920姜晓燕,胡云峰,崔翰元酶法提取灵武长枣多糖及抗氧化作用的研究J食品工业,2009,6313321侯轩,周家容,田允波复合酶法提取白术多糖的工艺研究J广东化

25、工,2008,3512919422叶姜瑜,谈锋紫芝多糖的纯化及组分分析J西南师范大学学报,2002,27694594923殷涌光,韩玉珠,丁宏伟动物多糖的研究进展J2006,27325626224许东晖,王兵,许实波,等鲍鱼多糖对荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞迟发型超敏反应的作用J中药材,1999,2228825赵艳景,胡虹,王颖缢蛏多糖的提取及抗氧化作用研究J水产科学,2010,292919426钦传光,黄开勋,徐辉碧泥鳅多糖的免疫作用研究J中国药学杂志,2002,37858859127陶海南,刘辉,薛喜文,等紫萁多糖抗菌活性初步研究J南昌大学学报,1996,20430730828叶锦林,王明兹紫球澡及其多糖抗菌抗菌性能初步探索J亚热带植物科学,2004,333313329夏乾峰,谭河林,覃西,等方格星虫多糖抗菌活性的初步研究J中国热代医学,2007,7122192219330高存记,李家增,彭林,等刺参酸性粘多糖对纤维蛋白凝胶结构及其溶解性的影响J中华血液学杂志,1996,17945831赵本树,杜晓东,吕金梁,等鲨鱼软骨酸性多糖对小鼠的降脂作用J中国药理学通报,1995,113259