馬天延
【摘要】植物多糖是指由許多單糖分子通過糖苷鍵結(jié)合而成的大分子化合物,主要存在于植物及微生物中,為機(jī)體的重要組成成分。多糖的研究早就受到世界各國科研界的關(guān)注,近幾十年來,人們發(fā)現(xiàn)植物多糖具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、抗腫瘤、抗病毒、健胃護(hù)肝,降血壓血糖等多種生物活性,在食品和藥物領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,也兵出取得卓越成效。因此,人們研究了很多多糖分離提純的方法,提高多糖的產(chǎn)量。本文闡述植物多糖的分離提純方法及藥理功效方面等知識(shí)就是為利用和開發(fā)多糖的藥用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】多糖分離;方法;功效
1植物多糖分離提純方法
盡管多糖存在范圍很廣,但有的有機(jī)體含量很低,尤其是活性多糖,因此人們?cè)谔崛》蛛x過程中應(yīng)盡量提高提取率,提高活性多糖的純度。多糖的提取是多糖應(yīng)用的一個(gè)首要問題,目前提取的方法主要有熱水浸提法、堿浸提取法、酸浸提取法、超聲波強(qiáng)化提取法、酶提取法以及微波提取法等。
1.1熱水提取法
這是最普遍應(yīng)用的多糖提取方法。多糖是溶于水的,一般水的溫度在50~80攝氏度,將要提取的有機(jī)體粉碎后加入5—20倍水,8-15小時(shí)后過濾。它的工藝流程是:搗碎——浸漬——過濾——濃縮——乙醇乙醚洗滌——干燥——成品。這里面乙醇沉淀的過程是利用多糖不易溶解乙醇,而其中的某些雜質(zhì)可能易溶于乙醇的去雜質(zhì)的過程。用乙醇乙醚洗滌是進(jìn)一步濃縮的過程,干燥的過程我們可以放在真空干燥器內(nèi)即可。
1.2堿法提取
稀堿提取法有助于增加多糖提取率,適于大規(guī)模生產(chǎn)。目前學(xué)者們提出多糖與多糖、蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生共聚,而采用堿液提取多糖的純化效果更好,甚至提取出的多糖大多為多糖單體,而更具活性。堿液就是采用0.1ml/L氫氧化鈉稀溶液,采用溫度可與水浸法相似,當(dāng)然在不同的提取對(duì)象中可使用不同溫度,不同時(shí)間。堿液多為0.1ml/L氫氧化鈉或氫氧化鉀,為防止多糖降解,有時(shí)通入氮?dú)獾?。有人發(fā)明從海藻中提取酸性多糖的方法就采用堿提取法,比熱水浸的方法效果好的多。堿提取法中堿不要時(shí)間過長,最后通過濃縮或者醇析而得到多糖。
1.3超聲波提取法
超聲波作為一種較先進(jìn)的提取法,它的優(yōu)點(diǎn)在于縮短提取時(shí)間,降低消耗,提高效率等。在生產(chǎn)中也經(jīng)常用到,我們知道,這是利用了超聲波能的空化作用,空化作用可以形成很大的沖擊波和高速射流,還有高溫。這種強(qiáng)大的高速能量能夠有效消除阻滯層,增加傳播效率。同時(shí)空化作用能量對(duì)植物細(xì)胞產(chǎn)生一種破壞力,使之內(nèi)部的內(nèi)容物能夠流放,對(duì)其中多糖的提取過程大大加快了。在萃取過程中溶解速度也很快,縮短了整個(gè)工藝流程。人們用超聲波提取海帶多糖,和酸提取法進(jìn)行了比較,結(jié)果超聲波粗提取物提取多糖的量也高。所以,超聲波提取植物多糖是一種值得推廣和研究的方法。
1.4酸法提取
有些植物多糖適用酸來提取法,比水浸法效益更高。在熱水浸體過真菌子實(shí)體殘?jiān)尤纫宜岬龋话阍谶^夜過濾離心,將提取液用NaOH中和到Ph為7,然后在析出來,真空冷凍干燥得到水溶性多糖。當(dāng)然酸提取法不是普遍的,還需要控制酸度、溫度及時(shí)間等因素,以防止多糖的化學(xué)鍵分解,而減少產(chǎn)量。所以大家還得針對(duì)不同的植物研究適合的條件。
1.5超聲波提取法
超聲波作為一種較先進(jìn)的提取法,它的優(yōu)點(diǎn)在于縮短提取時(shí)間,降低消耗,提高效率等。在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。大家知道,超聲波能引起空化作用,這種空化作用可以產(chǎn)生局部高溫并形成強(qiáng)大的沖擊波和高速射流,強(qiáng)大的高速射流能夠有效減小消除與水相之間的阻滯層,加大傳播效率。同時(shí)這種空化作用對(duì)植物細(xì)胞產(chǎn)生一種剪切力,使之變形而遭到破壞,內(nèi)容物釋放出來,大大加速對(duì)其中多糖的提取過程。在超聲波的作用下多糖在萃取液中的溶解速度也大大加快,廖建民通過單因素考察及正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了用超聲波提取海帶多糖,并與酸提取法進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示超聲波粗提取物提取率高,提取物糖含量明顯增加。因此,超聲波提取多糖是一種很有希望的多糖提取法。
1.6酶提取法
酶提取法就是利用生物酶作用于植物的細(xì)胞壁,使細(xì)胞壁破裂,大堂易從細(xì)胞內(nèi)釋放出來,從而提高多糖的提取率。在使用酶提取法時(shí),可采用單一酶提取法,也可以使用復(fù)合酶法,即用多種酶同時(shí)作用植物細(xì)胞壁。常見的酶有纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶等。
1.7微波提取法
微波射線通過輻射溶劑并能夠透過細(xì)胞壁達(dá)到細(xì)胞內(nèi)部。一般頻率介于300MHz和300GHz之間的電磁波。通過微波作用后溫度開始升高,壓力增大最后使細(xì)胞壁破裂,從而使里面的多糖釋放出來,這樣會(huì)大大提高萃取的效率。趙二勞等人在微波的輔助下提取南瓜多糖的研究中,微波的功率360W,提取時(shí)間為3分鐘,掖固相比是100:1(ml:g),測得樣品南瓜多糖提取量為40ml/g。近二十年來隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,對(duì)多糖的生物學(xué)活性認(rèn)識(shí)、提取和分離技術(shù)研究顯得越來越重要。
2植物多糖的藥理功效
2.1免疫調(diào)節(jié)作用
植物多糖有調(diào)節(jié)人體免疫力作用,刺激免疫細(xì)胞的成熟、分化和增生,改善宿主機(jī)體免疫平衡,例如黃芪多糖能顯著增強(qiáng)小鼠巨噬細(xì)胞的功能,可增加胸腺內(nèi)T細(xì)胞的數(shù)量,從而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)生物活性因子的反應(yīng)性。實(shí)驗(yàn)證明海洋真菌多糖能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的合成,并能顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬作用。蟲草多糖增強(qiáng)小白鼠的血清中一些溶血酶的活力,增加抗氧化酶的活性。蘑菇類等真菌多糖等都可以增強(qiáng)小白鼠對(duì)羊紅細(xì)胞致敏的玫瑰花環(huán),大大提高了機(jī)體免疫作用。
2.2抗腫瘤作用
1970年日本人Goro.Chinar分離出蘑菇多糖,來殺傷小白鼠的腫瘤實(shí)驗(yàn),證明有明顯的抑制其生長作用。由此引起了大家對(duì)多糖抗腫瘤方面的研究。研究表明植物多糖具有抗腫瘤作用,對(duì)很多癌細(xì)胞具有抑制和術(shù)后防轉(zhuǎn)移作用。植物多糖雖然對(duì)癌細(xì)胞沒有直接殺傷作用,但它可以通過誘導(dǎo)免疫細(xì)胞的數(shù)量、活性,從而去殺傷癌細(xì)胞。因此臨床上有很多真菌多糖藥物用來患者的治療,可使抗腫瘤效果顯著增強(qiáng)增強(qiáng)。
2.3對(duì)心血管的作用
主要表現(xiàn)有降血壓、降血脂、抗血栓等作用。有些植物活性多糖具有降血糖,降血脂作用。正常情況下,人體內(nèi)脂質(zhì)的合成與分解保持一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡,一旦平衡遭到破壞,血脂含量的增高將使動(dòng)脈內(nèi)膜受到損傷而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化,從而誘發(fā)心腦血管疾病。降低血脂含量對(duì)于防治心血管疾病具有重要意義。據(jù)報(bào)道,南瓜多糖具有降低血糖和降血脂作用,對(duì)糖尿病的防治效果已獲確認(rèn)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,南瓜多糖是較理想的能改善脂類代謝的食療劑。黑木耳多糖可使小鼠血液中的膽固醇顯著降低;海帶多糖能明顯降低糖尿病小鼠的血糖和尿素氮,并對(duì)胰島損傷有修復(fù)作用。銀耳多糖、茶葉多糖、魔芋多糖既能降血糖又能降血脂。另外,具有降血糖作用的還有番石榴多糖、人參多糖、烏頭多糖、知母多糖、蒼術(shù)多糖、薏苡仁多糖、山藥多糖、麻黃多糖、刺五加多糖、紫草多糖、桑白皮多糖、稻根多糖、米糠多糖、甘蔗多糖、黃芪多糖、靈芝多糖、紫菜多糖、昆布多糖、麥冬多糖、灰樹花多糖、黑木耳多糖。靈芝水提取物能延長凝血酶的作用時(shí)間,增加纖維蛋白講解產(chǎn)物,防止肝靜脈血拴形成。銀耳多糖可降低血清膽固醇含量。冬蟲夏草多糖對(duì)心率失常、房事早搏等有療效。銀耳多糖和銀耳孢子多糖可降低高膽固醇血液小鼠血清中的膽固醇含量。
2.4抗病毒作用
研究表明植物多糖對(duì)病毒感染均有治療作用。如植物多糖對(duì)肝炎病毒就有明顯抑制作用,臨床發(fā)現(xiàn)慢性乙肝患者口服云芝糖肽膠囊轉(zhuǎn)陰率可以達(dá)到百分之五十。植物多糖還可改善營養(yǎng)狀態(tài),使乙肝患者腹水、腹脹等癥狀減輕。實(shí)驗(yàn)證明植物多糖對(duì)HIA病毒,流感病毒都有一定的抑制作用。
2.5其他作用
現(xiàn)代人體衰老的學(xué)說是自由基學(xué)說,自由基在不斷產(chǎn)生,具有強(qiáng)氧化性,但同時(shí)也在不斷被消除,當(dāng)機(jī)體衰老時(shí),自由基產(chǎn)生的量比較多,過多的自由基對(duì)機(jī)體進(jìn)行攻擊,機(jī)體的代謝功能發(fā)生紊亂與障礙,而呈現(xiàn)衰老的癥狀。研究表明,植物多糖能影響自由基的活性,其活性大小與多糖的量有關(guān)。例如肉蓯蓉多糖能延緩皮膚衰老,增加改善皮膚彈性,同時(shí)可激活超氧化物歧化酶。再如黑木耳多糖、枸杞多糖的抗衰老作用更為突出,對(duì)機(jī)體多種生理代謝起到促進(jìn)與調(diào)解作用。在傳統(tǒng)的延緩衰老的藥方和中醫(yī)保健藥方中,多是以植物藥為主,其實(shí)這里含量較高的成分多為植物糖類。銀杏胞外多糖與銀杏葉多糖可顯著抑制致炎劑引起小鼠耳腫脹和毛細(xì)血管通透性增加,表明它們具有抗炎作用;紫基多糖不僅能抑制如金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌,對(duì)革蘭氏陰性菌如藤黃色八疊球菌也有抑制作用。大多數(shù)多糖的抗病毒機(jī)制是抑制病毒對(duì)細(xì)胞的吸附,這可能是多糖大分子機(jī)械性或化學(xué)性競爭病毒與細(xì)胞的結(jié)合位點(diǎn)有關(guān)。