[科普中國(guó)]-天然多糖

概述

天然多糖是生物體合成的，位于細(xì)胞壁、細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間以及分泌質(zhì)細(xì)胞外的生物大分子，是生命活動(dòng)的必需成分。自然界中廣泛存在的纖維素及其衍生物，甲殼素類(lèi)及海藻酸、淀粉等天然高分子材料均屬于天然多糖。天然多糖在生物體內(nèi)是生物體結(jié)構(gòu)的組組成部分、能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)、保護(hù)物質(zhì)、調(diào)控和修飾蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞之間相互作用與信息傳遞。生物體內(nèi)存在的糖分子在機(jī)體的生命活動(dòng)中扮演著重要角色，它的生物學(xué)功能豐富多樣，特別是糖的分子識(shí)別和信息傳遞功能。

天然多糖來(lái)源廣泛，大多數(shù)高等植物、微生物( 細(xì)菌和真菌)、地衣海藻和動(dòng)物體內(nèi)均有豐富的多糖。如研究較早的從細(xì)菌中得到的夾膜多糖在醫(yī)學(xué)上主要用于疫苗。1984年蘇聯(lián)人報(bào)道了全合成多糖作為疫苗，開(kāi)辟了人工合成多糖應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的先例。

功能食用菌保鮮膜天然多糖涂膜中的多糖分子大多呈無(wú)定形結(jié)構(gòu)，相互作用形成了致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得多糖膜具有極好的阻氣性，形成單子實(shí)體微環(huán)境氣調(diào)，使鮮菇內(nèi)部CO2的濃度增加，O2含量降低，代謝水平下降，水分散失減少，而延長(zhǎng)了食用菌的保鮮期。目前應(yīng)用天然多糖涂膜保鮮的食用菌主要有雙孢蘑菇、香菇、草菇、杏鮑菇等。天然多糖膜涂膜后具有降低食用菌子實(shí)體失重、減少營(yíng)養(yǎng)成分的損耗、控制子實(shí)體的呼吸強(qiáng)度、增加抵抗微生物侵染的能力以及延長(zhǎng)貯藏期限等明顯改善保鮮品質(zhì)的效果。1

免疫調(diào)節(jié)功能目前報(bào)道來(lái)源于中藥的多糖已超過(guò)100 種，主要具有免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤作用，此外還有抗病毒、調(diào)節(jié)造血功能、降血糖、降血脂、抗氧化及延緩衰老等作用。許多多糖（包括植物、動(dòng)物及微生物的多糖）對(duì)免疫功能的調(diào)整或促進(jìn)，其作用環(huán)節(jié)主要是增強(qiáng)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)、巨噬細(xì)胞、天然殺傷細(xì)胞、殺傷性T 細(xì)胞，LAK 細(xì)胞等及其它細(xì)胞因子的活性，促進(jìn)抗體，補(bǔ)體生成、蛋白質(zhì)合成及誘生干擾素等。多糖的生物活性依賴(lài)其與受體相互識(shí)別、相互作用的過(guò)程中。當(dāng)多糖與受體作用時(shí)，往往是其中的特異性寡聚糖片段與受體相結(jié)合，識(shí)別配體的多糖受體活化啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑從而產(chǎn)生效應(yīng)功能。2

天然多糖提取方法天然多糖主要是從自然界中的植物或農(nóng)副產(chǎn)品中提取分離而得到的，常用的提取方法有：熱水浸提法、酸浸提法、堿浸提法、還有酶法等，其中前三種為化學(xué)方法，酶法為生物方法。

熱水浸提法熱水浸提法是多糖提取的傳統(tǒng)方法，用水作為溶劑浸取多糖，溫度一般控制在50 ～ 90℃左右，在恒溫水浴上回流浸提2 ～ 4h，過(guò)濾后得濾液和濾渣。再用水在相同條件下將濾渣反復(fù)浸取3 ～ 5 次，最后合并濾液，將其在恒溫水浴上濃縮使絕大部分水揮發(fā)除去，然后邊攪拌邊加體積相當(dāng)于余下溶液2 ～ 5倍的95%乙醇，多糖呈絮狀沉淀析出，而大部分蛋白質(zhì)和其它成分保留在溶液中，離心分離(3000 ～6000 r/min)20 min 左右，用適量丙酮或乙醚洗滌脫水，然后進(jìn)行真空干燥或直接冷凍干燥即得到粗多糖。此法操作簡(jiǎn)便，但由于水作為溶劑難以完全溶出其中的多糖物質(zhì)，所以需要多次浸提，操作時(shí)間長(zhǎng)，收率低，對(duì)于易溶于水的多糖，如水溶性螺旋藻多糖，不宜用熱水浸提法。3

酸浸提法該法的浸提過(guò)程是在酸性條件下完成的，實(shí)際操作過(guò)程如下：向原料中加鹽酸溶液使其最終濃度為0.3N，然后置于90 ℃恒溫水浴中浸提1 ～ 4h，用堿中和后過(guò)濾，濾渣加鹽酸溶液反復(fù)浸提2 ～ 3次，最后合并濾液，濃縮、用95 %乙醇沉淀、分離、洗滌脫水、干燥得粗多糖。3

堿浸提法向原料中加氫氧化鈉溶液使其最終濃度為0.5N , 然后置于室溫或90℃恒溫水浴中浸提1 ～ 4h，用酸中和后過(guò)濾，濾渣加氫氧化鈉溶液反復(fù)浸提2～ 3 次，最后合并濾液，濃縮、用95%乙醇沉淀、分離、洗滌脫水、干燥得粗多糖。酸浸提法和堿浸提法由于稀酸、稀堿在濃度因子難以控制的情況下，容易使部分多糖發(fā)生水解，從而破壞多糖的活性結(jié)構(gòu)，減少多糖得率。3

酶法酶法從原理上不同于前面三種方法，該法是先用蛋白酶分解除去大部分蛋白質(zhì)，然后再?gòu)娜芤褐薪岫嗵牵鋵?shí)施過(guò)程如下：按原料∶水=1:10 ～ 20的比例配成溶液，調(diào)整適當(dāng)?shù)膒H 值，加入1% ～3%蛋白酶或復(fù)合酶制劑，置于50 ～ 60℃水浴中酶解1 ～ 3h，然后過(guò)濾、濃縮、用95%乙醇沉淀、分離、洗滌脫水，干燥得粗多糖。此種方法可以使?jié)饪s工藝和后續(xù)的脫蛋白工藝操作變得簡(jiǎn)易、省時(shí)，提高粗多糖的得率和蛋白質(zhì)脫除率。3