多糖提取与纯化技术应用进展

２００７．Ｖｏｌ．２８．ＮＯ．０３

食品研究与开发综述

多糖提取与纯化技术应用进展

朱晓霞，罗学刚

（西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳６２１０１０）

摘

要：多糖由于它们独特的功能和低毒性，在保健食品和药品发展方面具有广阔的应用前景。提取和纯化是制备多

糖的关键。目前用的提取方法有：常规水提法、超声波、微波辅助提取、超临界流体萃取；分离纯化技术有：色谱、膜分离。综述了多糖制备常用的提取与纯化工艺与新技术的应用进展，分析了它们的原理及优缺点并探讨了发展前景。关键词：多糖；提取；分离；纯化

ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮＡＮＤＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮＯＦＰＯＬＹＳＡＣＣＨＡＲＩＤＥＳ

ＺＨＵＸｉａｏ－ｘｉａ，ＬＵＯＸｕｅ－ｇａｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１０１０，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ｈｉｇｈｖａｌｕｅｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｆｏｒｔｈｅｂｉｏａｃｔｉｖｅｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ．ＰｌａｎｔｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｈａｖｅｗｉｄｅｌｙａｎｄＡｂｓｔｒａｃｔ：

ｐｒｏｍｉｓｉｎｇｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｈｅａｌｔｈ－ｃａｒｅｆｏｏｄｓｔｕｆｆａｎｄｍｅｄｉｃａｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｌｏｗｔｏｘｉｃｉｔｙａｎｄｉｔｓｐａｒｔｉｃ－ｔｈｅｃｏｍｍｏｎ－ｕｌａｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，

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ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ａｂｒｕｐｔｉｏｎ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：

糖类物质是地球上数量最多的一类有机化合物，是生命物质的组成成分之一。糖类物质广泛地存在于生物界，特别是植物界。糖类物质按干重计占植物的８３％～９０％，占细菌的１０％～３０％，动物的小于２％。大量药理及临床研究证实：多糖有调节免疫、抗癌、抗肥胖、控制血糖、降胆固醇、降血脂等生理功能，可广泛应用于医药、保健品及功能食品，作为绿色生物医药产品具有广阔的市场前景。

目前多糖产品开发相当热门，也卓有成效。多糖的生理功能与其纯度和化学结构有着重要的关系，多糖的提取纯化是其研究的基础。因此科学高效地从动植物及微生物中提取、纯化其中的多糖成分是目前的核心问题。本文对多糖制备常用提取与纯化方法，特别是一些新技术的应用进展进行了综述。

１

多糖的提取纯化

１．１常规方法提取

１．１．１原料预处理提取前，必须破坏或抑制共存的水解酶，可采用丙酮、乙醚、乙醇等低极性溶剂，以破坏水解酶并分离脂溶性杂质。１．１．２

浸提一般采用不同温度的水或稀碱溶液提

取。浸提参数中，温度是影响多糖提取的主要因素，另外浸提固液比、浸提时间均影响提取率，可根据需要选取最佳工艺参数。１．１．３

过滤或离心分离提取液有的可以直接过滤，有的因提取液较黏稠不易过滤，往往用离心法除去不溶物。１．１．４

有机溶剂沉淀提取所得的滤液或上清液浓

缩，加２～５倍量的有机溶剂，得粗多糖沉淀。常用有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇及丙酮。

现有很多植物多糖的提取研究都是采取的常规

作者简介：朱晓霞（１９８２－），女（汉），硕士研究生，从事天然生物大分子研究。

水提法：大麦［１］中活性多糖提取、大枣［２］多糖提取、老头草［３］中多糖的含量测定、乌龙茶［４］多糖提取等。

综述

１．２物理辅助提取

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苷类化合物的产率低，这是因为这类化合物分子量较大、羟基多、极性大，如加入携带剂和加大压力则可提廖周坤等用ＳＥＦ－ＣＯ２萃取装置试验从藏药高产率［１２］。

雪灵芝中萃取总皂苷粗品及多糖，确定最佳多糖萃取１０ＭＰａ、４５℃６．４ｈ，其中加不同极性夹带剂条件为：

的梯度ＳＦＥ萃取法与传统溶剂萃取工艺相比，多糖收率可以提高至１．６２倍。２

多糖的纯化

多糖的纯化是获得粗的活性多糖提取液后，除去共存杂质，进行混合糖的相互分离，随糖类组分的复杂性不同而有所区别。一般分为两个过程：多糖除杂、多糖分离。

２．１多糖除杂主要过程２．１．１去蛋白

Ｓｅｖａｇ法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法、酶解。微生物多糖去蛋白常采用Ｓｅｖａｇ法、三氟三氯乙烷法；植物多糖去蛋白常用三氯乙酸法，也可以用蛋白质水解酶使样品中的蛋白质部分降解后，再用Ｓｅｖａｇ法效果会更好。

李知敏等［１３］选用了３种较为常见的方法：三氯乙酸法、盐酸法及Ｓｅｖａｇ法对植物多糖提取液进行脱蛋７２．５％和４２．３％，白处理。其脱蛋白率分别为４６．１％、

１５．１％和１４．３％。盐酸法脱多糖损失率分别为６．１％、

Ｓｅｖａｇ蛋白率高，但它的多糖损失率较高；三氯乙酸法、法较温和，但除蛋白效率不高。２．１．２透析

流水透析４８ｈ，蒸馏水透析２４ｈ，去除小分子杂质。２．１．３有机溶剂洗涤

透析后的沉淀相继用乙醇、丙酮、乙醚洗涤，干燥得粉末状的粗多糖。２．２多糖分离

主要有分级沉淀、季铵盐沉淀法、透析法、金属盐沉淀法和制备性区域电泳等，目前大多采用ＤＥＡＥ－凝胶或其他各种不同类型的凝胶柱层析以及离子交换色谱法。２．２．１色谱分离

依据被分离多糖组分间的理化性质差异及其在固相载体和流动相之间分布和流动速度的差异而达到分离的目的。２．２．１．１凝胶色谱

凝胶色谱是一种分辨率低、载样量少的分离技术，但方法简单、快速。常用的凝胶有葡聚糖凝胶（Ｓｅｐｈａｄｅｘ）和琼脂糖凝胶（Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ），以不同浓度的盐溶液和缓冲

目前常将物理场应用于对多种生物大分子的辅助提取，以提高多糖得率，主要是采用微波及超声波进行样品预处理。１．２．１微波提取

微波加热是靠微波电子管发出的电磁波，感应生电，又转化成分子的动能而发热，具有快速、高效、安全的特点；其次微波的频率很高，能透入物体的深度较深，对细胞的结构有较大作用。

用石油醚、王莉、孙萍［５￣６］等利用连续微波反应器，乙醚除去药材中的脂溶性杂质，用８０％乙醇除去所含单糖、低聚糖及甙等干扰性成分后，再运用微波技术用水提醇沉法分别制得板蓝根多糖和甘草多糖，并用苯酚－硫酸比色法对其多糖含量进行测定，得率均较传统方法提取明显提高，平均回收率在９８．５０％￣１０１．５０％ＲＳＤ小于１．５０％，之间，反应时间缩短１２倍。付志红［７］为保持车前子多糖的生物活性，采用微波技术提取车前子多糖。结果表明，微波提取方法时间短，得率高。１．２．２超声波提取

超声波主要是利用超声波空化产生的极大压力造成被破碎物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成；同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散及溶解，加速植物中的有效成分进入溶剂，使其进一步增大了有效成分的溶出。

Ｓｔａｈｍａｎｎ［８］等报道，一种具有β－１，３－Ｄ－葡聚糖结构的多糖经过长时间的超声处理后，分子量从２５万降至５万左右，经小角度Ｘ光衍射分析，此多糖的超声降解产物的空间结构与具有免疫调节活性的裂褶多糖相似。

超声降解的速率受以下因素的影响：母体分子量、浓度、体积、超声辐照时间和反应温度等。Ｃｈｅｎ［９］等认为，相对分子量越高或浓度越低，则降解速度越快。此外，增大超声波的强度、降低环境温度、施加外压或在外加气体存在的条件下均可导致降解速度提高。

韩兵兵［１０］等通过单因素法对超声波法提取大枣多糖的实验条件进行优化，并与常规的水浴提取法作了比较。结果显示，超声法提取具有高效、节能、省时的特点。常秀莲［１１］等在超声波法提取芦荟花多糖的研究中发现，采用超声波分两批次加水比单次加相同水量可多提取７％的多糖。１．３超临界流体萃取

超临界流体萃取（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＣＦＥ）是２０世纪９０年代发展起来的一项新型提取技ＳＣＦ）术，利用超临界流体（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｓ，为萃取剂，从液体或固体中萃取目标组分。用纯ＣＯ２提取糖及

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溶液作为洗脱剂，从而使不同大小的多糖分子得到分离纯化，但不适宜粘多糖的分离。一般生药提取物得以ＤＥＡＥ－Ｔｏｙｏｐｅａｒｌ（甲基丙烯酸聚合分离多用Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ、

Ｓｅｐｈａｃｒｙｌ（丙烯葡聚糖凝胶）Ｓｅｐｈａｄｅｘ精制得、树脂）、到各种多糖。

魏江洲等［１４］用热水抽提法提取海螵蛸多糖粗品，用ＤＥＡＥ－ＳｅｐｈａｒｏｓｅＦ．Ｆ柱及ＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ－６Ｂ柱对海螵蛸多糖粗品进行分离，最后使用ＳｅｐｈａｃｒｙｌＳ－３００柱进一步纯化，最后得到相对均一的活性精品多糖ＣＰＳ－１。２．２．１．２离子交换色谱法

通过载体表面带电基团与样品离子和淋洗离子进行可逆交换、离子偶极作用和离子吸附实现色谱分离。不同多糖尤其是多糖与蛋白质结合在一起的复合多糖，在一定ｐＨ条件下，所带电荷不同，则可根据各多糖上电荷的差异而达分离目的。

毛建山［１５］等经脱脂、沸水抽提、乙醇沉淀、酶－Ｓｅ－ｖａｇ法脱蛋白得到的粗多糖，再经ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅｆａｓｔｆｌｏｗ阴离子交换和ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－２００葡聚糖凝胶柱色谱分离得到纯化的白毛藤多糖（ＳＬＰＳ）。２．２．２膜分离

ＭＳＴ）膜分离技术（ｍｅｍｂｒａｎｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，是一项新兴的高效分离技术，分离过程以选择透过性膜作为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、化学位差、电位差等），使原料液中组分选择性通过膜。以压力差为推动力的膜分离过程包括微滤、超滤、纳滤、反渗透，根据筛分原理使某些组分选择性透过，实现提纯和浓缩［１６］。目前应用较多的是超滤和微滤技术。２．２．２．１超滤

ＵＦ）的孔径范围为１ｎｍ～超滤［１７］（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，１００ｎｍ，截留相对分子质量为１０３￣１０６。溶解的盐和水会通过超滤膜，分子量在１０００以上的物质则被截留，故可从水和其它液体中分离出很小的胶体和大分子。超滤膜的另一特点是由于受渗透压的阻碍作用小，所以在相当低的压力差（０．０４ＭＰａ￣０．７０ＭＰａ）下，仍具有高流通率。

超滤膜技术［１８］广泛应用于各类多糖的分离、浓缩、纯化等研究中，包括中药药源多糖如灵芝多糖、大黄多糖、六味地黄汤多糖、黄芪多糖、紫芝多糖、人参多糖，海洋活性多糖如鲨鱼软骨粘多糖、褶纹冠蚌多糖、紫菜多糖、褐藻糖胶、卡拉胶，酵多糖如蜜环菌菌索多糖、ＰＳ－９４１５发酵液多糖、冬虫夏草多糖，食用植物多糖如茶多糖、香菇多糖、金针菇多糖、芦荟多糖、枸杞多糖等。采用超滤膜技术处理多糖具有收率高、不易破坏多糖的生物活性、能耗低等特点，适于工业化生产。

念保义以香菇为原料，利用超滤膜装置对浸提的

［１９］

香菇多糖进行分离。同时对超滤过程的阻力及传质特性进行分析，并建立超滤过程的修正凝胶极化模型。经过实验获得香菇多糖提取率５．７％，多糖质量分数８９．２％，说明利用超滤方法分离浓缩香菇多糖是有效的工艺手段。２．２．２．２微滤

ＭＦ）膜通常截留粒径大于微滤（ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，

０．０５μｍ的微粒，多采用对称微孔膜，膜的孔径范围为０．１μｍ～５μｍ，操作压差范围为０．０５ＭＰａ～０．２ＭＰａ。微滤［２０］能有效去除比膜孔大的微粒和微生物，具有能耗低、无二次污染、分离效率高等特点，在多糖提取中可用于多糖液体的澄清和多糖精制。２．３纯度鉴定

对分离纯化的多糖需要进行纯度鉴定，常用的纯高压电泳、凝胶层析和高度鉴定方法有４种［超离心、

］。效液相色谱（ＨＰＬＣ）现在应用较多的是ＨＰＬＣ法。也有人将旋光测定作为一种纯度测定标准。通常要肯定某一多糖的均一性，必须要有两种方法以上的鉴定结果才能肯定。

用凝胶色谱柱李雪华［２１］从荔枝肉中提取多糖，

ｓｅｐｈａｄｅｘＧ－２５对荔枝多糖进行分级纯化，得到多糖Ａ１和多糖Ａ２，纯化后的多糖分别用聚丙烯酰胺凝胶柱Ｐ－１００、聚丙烯酰胺凝胶电泳和醋酸纤维薄膜电泳法检测多糖的纯度。对Ａ２进行纯度鉴定：从聚丙烯酰胺凝胶Ｐ－１００柱的洗脱图谱、聚丙烯酰胺凝胶电泳和醋酸纤维薄膜电泳的电泳色带均证明Ａ２为纯品。３

结论

近２０年来，由于分子生物学的发展，人们逐渐认识到糖及其复合物分子具有极其重要的生物功能，快速高效、节省能源、简便易行的提取与纯化工艺对多糖的研究有重要意义。目前较为常用的提取与纯化技术比较成熟，但存在溶剂、能源消耗大且效率不高的问题，合理使用一些新技术可以有效改善提取与纯化效果，使多糖制备向高效节能的方向发展；不断探索和完善的提取与纯化技术，将会使多糖制备向绿色、现代化的方向发展。参考文献：

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添加剂

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结冷胶在非膨化冷食品中的应用研究

刘爱国１，丁宇翔１，王伟２

２．天津市康乐食品厂，（１．天津商学院生物技术与食品科学学院食品科学与工程系，天津３００１３４；天津３００３００）

摘

要：从结冷胶的特点和冷食品新产品开发的要求出发，重点研究了结冷胶在冷食品中的应用，以适应冷食品发

展的需要。选取适宜的胶体与其复配，达到最佳凝胶效果。然后将复配胶体用于非膨化冷食品中，得到较理想的酥脆冷食品配方。配方为：葡萄糖１５％，甜蜜素０．１０％，柠檬酸０．１５％，柠檬酸钠０．０３％，结冷胶０．０２％，魔芋胶０．０８％，卡拉胶０．０５％，氯化钙０．１％，水８４．４７％。关键词：结冷胶；黏度；凝胶；冷食品

ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＧＥＬＬＡＮＧＵＭＩＮＮＯＮ－ＥＸＰＡＮＤＥＤＦＲＯＺＥＮＤＥＳＳＥＲＴ

ＬＩＵＡｉ－ｇｕｏ１，ＤＩＮＧＹｕ－ｘｉａｎｇ１，ＷＡＮＧＷｅｉ２

ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏ－ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ（１．ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＦｏｏｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｃｏｍｍｅｒｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１３４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｉａｎｊｉｎＫａｎｇＬｅＦｏｏｄＦａｃｔｏｒｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）

ｓｔｕｄｉｅｄｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｅｌｌａｎｇｕｍｉｎｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｇｅｌｌａｎｇｕｍａｎｄｔｈｅＡｂｓｔｒａｃｔ：

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔ，ｔｏａｄａｐｔｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｍｉｘｅｄｇｅｌｌａｎｇｕｍｉｓａｐｐｌｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｍｉｘｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒｇｕｍ，ｉｎｎｏｎ－ｅｘｐａｎｄｅｄｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔ，ａｎｄｇｏｔａｎｉｄｅａｌｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｃｒｉｓｐｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔ．Ｔｈｅｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ：ｇｌｕｃｏｓｅ１５％，ｓｏｄｉｕｍｃｙｃｌａｍａｔｅ０．１０％，ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ０．１５％，ｓｏｄｉｕｍｃｉｔｒａｔｅ０．０３％，ｇｅｌｌａｎｇｕｍ０．０２％，ｋｏｎｊａｌｇｕｍ０．０８％，ｃａｒｒａｇｅｅｎａｎ０．０５％，ｃａｌｃｉｕｍ０．１％，ｗａｔｅｒ８４．４７％．

ｇｅｌｌａｎｇｕｍ；ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ；ｇｅｌ；ｆｒｏｚｅｎｄｅｓｓｅｒｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：

作者简介：刘爱国（１９６４－），男（汉），副教授，学士，研究方向：乳制品工艺，冷食品开发，食品添加剂。

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２００６－１０－０８收稿日期：