天然产物的提取与分离论文

天然产物提取和分离结课论文 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 植物多糖研究进展摘 要：多糖作为构成生命活动的基本物质之一，在抗肿瘤、抗炎、抗病毒、降血糖、抗衰老、抗凝血等方面均发挥着其特殊的生物活性作用。植物多糖由于它们独特的功能和低毒性，作为新药发展的方向具有广阔的应用前景，综述了植物多糖的提取、分离、纯化表征鉴定的方法和研究进展，讨论了其在医药领域潜在应用价值。关键词： 植物多糖 提取 分离 纯化 应用Research Progress of the Plant PolysaccharideAbstract：Polysaccharides as constitutes one of the basic material life activity, antitumor, anti-inflammation, in antiviral, hypoglycemic, anti aging, anti coagulation and so on giving play to its special biological activity. Plant polysaccharides because of their unique function and low toxicity, as a new development direction and has wide application prospect, reviews the plant polysaccharide extraction, separation, purification characterization methods and research progress, and discusses its potential application value in the field of medicine.Key Word : Plant polysaccharide extraction purification Application1 多糖概述 多糖又称多聚糖（polysaccharide ），由单糖聚合而成，是聚合度大于 的极性复杂大分子，其分子量一般为数万甚至达数百万。它作为来自高等动植物细胞膜和微生物细胞壁的天然高分子化合物，是构成生命活动的大基本物质之一。目前已发现的活性多糖有几百种，按其来源不同，可分为真菌多糖、高等植物多糖、藻类地衣多糖、动物多糖、细菌多糖大类。多糖具有多种生物活性，同维持生物机能密切相关。多糖与蛋白质、脂类形成的糖蛋白、脂多糖在细胞的识别、分泌以及在蛋白质的加工和转移方面起着不容忽视的作用。近年来，由于植物多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、降血糖等多种生物活性、毒副作用小和不易造成残留等优点，对植物多糖的研究呈现逐渐增多的趋势。中国幅员辽阔，自然条件复杂，孕育着丰富的植物资源，为开发利用植物多糖奠定了深厚的物质基础。本文拟对多糖的提取分离、纯化、组分分析以及生物活性等研究内容做一综述。2 多糖的来源21植物来源多糖 植物来源多糖存在于植物的各器官中，以果实、种仁(中草药类多为全草)多糖的提取与测定研究较多。对此类多糖药用机理的深入研究较少，这方面的研究多停留在初级层面。22动物来源多糖 动物多糖包括糖原，甲壳素，肝素，硫酸软骨素，透明质酸，硫酸角质素，酸性粘多糖或糖胺聚糖。肝素、硫酸软骨素、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。2.3藻类地衣来源多糖 从海藻来源中提取得到的多糖，大多含有硫酸根，其作为抗血栓药物已被大家公认，并已发现这些多糖除了具有免疫促进作用及抗肿瘤作用外，还具有抗病毒作用，如从红藻中分得一种多糖，对治疗感冒具良好作用。从海藻中还可以获得有价值的抗艾滋病的多糖药物。有些藻类多糖还可作为植物系统抗性诱导子，在农产品洁净生产中的作用也值得重视。24微生物来源多糖 微生物来源多糖又可分为细菌多糖和真菌多糖。此类多糖是迄今为止研究较为深入，利用较为广泛的一类多糖，其中细菌荚膜多糖在医药上作为疫苗已应用了很长时间。3 多糖的提取和分离纯化31多糖的提取 首先根据多糖的来源和提取部位不同，决定提取之前是否做预处理。动物多糖和微生物多糖多有脂质包围，通常先加入亲脂性溶剂进行回流脱脂，植物多糖因存在部位不同有所差异，从种仁中提取多糖常需脱脂处理，其他部位的预处理与否各研究报道有所不同。目前已有多种提取方法，如酶法提取，超声波提取，微波提取等。经各种方法的多糖提取液可直接过滤或离心除去不溶物，提取液一般需浓缩，而后根据多糖难溶于有机溶剂的特性加入一定体积可与水互溶的有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙酮等），使多糖沉淀，该多糖经反复溶解与沉析，干燥后可得粗多糖。3.1.1溶剂提取法 溶剂提取法是从植物中提取多糖的常用方法，多糖是极性大分子化合物，可利用多糖不溶于有机溶剂的性质在提取液中加入乙醇等有机溶剂使多糖从提取液中沉淀出来，达到初步分离纯化的目的。一般植物多糖多采用热水浸提法、水提醇沉法提取嘲。有些多糖适合用稀酸或稀碱溶液提取，才能得到更高的提取率；但在操作上应严格控制酸碱度，因为某些多糖在酸性或者碱性较强时，可能引起糖苷键的断裂嘲。3.2.2复合酶法 酶技术是近年来广泛应用到有效成分提取中的一项生物技术，在多糖的提取过程中，使用酶可降低提取条件，在温和的条件下分解植物组织，加速多糖的释放或提取。植物中除含有多糖外，还含有一定量的蛋白质、淀粉、胶质、粗纤维及脂肪，使用酶还可分解提取液中的这些物质，从而有利于多糖的分离和纯化。因此， 复合酶法提取多糖具有条件温和、杂质易除、提取率高和生物活性高等特点。常用的酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。龚世伟等m的研究表明，在最适合酶提取的条件下香菇多糖含量可达22486 m/g。此外，植物多糖的提取方法还有超滤法、超声波法、微波法、CO：超临界萃取法，离子交换法，等等。植物多糖的提取方法和技术在不断的改进和创新，但对于同一种方法需要在不同植物多糖的提取中进行考察研究。在选择提取分离方法时，应当根据目标多糖的结构特点和物理化学性质，综合比较并进行实验研究，选取最佳提取方法和工艺。32多糖的分离纯化 分离沉淀后获得的多糖提取物中，常会有无机盐、蛋白质、色素及醇不溶的小分子有机物（如低聚糖）等杂质，必须分别除去。多糖的纯化就是指将粗多糖中的杂质去除而获得单一多糖组分 。一般是先脱除非多糖组分再对多糖组分，进行分级而脱除非多糖组分是先脱除蛋白质再去除小分子杂质。3.2.1除蛋白 天然植物中多糖与蛋白质两种高分子成分共存，且分子量相近，另外糖常常与蛋白形成糖蛋白复合物，使蛋白质的脱除更加困难。但也许正是结合了这部分蛋白质，多糖才具有众多独特的生理功能，如各种蛋白质聚糖糖蛋白具有生理功能一样常用的除蛋白质的方法有Sevage法、三氯乙酸法、三氟三氯乙烷法、酶法等。Sevage法为实验室常用法。该法以正丁醇与氯仿混合再进行萃取：蛋白酶法是目前认为较好的方法，将蛋白质水解再透析去除。3.2.2 脱色 对于植物多糖可能会有酚类化合物而颜色较深，对其进行脱色可使其应用范围更加广泛。常用的脱色方法有：离子交换法、氧化法、金属络合物法、吸附法（纤维素硅藻土活性炭等）。DEAE-纤维素是目前最常用的脱色剂,通过离子交换柱不仅达到脱色的目的.而且还可以分离多糖.3.2.3 除小分子杂质 通过逆向流水透析除去低聚糖等小分子杂质，这样得到的就是多糖的半精品。3.2.4 多糖的分级纯化 采用一般方法提取的多糖通常是多糖的混合物，即是多分散性的。其不均一性表现在化学组成、聚合度、分子形状等的不同，分级的方法可达到纯化的目的。可按分子大小和形状分级（如分级沉淀、超滤、分子筛、层析等），也可按分子所带基因的性质分级（如按电荷性质分级的电泳、离子交换层析等）。4 多糖的生物活性4.1 抗病毒药物 大量研究表明，许多多糖对一些病毒有抑制作用，如艾滋病毒、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、流感病毒、囊状胃炎病毒、劳斯肉瘤病毒、乌肉瘤病毒等。近年来国际上有研究发现，一些衍生化的多糖制剂，如硫酸葡聚糖等对HIV有抑制作用。因为硫酸多糖是一类多聚阴离子，带有负电荷能，与病毒外膜糖蛋白上带有正电荷的氨基酸残基相互作用，且在结构上与细胞表面糖胺聚糖-硫酸乙酰肝素相类似，可以受体竞争抑制方式阻止病毒与寄主细胞结合，同时又有许多细胞表面分子的模拟配体能够直接与细胞结合，阻止病毒的吸附。德国人研制用硫酸酯化木聚糖而成为治疗艾滋病的药物，已申请专利，并临床试用引起了国内外硫酸酯化修饰多糖的热门研究。目前，许多硫酸酯化的多糖，如箬叶多糖、夏枯草多糖、喜旱莲子多糖的硫酸值都具有明显的抑制HIV-1活性。牛膝多糖硫酸酯有很强的抑制乙型肝炎病毒HbsAg和HbeAg的活性，对一型单纯性疱疹病毒也有明显的抑制作用。4.2 衰老药物 从扶正固本等补益类中药中分离出的多糖类化合物，不但能促进机体的免疫功能，而且有些多糖确实有抗老延寿的作用。如刺五加多糖可延长果蝇平均寿命11.7%到23%。枸杞多糖复合物不但具有很强的免疫活性，而且有显著的抗衰老作用，实验表明，它可以延长家蚕五龄期寿命的5.14%。 植物多糖作为生物效应调节剂，还具有抗炎、抗辐射、降血糖等作用，随着研究的深入它作为新药发展的方向具有广阔的前景。4.3 抗肿瘤药物 自从50年代发现酵母多糖具有抗肿瘤效应以来，已分离出很多具有抗肿瘤活性的多糖。就多糖的抗肿瘤作用而言，可将抗肿瘤多糖分为2大类：一类是具有细胞毒性的多糖直接杀死了肿瘤细胞，这类多糖有牛膝多糖、刺五加多糖等；第二类是作为生物免疫反应调节剂通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死肿瘤细胞的，如能促进LAK、自然杀伤细胞（NK）活性、诱导巨噬细胞产生肿瘤坏死因子的多糖，具有抗肿瘤活性的多糖大多是通过这种途径起作用，的也就是常说的宿主介导抗肿瘤活性。5 问题与展望51多糖的提取分离和纯化 目前对多糖的提取分离和纯化的研究较为深入，已分离到300多种多糖，对于多糖及多糖制品的工业化生产也有所报道，但深入研究尚不多见。对多糖及多糖制品工业化生产工艺流程的深入研究是多糖能够得到广泛应用的必经之路，今后应从降低成本、提高效率、提高产品质量等方面入手优化工艺流程，逐步形成动植物产品深加工和综合性加工相结合的生产技术，做到在多糖生产的同时又能对进行多糖提取后的原料进行再加工，从而减少或避免工业废弃物的排放。52多糖结构的研究 多糖有比蛋白质和核酸更为复杂的高级结构，目前在结构分析上多停留在一级结构上，二级结构的研究也少有报道。x射线衍射分析己成功地用于蛋白质和核酸的三维结构测定，但要求有结晶样品，而多糖易潮解很难形成结晶样品，这就限制了该技术在多糖三维结构分析上的应用。多糖高级结构的纷繁复杂决定了多糖拥有各种各样的生物活性，因此在多糖高级结构的分析上还应继续努力，相信随着分析手段的迸一步发展定能发现适于多糖高级结构分析的新方法。53多糖的药理作用 目前对多糖药理作用的研究上停留在较低层面，深入研究尚不多见。多数研究仅是阐明多糖有什么作用而没有副作用。今后对多糖的药理作用的研究重点可放在药代动力学研究上。参考文献:1张智芳，林文庭，陈灿坤植物多糖提取工艺的研究进展J海峡预防医学杂志，2008，142吴梧桐，高美凤，吴文俊.多糖抗肿瘤作用研究进展J.中国天然药物，2003,1（3）3田庚元，冯宇澄，林颖.植物多糖的研究进展J.中国重要杂志，1995,20（7）4韦巍，李雪华多糖的研究进展J国外医学药学分册，2005,32（3）5王常清，李红卫多糖的生物活性及其研究进展J山西食品工业，1995,（2）6丁一芳，李连闯，赵玺多糖的研究进展J黑龙江医药，2006，19(2)7刘天龙，许剑琴多糖现代研究及应用进展J中国兽医杂志，2004，40(3）8赵国华，陈宗道，李志孝，等活性多糖的研究进展J食品与发酵工艺，2001,27（7）