中药多糖的提取分离工艺研究

多糖是由单糖组成的聚合物。人们对多糖的研究由来已久。对多糖的最初研究可以追溯到1936年通过剪切发现多糖的抗肿瘤活性。到20世纪50年代，一些真菌多糖和高等植物多糖被发现具有明显的抗肿瘤活性。最近发现许多中药多糖具有降血糖作用。自20世纪70年代以来，科学家发现多糖和糖复合物不仅在生物体内作为能源和组成物质，而且存在于所有的细胞膜结构中，参与细胞在生命现象中的各种活动。多糖是所有生命体的重要组成部分，广泛存在于动物、植物和微生物的细胞壁中。它是除核酸和蛋白质之外的另一类重要的生物分子。科学研究证实，糖类具有多种生物活性，包括抗肿瘤、免疫、降血糖和抗病毒等。，而且对身体几乎没有毒副作用。中药多糖因其具有增强免疫功能、抗肿瘤、降血糖等药理作用，且几乎无毒副作用，受到国内外药理学家、生物学家和化学家的关注。1多糖的提取工艺1。1水提法是以水为溶剂提取多糖最常用的方法之一。可以用热水煮，也可以用冷水提取。大多数从水中提取的多糖是中性多糖。植物多糖的提取一般多采用热水提取，这种方法得到的提取多糖溶液可以直接或离心除去不溶物；或者利用多糖不溶于高浓度乙醇的特性沉淀纯化多糖；然而，由于不同性质或分子量的多糖沉淀所需的乙醇浓度不同，它也可用于样品中不同多糖组分的分级分离。根据多糖的不同性质，植物中不同的多糖可以用混合溶剂萃取法在粗阶段进行分离。其中，乙醇沉淀最为常见。如李宏彦等[1]取去核枣粉100g，加入适当体积分数的乙醇250mL，在45℃水浴中回流脱脂两次，用3,500ml水离心分离枣渣，在90℃水浴中搅拌提取8h，离心，合并多糖提取液；在45℃下浓缩提取液；c .减压下，浓缩液用无水乙醇沉淀，离心得到粗多糖沉淀；将粗多糖溶于水，用氯仿和正丁醇脱蛋白，用NaOH溶液调节至弱碱性，加入0。4倍多糖溶液体积，40℃水浴脱色4h。脱色液用蒸馏水透析24h，用无水乙醇沉淀，离心分离，45℃干燥，得到大枣多糖。支等[2]根据初步试验，选取影响冷水提取工艺的主要因素:加水量、提取时间、提取次数和是否搅拌，按L9 (34)进行正交试验。常规将中药的冷水浸泡条件设置为中水平，然后分别服用高水平和低水平。最后，枸杞多糖的提取工艺为:取枸杞，第一次加水10倍，每次加水8倍，冷浸3次；每次冷浸1小时；每小时搅拌10分钟。溶剂萃取是常用的传统方法之一，有其自身的优势。比如不需要特殊设备，成本低，但这种方法往往效率低，耗时长。因此，近年来，随着现代工业工程技术的快速发展，一些现代高新技术被不断应用于植物多糖的提取。1.2酸提取有些多糖适合稀酸提取，可以得到较高的提取率。董鑫等[3]在阿魏菇子兰子实体热水提取后的残渣中加入8倍量的3%三氯乙酸，15℃浸泡过夜，过滤，离心，提取液用20% NaOH中和至pH 7，浓缩，乙醇沉淀，丙酮洗涤，冷冻干燥，得到酸提水溶性粗多糖PFA。通过对沙蒿多糖提取方法的研究，发现酸提取法在硫酸根含量和粗多糖得率方面优于水提取法。具体酸提取方法如下:取100g藜蒿干粉，加入1000ml 0。1 mol/L HCl溶液提取，室温下搅拌1小时，然后过滤，重复操作三次，合并滤液，减压浓缩滤液至总体积的1 /5，然后加入95%乙醇至乙醇浓度达到30%，沉淀，离心除去沉淀中的海藻酸。向上清液中加入乙醇至乙醇浓度达到70%，室温下静置过夜以完成沉淀，离心，干燥沉淀，得到藜蒿粗多糖C2。平均产量为3。多次测试后35%。孟等[4]发现，与水提法相比，用稀酸提取茜草多糖纯度更高。具体方法如下:将茜草粗粉用1000g，5%盐酸浸泡，离心，上清液加乙醇调至70%浓度，静置，2500 rpm离心，收集棕色沉淀，用95%乙醇洗涤三次，用4%盐酸溶解，用1%活性炭脱色，用真空空真空抽滤，滤液过夜。酸提取有其特殊性，只在某些特定植物多糖的提取上有优势，这方面的报道很少。而且即使有优点，操作时也要严格控制酸度，因为多糖中的糖苷键在酸性条件下可能会断裂。1.3碱提取与酸提取相似，有些多糖在碱性溶液中提取率更高，尤其是含糖醛酸和酸性多糖的多糖。稀碱萃取:大多为0。1摩尔/升氢氧化钠和氢氧化钾。为了防止多糖降解，通常使用氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。Hayashi Katsuhiko发明了从绿藻中提取酸性多糖的方法，但这种多糖不能通过常规的热水方法获得。具体过程包括:将干燥的绿藻粉制成漂浮液，用热水浸泡提取或直接用热水提取含水绿藻，离心，取粘稠固体，加入碱水，在pH 3.0下搅拌提取，在搅拌下向碱水提取液中加入酸水，调节pH至3-4，静置沉降，离心，得到酸性多糖。同样，碱提的优势也因多糖不同而不同。与酸提取类似，碱提取中碱的浓度也要有效控制，因为碱性强时会有部分多糖水解。此外，稀酸和稀碱提取物应迅速中和或透析，浓缩和醇化，以获得多糖沉淀。刘兴杰等[5]分别称取四种动物材料的三份，每份50g，做平行实验:加入100ml 0。1mol/L NaOH溶液，在60℃水浴中保温24小时，冷却后，用三氯乙酸调节pH值至4左右，6000 r /min离心15min，取上清液，加入两倍体积的乙醇，摇匀，絮凝沉淀后静置，取沉淀，加入乙醇。用无水乙醇处理两次，过滤，用无水乙醇洗涤沉淀物两次，将沉淀物铺在平板上，在50℃下干燥，得到粗品。测定粗品的糖含量和蛋白质含量后，加入适量水复溶，加入0。5倍体积的乙醇，摇匀，静置一段时间，6000 r/min离心15分钟，去除蛋白质杂质。向上清液中加入乙醇至乙醇体积分数约为60%，摇匀，静置，沉淀后，小心倒出上清液，向沉淀中加入适量90%乙醇和无水乙醇，脱水两次，过滤后沉淀。1.4超声波提取超声波作为一种先进的提取方法，具有提取时间短、能耗低、效率高的特点，已广泛应用于生产中。主要原理是超声波产生“空水化”，可以产生局部高温高压，形成强大的冲击波或高速射流。这种强大的高速射流可以有效地减少和消除水相的阻挡层，提高传质效率。同时，高速射流对植物细胞产生物理剪切力，使其变形、破裂并释放出内含物，大大加快了提取过程。此外，超声波的许多次级效应，如热效应、熔化、扩散、粉碎、化学效应、生物效应、凝血效应等。，还能加速植物有效成分在溶剂中的扩散和释放，促进植物有效成分与溶剂的混合，有利于提取。(1)分别称取200克青钱柳叶预处理原料，按原料与蒸馏水的质量比为1∶10加入蒸馏水，分别以400、600、800、1000、1200W的功率超声提取40分钟，测定多糖含量，平行实验3次。(2)时间对青钱柳多糖得率的影响。以200g青钱柳叶为预处理原料，分别在功率1000W、料液比1 n 10、超声时间10、30、50和70 min条件下测定多糖含量。平行实验进行3次。固液比对青钱柳多糖得率的影响。称取200 g青钱柳叶预处理原料，料液比分别为1 n 8、1 n 10、1 n 15和1 n 20，用1000 W超声功率提取30min，测定多糖含量，平行实验3次。通过比较发现，在800W，50分钟时有效果。李俊生等[6]发现超声波处理可以缩短南瓜多糖的提取时间。在一定范围内，随着超声波功率的增加，南瓜总糖、还原糖和多糖的产量也增加。温度和超声波可以共同提高南瓜多糖的提取率。蒋猛[7]发现，超声波处理60min后，多糖得率和含量不变。因此，超声波提取多糖的最佳工艺为:枣渣加40倍量水，超声60min，70%乙醇沉淀。1.5微波萃取在微波技术中的应用近年来有了很大的发展。它是微波频率在300MHz到300GHz之间的电磁波。微波提取的原理是微射线辐射到溶剂中，通过细胞壁到达细胞内部。随着溶剂和细胞液体吸收微波能量，细胞中的温度和压力增加。当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞中的有效成分从细胞中释放出来，并转移到溶剂中被溶剂溶解。微波具有穿透力强、选择性高、加热效率高的特点。微波能大大加快反应速度，缩短反应时间。微波技术应用于植物细胞破壁，有效提高了产量[8]。采用微波提取荔枝多糖，将荔枝干去壳，用60℃热水浸泡20min。然后，打浆，微波提取，热过滤，离心(5000 r /min，15min)，真空空浓缩至原体积的1 /4，溶液中95%乙醇至80%乙醇含量，静置过夜，离心(5000 r/min，10min)，适量沉淀80%。刘等[9]在比较微波提取和热水提取的基础上，对紫菜多糖的微波提取工艺进行了正交优化试验，研究了不同微波提取方法对紫菜多糖提取率的影响。结果表明，微波提取优于热水提取，微波冻融提取有效。提取率为7。热水提取率为2。05%.影响微波提取的主要因素是提取时间，其次是微波功率和液固质量比。最佳方案为微波功率200W，提取时间8min，水、紫菜液固质量比为40 n 1。true 空冻干紫菜多糖的品质明显优于真空热风干燥和常压热风干燥。微波提取具有提取时间短、提取率高的优点。强化固液萃取过程是一种很有发展潜力的新型辅助萃取技术。1.6超滤膜分离技术是现代分离技术领域公认的最先进技术之一，已广泛应用于化工、电子、环保、医药等领域。超滤是膜分离科学的一个重要分支。其原理是利用选择性渗透膜作为分离介质。在外压下，原料组分选择性透过膜，达到分离纯化的目的。超滤膜用于生物活性物质多糖的分离，具有不破坏活性、分离效率高、能耗低、设备简单、连续生产、无污染等优点。2多糖的分离纯化。1分步沉淀法是不同多糖在不同浓度的低级醇和酮中溶解度不同，按从小到大的比例加入甲醇、乙醇或丙酮的分步沉淀法。盐析法是根据多糖在不同盐浓度下的溶解度来分离不同多糖的方法。常用的盐析剂有氯化钠、氯化钾、硫酸铵等。，用硫酸铵。金属络合法利用多糖与铜、钡、钙、铅离子形成络合物沉淀。常用的络合剂有菲宁试剂、氯化铜、氢氧化钡和醋酸铅。季胺氢氧化物是一种乳化剂，与酸性多糖形成不溶性化合物，常用于分离酸性多糖。一般来说，酸性强或分子量大的多糖先沉淀，所以可以通过控制季铵盐的浓度来分离不同的酸性多糖。一种仙灵菇粗多糖的纯化方法，包括以下步骤:向多糖溶液中加入不同浓度的乙醇溶液，得到多种多糖；芦笋冷水提取物[10]用丙酮沉淀法分离成三种多糖。2.2柱层析凝胶柱层析常用的凝胶有Sephadex和Sepharose，以盐溶液和缓冲溶液为洗脱剂可以分离纯化不同大小的多糖分子，但不适用于粘多糖的分离。可以分离一般的生药提取物，使用Sepharose、DEAE-Toyo pearl、Sephacryl和Sepha2dex可以精制各种多糖。如灵芝多糖、附子多糖、白术多糖和山药多糖。纤维素阴离子交换剂柱色谱法常用的交换剂有DEAE-纤维素和海鞘-纤维素，可分为硼砂型和碱型。洗脱剂可以是不同浓度的碱溶液、硼砂溶液和盐溶液。其优点是能吸附杂质和纯化多糖，适用于分离各种酸性、中性多糖和粘多糖。如百合多糖、北沙参多糖和太子参多糖[11]。2.3其他方法透析、超滤和超速离心不同规格的超滤和透析袋以及一定条件下的超速离心可用于多糖样品按分子大小分类，超滤和透析更常用于去除小分子物质。区带电泳主要根据多糖的电荷性质进行分类。常用的有聚丙烯酰胺凝胶电泳和醋酸纤维素薄膜电泳。多糖广泛存在于动物细胞膜、植物细胞壁和微生物细胞壁中，尤其是植物中，而中药多为植物药，多种中药中多糖的药理作用是其重要的主要作用之一。很久以前，人们用一些富含多糖的植物来治疗各种疾病。近二十年来，随着分子生物学的发展，人们逐渐认识到糖及其复杂分子具有极其重要的生物学功能。因此，多糖提取分离技术的研究和开发显得尤为重要。