螺旋藻多糖的研究进展.PDF
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2006年2月23日
| 第1页 |
参见附件(95KB，5页)。
天然产物研究与开发
2005 Vol117 No11 NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEVELOPMENT
收稿日期:2004204230 接受日期:2004206221
基金项目:教育部重点项目(01141) ;广州市科技项目(20012 J2
010201)
3通讯作者 Tel :86220288379948 ;E 2mail :tzhwj @jnu1edu1cn
螺旋藻多糖的研究进展
涂 芳 ,杨 芳 ,郑文杰3
,白 燕 (暨南大学化学系 ,广州 510632)
摘 要:螺旋藻多糖是从螺旋藻中提取的生物活性物质 ,具有广泛的药理作用。简要的评述了螺旋藻多糖在提
取、组成与结构分析、生物活性、结构修饰与改性(主要是硒化改性)等方面的研究进展 ,并对螺旋藻多糖的结构
及活性研究等发展方向提出展望。
关键词:螺旋藻;多糖;提取;组成;活性;硒
中图分类号:Q946. 3
Progress in Polysaccharide of Spirulina
TU Fang ,YANG Fang ,ZHENGWen2jie
3
,BAI Yan
( Department of Chemistry , Jinan University , Guangzhou 510632 ,China )
Abstract :Polysaccharide of Spirulina (PS) ,a bioactive substance from Spirulina ,has wide pharmacological effects 1It was re2
viewed the recent progress in this paper for PS on extraction ,constituents and structure ,bioactivity and structure modification
(especially in selenylation) 1Some suggestions on structure and bioactivity of Spirulina were put forward to improve the research
in the near future1
Key words :Spirulina ;polysaccharide ;extract ;constituents ;bioactivity ;selenium
多糖是生物体内重要的生物大分子 ,是动植物
中的支持组织和重要的能量来源。近年来 ,有关多
糖及糖复合物的研究表明 ,多糖有特殊的生物活性 ,能提高机体的免疫功能 ,一切重要的生命活动过程
都有糖的参与[1 ]。人们对多糖的研究早期多集中于
药用植物类多糖的生物活性方面 ,如对黄芪、灵芝多
糖的活性研究。随着海洋药物的兴起 ,对海藻多糖
的活性研究已成为目前药物研究的重点。关于螺旋
藻多糖的药理研究已有文献着重综述[2 ]。然而有关
螺旋藻多糖的结构分析、结构修饰与改性等方面还
未见综述性文章报道。本文就螺旋藻多糖的提取、组成与结构分析、生物活性、结构修饰与改性等方面
进行了综述。
1 螺旋藻多糖的提取
111 粗提
提取螺旋藻多糖(polysaccharide of Spirulina1 PS)
时先将螺旋藻干粉进行破壁处理 ,用低极性溶剂去
亲脂性成分 ,经热水抽提或碱液冷抽提(可采用微波
辅助提取) ,取上清液浓缩 ,乙醇醇析后离心、干燥得
螺旋藻粗多糖。螺旋藻中蛋白质约占细胞干重的
60～70 % ,因此提取螺旋藻多糖关键是有效地去除
蛋白质。目前 ,去蛋白的方法主要有以下几种: Se2
vag法、泡沫分离技术[3 ]
、三氯乙酸(TCA)法[4 ]
、加热
浓缩法[5 ]
、酶法。Sevag 法是去蛋白质的经典方法 ,通常只适用于除少量蛋白 ,而且必须重复多次。
TCA法去蛋白能缩短流程 ,多糖损失率降低 ,有利于
后继纯化。用酶法降解蛋白质能提高多糖粗产品的
得率[6 ]
,但所得成分中仍有 30 %以上的蛋白质。孙
向军[7 ]
采用双酶法(胰蛋白酶、木瓜蛋白酶)进行多
糖提取工艺 ,测得残留的蛋白质含量为3 %。
112 纯化
通过水提液抽提所得到的粗多糖可能含有多个
混合糖组分及小分子杂质,须进一步分级纯化才能得
到螺旋藻多糖单一纯品。一般以层析后观察到单一
511
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.狭窄的峰作为纯度鉴定的标准。常用的纯化方法有:
(1)离子交换纤维素层析:离子交换和纤维素层
析结合起来制成一系列离子交换纤维素层析是基于
树脂对不同离子的亲和力不同 ,溶出各种多糖 ,用于
分离糖类。分离过程中常采用 NaCl 溶液或磷酸缓
冲溶液梯度洗脱 ,可以得到不同级分的单一组分。
常见的有DEAE纤维素、以及DEAE 2Sepharose。
(2)凝胶过滤法:多糖制品经DEAE纤维素分离
后 ,需进一步用凝胶过滤法纯化才能得到均一多糖
纯品。凝胶过滤法是一种用具有一定孔径大小的凝
胶颗粒为支持物的层析方法 ,可分离大小和形状不
同的分子 ,用于分离不同聚合度的糖类特别有效。
葡聚糖凝胶(Sephadex G) ,琼脂糖凝胶(Sepharose) ,聚丙烯酰胺凝胶(Bio2gel P)均为亲水性凝胶 ,都广
泛应用于多糖的纯化。螺旋藻多糖的纯化过程中一
般采用 Sephadex G100 或 Sephadex G200、 Sepharyl S 2
100。但 Sephadex G本身是糖类 ,难免在洗脱液中沾
上自凝胶上洗脱下来的糖分 ,可能会造成精制多糖
的不纯。纯化后多糖含量的测定用硫酸蒽酮法根踪
检测。
2 螺旋藻多糖的组成与结构分析
211 螺旋藻多糖的组成
螺旋藻多糖成分复杂 ,除有天然多糖存在外 ,还
有一部分多糖结合蛋白质而形成糖蛋白。对多糖的
组成分析一般采用薄层层析、纸层析、气相层析、液
相层析等。不同作者用不同的检测方法及所得结果
见表1。
表1 螺旋藻多糖的组成研究情况
Table 1 The constituents of polysaccharide of Spirulina
检测方法
Detect methods
组成
Constituents
分子量
Molecular weight
参考文献
References
硅胶薄层层析 D2甘露糖、 D葡萄糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 12590 8
纸色谱、硅胶薄层色谱、高效液相色谱 D2葡萄糖、 D2木糖、 L2鼠李糖、一种未知单糖组成 15000 9
硅胶薄层层析、气相色谱 L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖、 D2半乳糖、 D2阿拉伯糖、D2甘露糖、葡萄糖醛酸 29500 10
纸层析(两个组分) (1)D2葡萄糖、 D2甘露糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 (1) 12600 4
(2)D2葡萄糖、 L2鼠李糖、 D2木糖、葡萄糖醛酸 (2) 16600
纸层析 (1)D2葡萄糖、 D2木糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 7
(两个组分) (2)D2葡萄糖、 D2甘露糖、 L2鼠李糖、葡萄糖醛酸
纸层析 (1) D2半乳糖、 D2甘露糖、 D2葡萄糖、葡萄糖醛酸 (1) 12400 11
(两个组分) (2)D2甘露糖、葡萄糖醛酸
纸层析、柱层析
(3个组分)
L2阿拉伯糖、 D2木糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸、一种未知
单糖
(1) 97800
(2) 98500
(3) 81000
12
高效液相色谱
(3个组分)
(1) L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖
(2) L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖
(3) L2鼠李糖、 D2葡萄糖
(1) 15000
(2) 2100
(3) 44600
13
从表1可以看出 ,对于螺旋藻多糖的组成结论
不一 ,可能是藻种和分离纯化方法不同所造成的 ,也
可能与各种检测方法的灵敏度和使用范围有关 ,薄
层层析的灵敏度较差 ,检测不出含量少的糖类 ,而气
相色谱对难气化和热不稳定的物质有局限性 ,极性
大、不易气化的物质通常需要深度降解 ,并对降解物
作各种复杂的衍生化处理才能用气相色谱检出 ,容
易造成样品的损耗 ......
2005 Vol117 No11 NATURAL PRODUCT RESEARCH AND DEVELOPMENT
收稿日期:2004204230 接受日期:2004206221
基金项目:教育部重点项目(01141) ;广州市科技项目(20012 J2
010201)
3通讯作者 Tel :86220288379948 ;E 2mail :tzhwj @jnu1edu1cn
螺旋藻多糖的研究进展
涂 芳 ,杨 芳 ,郑文杰3
,白 燕 (暨南大学化学系 ,广州 510632)
摘 要:螺旋藻多糖是从螺旋藻中提取的生物活性物质 ,具有广泛的药理作用。简要的评述了螺旋藻多糖在提
取、组成与结构分析、生物活性、结构修饰与改性(主要是硒化改性)等方面的研究进展 ,并对螺旋藻多糖的结构
及活性研究等发展方向提出展望。
关键词:螺旋藻;多糖;提取;组成;活性;硒
中图分类号:Q946. 3
Progress in Polysaccharide of Spirulina
TU Fang ,YANG Fang ,ZHENGWen2jie
3
,BAI Yan
( Department of Chemistry , Jinan University , Guangzhou 510632 ,China )
Abstract :Polysaccharide of Spirulina (PS) ,a bioactive substance from Spirulina ,has wide pharmacological effects 1It was re2
viewed the recent progress in this paper for PS on extraction ,constituents and structure ,bioactivity and structure modification
(especially in selenylation) 1Some suggestions on structure and bioactivity of Spirulina were put forward to improve the research
in the near future1
Key words :Spirulina ;polysaccharide ;extract ;constituents ;bioactivity ;selenium
多糖是生物体内重要的生物大分子 ,是动植物
中的支持组织和重要的能量来源。近年来 ,有关多
糖及糖复合物的研究表明 ,多糖有特殊的生物活性 ,能提高机体的免疫功能 ,一切重要的生命活动过程
都有糖的参与[1 ]。人们对多糖的研究早期多集中于
药用植物类多糖的生物活性方面 ,如对黄芪、灵芝多
糖的活性研究。随着海洋药物的兴起 ,对海藻多糖
的活性研究已成为目前药物研究的重点。关于螺旋
藻多糖的药理研究已有文献着重综述[2 ]。然而有关
螺旋藻多糖的结构分析、结构修饰与改性等方面还
未见综述性文章报道。本文就螺旋藻多糖的提取、组成与结构分析、生物活性、结构修饰与改性等方面
进行了综述。
1 螺旋藻多糖的提取
111 粗提
提取螺旋藻多糖(polysaccharide of Spirulina1 PS)
时先将螺旋藻干粉进行破壁处理 ,用低极性溶剂去
亲脂性成分 ,经热水抽提或碱液冷抽提(可采用微波
辅助提取) ,取上清液浓缩 ,乙醇醇析后离心、干燥得
螺旋藻粗多糖。螺旋藻中蛋白质约占细胞干重的
60～70 % ,因此提取螺旋藻多糖关键是有效地去除
蛋白质。目前 ,去蛋白的方法主要有以下几种: Se2
vag法、泡沫分离技术[3 ]
、三氯乙酸(TCA)法[4 ]
、加热
浓缩法[5 ]
、酶法。Sevag 法是去蛋白质的经典方法 ,通常只适用于除少量蛋白 ,而且必须重复多次。
TCA法去蛋白能缩短流程 ,多糖损失率降低 ,有利于
后继纯化。用酶法降解蛋白质能提高多糖粗产品的
得率[6 ]
,但所得成分中仍有 30 %以上的蛋白质。孙
向军[7 ]
采用双酶法(胰蛋白酶、木瓜蛋白酶)进行多
糖提取工艺 ,测得残留的蛋白质含量为3 %。
112 纯化
通过水提液抽提所得到的粗多糖可能含有多个
混合糖组分及小分子杂质,须进一步分级纯化才能得
到螺旋藻多糖单一纯品。一般以层析后观察到单一
511
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.狭窄的峰作为纯度鉴定的标准。常用的纯化方法有:
(1)离子交换纤维素层析:离子交换和纤维素层
析结合起来制成一系列离子交换纤维素层析是基于
树脂对不同离子的亲和力不同 ,溶出各种多糖 ,用于
分离糖类。分离过程中常采用 NaCl 溶液或磷酸缓
冲溶液梯度洗脱 ,可以得到不同级分的单一组分。
常见的有DEAE纤维素、以及DEAE 2Sepharose。
(2)凝胶过滤法:多糖制品经DEAE纤维素分离
后 ,需进一步用凝胶过滤法纯化才能得到均一多糖
纯品。凝胶过滤法是一种用具有一定孔径大小的凝
胶颗粒为支持物的层析方法 ,可分离大小和形状不
同的分子 ,用于分离不同聚合度的糖类特别有效。
葡聚糖凝胶(Sephadex G) ,琼脂糖凝胶(Sepharose) ,聚丙烯酰胺凝胶(Bio2gel P)均为亲水性凝胶 ,都广
泛应用于多糖的纯化。螺旋藻多糖的纯化过程中一
般采用 Sephadex G100 或 Sephadex G200、 Sepharyl S 2
100。但 Sephadex G本身是糖类 ,难免在洗脱液中沾
上自凝胶上洗脱下来的糖分 ,可能会造成精制多糖
的不纯。纯化后多糖含量的测定用硫酸蒽酮法根踪
检测。
2 螺旋藻多糖的组成与结构分析
211 螺旋藻多糖的组成
螺旋藻多糖成分复杂 ,除有天然多糖存在外 ,还
有一部分多糖结合蛋白质而形成糖蛋白。对多糖的
组成分析一般采用薄层层析、纸层析、气相层析、液
相层析等。不同作者用不同的检测方法及所得结果
见表1。
表1 螺旋藻多糖的组成研究情况
Table 1 The constituents of polysaccharide of Spirulina
检测方法
Detect methods
组成
Constituents
分子量
Molecular weight
参考文献
References
硅胶薄层层析 D2甘露糖、 D葡萄糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 12590 8
纸色谱、硅胶薄层色谱、高效液相色谱 D2葡萄糖、 D2木糖、 L2鼠李糖、一种未知单糖组成 15000 9
硅胶薄层层析、气相色谱 L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖、 D2半乳糖、 D2阿拉伯糖、D2甘露糖、葡萄糖醛酸 29500 10
纸层析(两个组分) (1)D2葡萄糖、 D2甘露糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 (1) 12600 4
(2)D2葡萄糖、 L2鼠李糖、 D2木糖、葡萄糖醛酸 (2) 16600
纸层析 (1)D2葡萄糖、 D2木糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸 7
(两个组分) (2)D2葡萄糖、 D2甘露糖、 L2鼠李糖、葡萄糖醛酸
纸层析 (1) D2半乳糖、 D2甘露糖、 D2葡萄糖、葡萄糖醛酸 (1) 12400 11
(两个组分) (2)D2甘露糖、葡萄糖醛酸
纸层析、柱层析
(3个组分)
L2阿拉伯糖、 D2木糖、 D2半乳糖、葡萄糖醛酸、一种未知
单糖
(1) 97800
(2) 98500
(3) 81000
12
高效液相色谱
(3个组分)
(1) L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖
(2) L2鼠李糖、 D2木糖、 D2葡萄糖
(3) L2鼠李糖、 D2葡萄糖
(1) 15000
(2) 2100
(3) 44600
13
从表1可以看出 ,对于螺旋藻多糖的组成结论
不一 ,可能是藻种和分离纯化方法不同所造成的 ,也
可能与各种检测方法的灵敏度和使用范围有关 ,薄
层层析的灵敏度较差 ,检测不出含量少的糖类 ,而气
相色谱对难气化和热不稳定的物质有局限性 ,极性
大、不易气化的物质通常需要深度降解 ,并对降解物
作各种复杂的衍生化处理才能用气相色谱检出 ,容
易造成样品的损耗 ......
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