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膜分离与醇沉技术纯化猴头菇粗多糖的比较

2019-07-10 08:44:19 杭州沃腾膜工程有限公司 已读

猴头菇(Hericium erinaceus),又称猴头菌、猴头、猴菇、猴蘑,属齿菌科,因其形状类似于猴头而得名,是我国珍贵的药食兼用真菌,有“蘑菇之王”的美誉。猴头菇营养价值很高,具有多种生物活性,如抗溃疡、抗炎症、增强免疫力、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、抗辐射、抗突变、抑菌、保肝、提高机体耐缺氧能力、抗疲劳等作用。多糖具有抗氧化、抗辐射、抗凝血、抗肿瘤、调节免疫力、抗疲劳、降血糖血脂等功能。目前用于分离多糖的方法主要有醇沉法、离子交换树脂法、凝胶柱层析法、膜分离法等。其中醇沉法是最传统的分离纯化方法,但该法获得的多糖得率较低、消耗有机试剂量大、分离所得多糖活性较低。膜分离法具有不损害分离物质生物活性、分离效率高、能耗低、设备简单、可连续生产、无污染等优点。


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来自浙江工业大学海洋学院的蔡铭、陈思、骆少磊和孙培龙等人*主要采用醇沉、膜分离、膜分离+醇沉等技术对猴头菇子实体多糖进行分离。同时,对所得猴头菇粗多糖的分离纯化效果、结构和主要成分进行对比分析。讨论不同分离技术对猴头菇多糖体外抗氧化活性的影响。以期对猴头菇多糖的分离纯化技术进行改进,并为多糖物质的有效利用提供理论依据。


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1、粗多糖理化性质分析


1.1 提取液成分分析

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猴头菇提取液中多糖的质量浓度及提取率明显高于其他种成分。


1.2 粗多糖成分分析

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纳滤所得粗多糖的得率约为醇沉的倍,表明醇沉会损失大量的多糖。粗多糖样品中多糖的质量分数即粗多糖样品的纯度。E-He P的纯度最高,B-He P最低;种粗多糖中的蛋白质量分数也有差异,B-He P大于D-He P,即经过微滤处理所得的粗多糖中蛋白质量分数比纳滤浓缩要低,说明微滤可以除去部分蛋白质;醇沉和膜分离+醇沉所得粗多糖中糖醛酸质量分数较高,约为膜分离的倍,A-He PC-He PE-He P中糖醛酸质量分数分别为15.08%16.58%16.48%,说明醇沉处理得到的粗多糖中含有较多的酸性多糖。膜分离可以保留提取液中约80%的多糖,而醇沉和膜分离+醇沉分离所得的多糖保留率仅为30%左右,即醇沉处理会让大部分多糖损失。微滤+纳滤+醇沉所得粗多糖的纯度虽然最高,却损失了大部分的多糖,微滤+纳滤可以保留提取液中的较多的多糖,且所得多糖纯度较高。

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2、粗多糖结构及形态分析

2.1 傅里叶变换红外光谱分析

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种多糖样品结构基本一致,均具有典型的多糖特征吸收峰。在3370 cm-1附近有较强吸收峰,为糖类OH的伸缩振动吸收峰;在2932 cm-1附近出现由CH伸缩振动引起的吸收峰,包括—CH、—CH2、—CH3的伸缩和弯曲振动;1049 cm-1处出现的较强吸收峰是糖环中COC伸缩振动吸收峰,这个峰是糖类化合物的典型特征吸收峰。吸收峰越强,说明多糖含量越高。猴头菇粗多糖在1646 cm-1附近出现酰胺I带吸收峰,是蛋白质的特征光谱。在889 cm-1处的吸收峰表明猴头菇粗多糖中存在β-构型糖。539 cm-1处吸收峰为吡喃型糖环特征。


2.2 紫外光谱分析

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种粗多糖紫外光谱图相似。在260280 nm波长处有吸收峰,说明粗多糖样品中含有核酸和蛋白质。B-He P蛋白质含量(260280 nm波长处吸收峰)高于D-He P,表明通过微滤处理可以除去部分蛋白质。通过醇沉处理所得种粗多糖中蛋白质量分数比只经过膜分离的低。与粗多糖样品中蛋白质量分数排序(B-He PD-He PC-He PA-He PE-He P)结果一致。


2.3 粗多糖的微观形态观察结果

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A-He P主要为较大的块状,B-He PD-He P主要为棒状,C-He PE-He P主要为片状。结果表明膜分离与醇沉技术分离得到的猴头菇多糖有较大的形貌差异:膜分离所得多为棒状;醇沉处理所得为较大块状;膜分离+醇沉所得为片状。


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3、猴头菇粗多糖的体外抗氧化活性分析


3.1 还原力比较


种粗多糖组分还原力均随样品质量浓度上升而升高,且存在一定的剂量-效应关系。D-He P还原力最强,最高可达2。21,略高于B-He P,明显高于醇沉及膜分离+醇沉所得的种多糖;E-He P还原力最弱。


3.2 ·OH清除率比较

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种粗多糖组分的·OH清除能力与样品质量浓度均呈正相关关系。E-He P清除能力最强,B-He P清除能力最弱。但是各多糖的·OH清除能力相差不大。当质量浓度达到5 mg/mL时,种粗多糖的清除率都可达到80%以上,对·OH都有较好的清除能力。


3.3 ABTS阳离子自由基清除率比较

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种粗多糖对ABTS阳离子自由基都有很好的清除能力,且均随着样品质量浓度的升高而增强。通过膜分离所得粗多糖ABTS阳离子自由基清除率随样品质量浓度增加而上升,且升高速度比醇沉和膜分离+醇沉得到的粗多糖快,其中D-He P升速最快,A-He P升速最慢,在2.0 mg/mL种粗多糖清除率都达到最大值100%


3.4 DPPH自由基清除能力比较

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种粗多糖对DPPH自由基的清除率都随着样品质量浓度的升高而升高,且存在一定的剂量-效应关系。其中,D-He P清除能力最强,当质量浓度达到1.5 mg/mL时清除率超过50%,最高可达到64.7%A-He P清除能力最弱,清除率最高为53.6%;各组多糖的清除能力相差不明显。


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结 论
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微滤+纳滤技术分离纯化效果较好,其粗多糖得率为10。08%,纯度为43。01%,提取液中80。34%的多糖得到保留。经傅里叶变换红外光谱分析,5 种工艺处理获得的粗多糖样品均具有典型的吡喃型葡聚糖和β-型糖苷键吸收峰。5 种处理获得的粗多糖样品中均含一定量的蛋白质,且B-He P的蛋白质量分数高于C-He P,说明微滤处理可以除去部分蛋白而提高多糖的纯度。还原力、·OH、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐阳离子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除结果表明,5 种粗多糖样品均具有一定的抗氧化能力,且D-He P的抗氧化能力watechliuhede。

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本文《膜分离与醇沉技术纯化猴头菇粗多糖的比较》来源于《食品科学》2019年40卷9期83-90页,作者:蔡铭、陈思、骆少磊、杨 开、孙培龙。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180508-112。 


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