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膜分離與醇沉技術純化猴頭菇粗多糖的比較

2019-07-10 08:44:19 杭州沃騰膜工程有限公司 已讀

猴頭菇(Hericium erinaceus),又稱猴頭菌、猴頭、猴菇、猴蘑,屬齒菌科,因其形狀類似于猴頭而得名,是我國珍貴的藥食兼用真菌,有“蘑菇之王”的美譽。猴頭菇營養價值很高,具有多種生物活性,如抗潰瘍、抗炎症、增強免疫力、抗腫瘤、降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、抗輻射、抗突變、抑菌、保肝、提高機體耐缺氧能力、抗疲勞等作用。多糖具有抗氧化、抗輻射、抗凝血、抗腫瘤、調節免疫力、抗疲勞、降血糖血脂等功能。目前用于分離多糖的方法主要有醇沉法、離子交換樹脂法、凝膠柱層析法、膜分離法等。其中醇沉法是最傳統的分離純化方法,但該法獲得的多糖得率較低、消耗有機試劑量大、分離所得多糖活性較低。膜分離法具有不損害分離物質生物活性、分離效率高、能耗低、設備簡單、可連續生産、無污染等優點。


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來自浙江工業大學海洋學院的蔡銘、陳思、駱少磊和孫培龍等人*主要采用醇沉、膜分離、膜分離+醇沉等技術對猴頭菇子實體多糖進行分離。同時,對所得猴頭菇粗多糖的分離純化效果、結構和主要成分進行對比分析。讨論不同分離技術對猴頭菇多糖體外抗氧化活性的影響。以期對猴頭菇多糖的分離純化技術進行改進,并為多糖物質的有效利用提供理論依據。


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1、粗多糖理化性質分析


1.1 提取液成分分析

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猴頭菇提取液中多糖的質量濃度及提取率明顯高于其他種成分。


1.2 粗多糖成分分析

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納濾所得粗多糖的得率約為醇沉的倍,表明醇沉會損失大量的多糖。粗多糖樣品中多糖的質量分數即粗多糖樣品的純度。E-He P的純度最高,B-He P最低;種粗多糖中的蛋白質量分數也有差異,B-He P大于D-He P,即經過微濾處理所得的粗多糖中蛋白質量分數比納濾濃縮要低,說明微濾可以除去部分蛋白質;醇沉和膜分離+醇沉所得粗多糖中糖醛酸質量分數較高,約為膜分離的倍,A-He PC-He PE-He P中糖醛酸質量分數分别為15.08%16.58%16.48%,說明醇沉處理得到的粗多糖中含有較多的酸性多糖。膜分離可以保留提取液中約80%的多糖,而醇沉和膜分離+醇沉分離所得的多糖保留率僅為30%左右,即醇沉處理會讓大部分多糖損失。微濾+納濾+醇沉所得粗多糖的純度雖然最高,卻損失了大部分的多糖,微濾+納濾可以保留提取液中的較多的多糖,且所得多糖純度較高。

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2、粗多糖結構及形态分析

2.1 傅裡葉變換紅外光譜分析

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種多糖樣品結構基本一緻,均具有典型的多糖特征吸收峰。在3370 cm-1附近有較強吸收峰,為糖類OH的伸縮振動吸收峰;在2932 cm-1附近出現由CH伸縮振動引起的吸收峰,包括—CH、—CH2、—CH3的伸縮和彎曲振動;1049 cm-1處出現的較強吸收峰是糖環中COC伸縮振動吸收峰,這個峰是糖類化合物的典型特征吸收峰。吸收峰越強,說明多糖含量越高。猴頭菇粗多糖在1646 cm-1附近出現酰胺I帶吸收峰,是蛋白質的特征光譜。在889 cm-1處的吸收峰表明猴頭菇粗多糖中存在β-構型糖。539 cm-1處吸收峰為吡喃型糖環特征。


2.2 紫外光譜分析

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種粗多糖紫外光譜圖相似。在260280 nm波長處有吸收峰,說明粗多糖樣品中含有核酸和蛋白質。B-He P蛋白質含量(260280 nm波長處吸收峰)高于D-He P,表明通過微濾處理可以除去部分蛋白質。通過醇沉處理所得種粗多糖中蛋白質量分數比隻經過膜分離的低。與粗多糖樣品中蛋白質量分數排序(B-He PD-He PC-He PA-He PE-He P)結果一緻。


2.3 粗多糖的微觀形态觀察結果

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A-He P主要為較大的塊狀,B-He PD-He P主要為棒狀,C-He PE-He P主要為片狀。結果表明膜分離與醇沉技術分離得到的猴頭菇多糖有較大的形貌差異:膜分離所得多為棒狀;醇沉處理所得為較大塊狀;膜分離+醇沉所得為片狀。


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3、猴頭菇粗多糖的體外抗氧化活性分析


3.1 還原力比較


種粗多糖組分還原力均随樣品質量濃度上升而升高,且存在一定的劑量-效應關系。D-He P還原力最強,最高可達2.21,略高于B-He P,明顯高于醇沉及膜分離+醇沉所得的種多糖;E-He P還原力最弱。


3.2 ·OH清除率比較

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種粗多糖組分的·OH清除能力與樣品質量濃度均呈正相關關系。E-He P清除能力最強,B-He P清除能力最弱。但是各多糖的·OH清除能力相差不大。當質量濃度達到5 mg/mL時,種粗多糖的清除率都可達到80%以上,對·OH都有較好的清除能力。


3.3 ABTS陽離子自由基清除率比較

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種粗多糖對ABTS陽離子自由基都有很好的清除能力,且均随着樣品質量濃度的升高而增強。通過膜分離所得粗多糖ABTS陽離子自由基清除率随樣品質量濃度增加而上升,且升高速度比醇沉和膜分離+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種粗多糖清除率都達到最大值100%


3.4 DPPH自由基清除能力比較

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種粗多糖對DPPH自由基的清除率都随着樣品質量濃度的升高而升高,且存在一定的劑量-效應關系。其中,D-He P清除能力最強,當質量濃度達到1.5 mg/mL時清除率超過50%,最高可達到64.7%A-He P清除能力最弱,清除率最高為53.6%;各組多糖的清除能力相差不明顯。


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結 論
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微濾+納濾技術分離純化效果較好,其粗多糖得率為10.08%,純度為43.01%,提取液中80.34%的多糖得到保留。經傅裡葉變換紅外光譜分析,5 種工藝處理獲得的粗多糖樣品均具有典型的吡喃型葡聚糖和β-型糖苷鍵吸收峰。5 種處理獲得的粗多糖樣品中均含一定量的蛋白質,且B-He P的蛋白質量分數高于C-He P,說明微濾處理可以除去部分蛋白而提高多糖的純度。還原力、·OH、2,2’-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵鹽陽離子自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除結果表明,5 種粗多糖樣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《膜分離與醇沉技術純化猴頭菇粗多糖的比較》來源于《食品科學》2019年40卷9期83-90頁,作者:蔡銘、陳思、駱少磊、楊 開、孫培龍。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180508-112。 


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