食用菌多糖的研究现状（共4篇）
食用菌多糖的研究现状 篇1
0 引言
食用枸杞中含有很多的化学成分, 比如蛋白质、甾醇类、糖类、维生素、氨基酸、菇类、微量元素、脂肪酸、脂肪、生物碱类等。
食用枸杞中含有一定的枸杞多糖 (LBP) , 枸杞多糖是植物多糖中少有的含蛋白质多糖。而从食用枸杞中提取的枸杞多糖具有生物活性, 它以Glycan-O-Der方式将六种已碳糖组成的多糖侧链和18种氨基酸组成的蛋白质主链连接在一起, 是一种高强度的免疫增强剂。枸杞多糖一般作为保健食品的原料, 可提高人体免疫力[1], 抑制肿瘤生长和细胞突变[2], 延缓衰老, 抗脂肪肝和降血糖[3], 增强造血功能, 保肝降压, 增强细胞活性, 在医药、保健食品等领域应用广泛。
1 食用枸杞多糖提取
1.1 提取原理
微波是电磁波的一个重要组成部分, 满足以下两个条件:一是频率在3×106~3×105Hz之间;二是波长在1mm~1m之间。微波辅助提取是一项新技术, 它能够有效提升提取率, 这是因为微波可以在传输的过程中根据遇到不同的物质的特性而产生相应的反射、穿透或吸收。具体来说:微波会辐射出极性物质分子, 在快速振动的微波电磁场中那些极性物质分子会吸收电磁能, 同时产生热能。该原理在微波提取过程中的体现是会使植物细胞产生大量的热, 迅速提升细胞温度, 这时细胞膜和细胞壁会被液态水汽化产生的压力冲破, 进而形成微小的孔洞;此时若继续加热, 细胞内部和细胞壁的水分会继续减少, 导致细胞收缩, 进而细胞表面出现裂纹。如此一来, 胞外溶剂会很容易通过那些孔洞和裂纹进入细胞内部, 溶解并释放出胞内产物, 大大缩短了萃取时间。一般情况下, 采取传统的萃取方法处理一个样品会需要12~24小时, 但采用微波萃取这种新方法之后只需不到半小时, 而且有机溶剂的消耗量可以降至50m L以下。
萃取是有机化学实验室中用来提取和纯化化合物的手段之一。通过萃取, 能从固体或液体混合物提取出所需的化合物。它的基本原理是利用化合物在两种不相溶 (或微溶) 的溶剂中溶解度或分配系数的不同, 使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中。经过反复的多次萃取, 将绝大部分的化合物提取出来。萃取常见的有液-液萃取和液-固萃取。在本次实验中, 是利用水溶液从提过色素、黄酮的食用枸杞子粉末中提取出多糖类化合物, 属于液-固萃取。
在微波条件下进行多糖类化合物的溶剂提取, 溶剂的选择是根据原料中被提成分, 即多糖类化合物的极性、共存杂质的理化特性, 遵循相似相溶的原则, 使有效成分从原料固体表面或组织内部向溶剂中转移的传质过程。一般而言, 分子的极性依据活性基团的种类和数目、分子的缔合程度大小进行判断, 分子中含有羟基或羧基基团越多, 极性就越大, 亲水性就越强;反之极性就越小, 亲脂性越强。需要注意的是应尽可能将试样粉碎, 只有这样才能完全的将植物细胞中的多糖提取出来, 通常采取的办法是机械成浆或剪碎成细粒后再行提取。
1.2 提取流程的选择
目前多糖提取流程主要包括两种:一是先用有机溶剂回流除去试样表面脂肪, 然后用80%的乙醇回流提出各干扰成分, 之后用热水提取其中的多糖成分, 把水液浓缩后用乙醇沉淀出多糖;二是直接用热水提取。实验对比上述两种提取流程得出以下结论:①两种流程最终得到的多糖相差不大;②由于客观原因的限制, 采用热水直接提取流程的需进行多次沉淀;③虽然采用第一种流程只需沉淀一次即可, 但是由于这种流程很容易引起糖复合物结构的不可逆变化, 导致其生物活性受到影响。综合考虑各项因素, 本实验研究直接用热水提取。
1.3 脱蛋白
去除多糖中蛋白质的方法很有多, 比如Sevage法、三氯醋酸法等, 其原理都是使蛋白质沉淀但多糖不沉淀。从资料知, 食用枸杞子水溶性蛋白质无论处于哪种形态, 只要进入热水中就会被沉淀下来, 因此很多人在提取分离流程中采用了Sevage法脱蛋白质手续。Sevage方法脱蛋白效果较好, 它是用氯仿:戊醇或丁醇, 以4:1比例混合, 加到样品中振摇, 使样品中的蛋白质变性成不溶状态, 用离心法除去。
Sevage法:利用蛋白质在三氯乙烷等有机溶剂中变性的特点, 将提取液与Sevage试剂[氯仿:正丁醇=5:1 (V/V) ]5:1混合, 振荡, 离心, 变性后的蛋白质介于提取液与Sevage试剂交界处。此法的优点是条件温和, 不会引起多糖的变性。
1.4 乙醇沉淀多糖的适宜浓度
要想完全将枸杞多糖沉淀下来, 同时避免出现更多的杂质, 保证乙醇沉淀多糖的适宜浓度是很有必要的。为此通过分析已知的数据和资料, 得出待沉淀液中多糖含量在2%以下为宜, 即200g食用枸杞子经有机溶剂脱脂和用80%乙醇回流提取单糖等杂质后, 再用热水提取多糖并将此溶液浓缩到500ml即可。当用95%乙醇沉淀时, 加入500ml后开始出现沉淀, 在充分搅拌的同时, 继续加乙醇到上清液不再产生沉淀为止, 共加入95%乙醇2000ml (即乙醇的最终浓度为76%) 。所以食用枸杞多糖在80%乙醇浓度下可完全地沉淀出来。然而, 由于采用的是热水直接提取法, 需进行多次沉淀才能符合相关规范要求。所以, 本实验研究直接用80%乙醇溶液提取。
2 实验方法
2.1 食用枸杞粗多糖的提取
定量称取干燥的食用枸杞子2包, 打浆机粉碎, 加入一定料液比 (1:8、1:10、1:12) 的水溶液, 放入微波搅拌器中放置一定时间 (40-100min) , 温度70-100摄氏度之间, 功率 (300-600W, 过滤, 得滤渣, 再加入一定料液比 (1:8、1:10、1:12) 的水溶液, 放入微波搅拌器中放置一定时间 (40-100min) , 温度70-100摄氏度之间, 功率 (300-600w) , 合并滤液, 采用旋转蒸发器真空浓缩, 得到的浓缩物用乙醇 (乙醇终浓度大于80%) 沉淀, 滤布过滤, 得滤渣用丙酮。石油醚混合液 (体积比1:1) 于50~60℃回流0.5h, 滤布过滤, 得沉淀, 真空干燥1h, 继续烘干, 得到枸杞粗多糖。
2.2 Sevage法脱蛋白
取一定量的粗多糖, 加蒸馏水完全溶解, 使其浓度约为100mg/m L, 用Sevage法脱蛋白, 按食用枸杞多糖水溶液体积的20%加入三氯甲烷, 再加入三氯甲烷体积的20%的正丁醇, 剧烈振摇20min, 使其充分混匀, 1000r/min离心, 倾出上清液, 除去中间变性蛋白和下层三氯甲烷, 重复以上操作直至中间层无变性蛋白, 得到脱蛋白多糖。
2.3 提取工艺的优化
由于各因素之间相互交叉影响, 为确定最佳的提取工艺, 应在单因素实验的前提下进行正交实验设计, 结果显示最佳的提取工艺条件是:提取温度90℃;料水比1∶10 (W∶V) , 提取时间2h, 功率600W。
3 实验结果
3.1 精制枸杞多糖的得率
250g干燥的食用枸杞子, 按前面所述方法提取、脱去蛋白并纯化, 得到精制枸杞多糖5.53g, 得率为2.21% (W/W) 。
枸杞多糖得率 (%) =枸杞多糖 (g) /枸杞子 (g)
3.2 蛋白质含量
将提取液与Sevage试剂[氯仿:正丁醇=5:1 (V/V) ]5:1混合, 振荡, 离心, 变性后的蛋白质介于提取液与Sevage试剂交界处。将粗蛋白放入真空干燥箱中干燥, 得黄色蛋白干燥物。
枸杞蛋白含量 (%) =枸杞粗蛋白 (g) /枸杞子 (g)
经检测, 精制枸杞多糖中蛋白质含量为6.98%。
4 结论
原料用热水浸提法提取LBP, 研究各项因素对多糖提取率的影响, 比如浸提时间、温度、料水比、浸提次数等, 同时研究醇沉时间和醇沉是乙醇加入量对多糖的率的影响。得出:
①经试验论证, 本实验采用微波加热的方法, 提枸杞多糖。
②最佳工艺的确定:在微波辅助条件下, 进行溶剂、固液比、微波功率、加热时间和加热温度五组单因素实验, 通过数据的对比, 确定以固液比、微波功率、加热时间、加热温度为四因数的四因数三水平的正交实验。由于枸杞多糖是一种易溶于水的具有多种生物活性的多糖, 因此以水为溶剂就可以有效提取枸杞多糖。研究表明很多因素都会影响到最终的提取率, 比如提取温度、料水比、提取时间等, 具体的影响效果大小是提取温度>料液>提取时间。综合考虑各项因素的影响, 确定最佳的工艺, 即提取温度90℃;料水比1∶10 (W∶V) , 提取时间2h, 功率600W。
③在最佳条件下食用枸杞粗多糖提取率可达12.23%, 枸杞粗蛋白含量6.98%。
摘要：本文主要对微波辐射辅助提取食用枸杞粉末和提取最佳工艺进行研究。取得的主要研究成果如下:加入一定料液比 (1:8、1:10、1:12) 的水溶液, 放入微波搅拌器中放置一定时间 (40-100min) , 温度70-100摄氏度之间, 功率 (300-600W) 。取出过滤, 取其溶液放置旋转蒸发仪中进行蒸馏。食用枸杞渣滓放回搅拌器中进行二次提取, 提出多糖混合液醇沉冷冻干燥后, 为褐色絮状粉末固体。确定最佳工艺:提取温度90℃;料水比1∶10 (W∶V) , 提取时间2h, 功率600。得出多糖再进行Sevage法脱蛋白, 冷冻干燥后, 为乳白色絮状粉末固体粗多糖。在最佳条件下食用枸杞粗多糖提取率可达12.23%。食用枸杞粗蛋白含量6.98%。
关键词：微波,冷冻干燥,Sevage法,纯化
参考文献
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食用菌多糖的研究现状 篇2
摘要:分析得知豫南地区食用菌发展相对滞后的原因主要是科技含量低、政府扶持力度较小。从而提出来要充分发挥当地人力、原料资源优势,加大科研投入和政府扶持力度,切实将豫南地区食用菌产业做大做强,实现食用菌产业的“二次发展”。
关键词:食用菌;可持续发展;应对措施
中图分类号:S646文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.026
Status and Development Response of Mushroom Industry in South of Henan Province
GONG Feng-ping,LV Li-zhe,FENG Ya-lan,ZHAO Feng-hua,JIANG Shuang-feng
(Henan Xinyang Institute of Agricultural Sciences,Xinyang,Henan 464000,China)
Abstract:The reasons of lagging behind for edible fungi in South of Henan Province were analyzed and summarized, which included the low content of science and technology and the smaller government support. The full play to the dominance of local human and material resources, increasing the investment and government support of scientific research were proposed, so as to make the mushroom industry bigger and stronger and realize the secondary development of edible fungi industry.
Key words:mushroom;sustainable development;response
豫南地区食用菌产业在河南省起步最早,已有20多年发展历史,现已得到了蓬勃发展。食用菌产业曾是豫南周边山区农民增收、农村经济增长的一大支柱产业,并且还带动了湖北等地食用菌产业的发展。但在近几年,豫南食用菌产业发展出现了相对滞后的局面,主要表现出食用菌这种粗放式数量发展型的模式已不能适应市场经济的需求。要使豫南食用菌产业实现可持续发展,充分发挥特色产业区域经济优势,扭转当前食用菌发展局面,需要解决一系列问题。笔者调查并总结出了阻碍豫南食用菌产业发展的因素,主要表现在以下几个方面。
1豫南地区食用菌产业发展存在的问题
1.1生产规模小,生产条件简陋,品种少,结构单一
当前,豫南食用菌产业分散在千家万户,是家家撘灶、户户点火的小作坊式生产。管理粗放,劳动生产效率低。菇农为了节省成本,往往是菌种买回去后就自行分离菌种使用,且无限制地扩繁菌种代数,导致菌种质量差,无法保证优质菇的供应。在这种小而全的生产方式下,广大菇农只能是分散经营,不能成为市场的主体,无法参与市场的竞争,在市场竞争中处于弱势,一旦受到打击,必将严重挫伤生产经营积极性。生产中,菇农各自按自己的意愿生产,产品不能做到无害化,农药残留、重金属超标现象严重,很难达到无公害食品的标准。主栽品种仅限于平菇、香菇、木耳,品种单一,不能满足消费者需求。
1.2科研开发相对滞后
豫南从事食用菌科研开发的力量薄弱,食用菌科学研究严重滞后。在品种选育上做得不够,具有自主知识产权的当家品种少,当家菌株出现退化现象。新品种、新技术的引进少。对于工厂化、规模化栽培食用菌的新模式探索较少。
1.3缺乏政府有力引导和政策支持
豫南部分乡镇食用菌发展尚处在无序状态。政府相关部门没能做好引导宣传,没有建立监督机制和出台一些优惠政策,很多山区有发展菌业的优势,广大农民也有从事食用菌致富的想法,由于缺乏政策引导和技术指导而不知从何着手。
2豫南地区发展食用菌产业的优势
2.1自然条件优越,气候资源适宜
以信阳市为例,气候特征属亚热带向暖温带过渡区,具有显著的季风特征。气候温暖,光照充足,降水丰沛,形成了信阳市丰富多彩的生物资源和自然景观,应用真菌很多,种类丰富多彩,自然条件适合人工栽培食用菌。
2.2原材料资源丰富,生产成本优势相对突出
豫南地区多数是山区和丘陵地带,经济林木多,如栗树果木等每年修剪后的枝条可用于木腐类食用菌栽培。同时,信阳市是水稻主产区,每年都有大量的稻草被闲置,利用稻草进行草腐菌的食用菌栽培,实现对山区林木、草木资源合理利用,保持生态农业良性循环,增加农民收入。
2.3农村地少人多,劳动力富裕,劳动力价格低廉
在豫南这种地少人多的偏远山区,发展食用菌这种劳动密集型产业,有利于实现农村富裕劳动力的转移。尤其是受全球金融危机影响下,大量农民工返乡,更加造成了劳动力的剩余。合理引导农民利用当地资源发展这种投资少、见效快的产业,对豫南新农村建设有着十分重要的意义。
3食用菌产业发展应采取的对策
3.1实行标准化生产,提高食用菌产品质量
随着食用菌产业的发展,借鉴外省市采取的“公司+协会+基地+农户”的运行模式。改变这种家家点火、户户冒烟的小作坊式的生产,企业带动农户,农户向企业学习标准化生产技术,充分发挥行业协会的纽带作用。要使食用菌产业达到标准化,要从生产环境、原材料和投入品使用、品种应用、栽培工艺、技术环节、产品加工、储藏运输和市场流通等各方面做到标准化生产。其中,菌种的规范化和栽培技术的规范化是标准化生产的重要组成部分。在菌种标准化方面,一方面要选育优良、高产、抗性强、市场前景好的优良品种;另一方面要按菌种的质量技术标准严格制作,确保菌种质量。
在栽培技术标准化方面,要通过改善培养室和出菇房的场地及设施条件、选择适宜的季节栽培、提高栽培技术水平、完善菇房管理措施、严格控制农药和化肥的使用、运用推荐的农药品种防治病虫害、杜绝或减少农药残留等措施等进行标准化、规范化生产,确保食用菌产品优质、安全和卫生,达到无公害产品的要求。有的可达到绿色食品或有机食品的要求。针对一些大宗食用菌品种菇价下降的趋势,必须适当控制平菇、香菇等大宗品种的生产;适当加快白灵菇、杏鲍菇、茶树菇、真姬菇、灰树花、长根菇、鲍鱼菇和口蘑等珍稀食用菌和其他市场前景好的品种的发展速度,以便增加新品种,提高菇类产品档次,增进经济效益,使食用菌生产进一步向多菇种、多品种方向发展。
3.2加强食用菌科学研究工作,夯实食用菌产业基础
把发展食用菌产业纳入城市科技发展规划,加大科研投放,培育农业科研单位食用菌研发的能力,增强自主创新的能力,加强食用菌科研平台建设。通过提升研发能力,解决栽培品种、栽培技术问题,培养食用菌产业发展所需要的技术力量。相关部门明确食用菌科研专项基金,支持农业科研单位建设食用菌实验室,成立食用菌工程中心,构建食用菌科研平台;通过筛选本地现有食用菌栽培种和引种试验,迅速解决生产主栽品种缺乏的问题;加强育种工作,培育自主知识产权的当家品种;在现有食用菌栽培技术的基础上,结合引进先进技术,总结优质高产食用菌栽培模式在全区推广应用;利用大别山等地野生菌资源驯化栽培工作,不断培育优良新菇种。还要进行栽培技术、病虫防治、保鲜加工、市场流通和栽培下脚料再利用等方面的研究,进一步提高食用菌产业的科技含量和技术水平。
3.3加大政府扶持力度,抓龙头培育,促品牌带动
政府明确相应部门主抓食用菌产业,制定规划,明确近期、远期产业发展目标;政府提供一定的食用菌生产优惠奖励政策,鼓励成立协会及各种类型的农民合作经济组织,如游河乡姚湾村老虎洞食用菌合作社已经成立,这标志着游河乡姚湾村食用菌发展又迈入了新阶段。其它乡镇应该大力推举他们的做法。合作社作用是加强技术交流,统一购置原料,降低成本,使菇农分散经营变为合作经营。变个体弱势为群体优势,提高农民抵御风险、参与市场竞争的能力。通过食用菌协会提供信息服务,积极开展食用菌技术培训,集中收购会员生产的产品,统一组织,集中销售,探索产供销一条龙服务,促进食用菌产业的发展;加强行业管理,严格食用菌菌种生产许可证发放,确保优质菌种供应;强化市场监管力度,防止假冒伪劣食用菌产品上市销售。为确保食用菌产业健康有序发展,选择优势食用菌栽培品种,创建食用菌品牌,积极培育食用菌行业的龙头企业,扶持菌种生产型、子实体型、产品加工型龙头企业,带动食用菌产业的发展,走低耗、优质、高效的发展之路。
笔者坚信,在各级政府的正确领导下,充分发挥各级协会的作用,在食用菌行业的同仁共同努力下,食用菌产业一定能够做大做强,定能实现豫南食用菌产业的“二次发展”。
参考文献:
[1] 魏善元.贵州食用菌产业现状与发展对策探讨[J].食用菌,2008(6):6-7.
食用菌多糖及其红外光谱分析 篇3
1 材料与方法
1.1 材料
6种食用菌购于阜新市农贸市场,经生物工程研究所鉴定为香菇、金针菇、草菇、平菇、杏鲍菇和茶树菇。去除杂物,洗净浓度/ng mL-1
60℃烘箱中干燥,粉碎过80目筛,密封于塑料袋备用。
葡萄糖、苯酚、浓硫酸、无水乙醇和碘化钾购于沈阳市新西试剂厂。
RE-201C真空旋转蒸发仪(巩义市裕华仪器有限公司),TU-1810752紫外分光光度计(上海欣技仪器有限公司),Nexus型傅里叶变换显微红外及拉曼光谱仪(美国Nicolet公司),KDC-160HR高速冷冻离心机(科大创新股份有限公司),FW-4A压片机(天津仪器厂),DZKW-4电子恒温水浴锅(上海柯西试验仪器厂),S10冷冻干燥机(宁波新芝生物科技股份有限公司),JYL-350A粉碎机(山东九阳有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 多糖提取及纯化
将干燥的食用菌粉末分别用蒸馏水浸泡2 h,加热煮沸,控制温度继续加热30 min。冷却后离心,重复2次,合并上清液于容量瓶中定容测其多糖含量。
将上清液于80℃水浴减压浓缩,浓缩液中加入95%乙醇,摇匀,沉淀后离心,然后用丙酮反复洗涤,直至得到透明胶状物,即为多糖。将多糖配成质量分数为2%的溶液,Sevag法(正丁醇:氯仿体积比为1∶4)脱蛋白,最后冷冻干燥即得食用菌纯化多糖。
1.2.2 多糖含量测定
采用苯酚-硫酸法测定[9],其原理为苯酚试剂可与多糖中的已糖及其糖醛酸起显色反应,生成橙黄色化合物在490 nm处有吸光值。
标准曲线的制备:准确吸取1.0 mg mL-1葡萄糖标准溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL置于50 mL容量瓶定容。然后吸取该系列溶液各2 mL。分别置于具塞试管中。加入苯酚试液各1 mL,摇匀,迅速加入浓硫酸各5 mL,放置5 min后,置于沸水浴上加热60 min,冷却后在490 nm处比色,绘制标准曲线并计算回归方程。同理测定6种食用菌多糖含量。
1.2.3 红外光谱分析
将食用菌纯化多糖,置于玛瑙研钵中与KBr粉末混合研磨均匀,经压片机压成薄片,在波数4 000~400 cm-1进行红外光谱扫描。
2 结果与分析
2.1 食用菌多糖含量
以葡萄糖浓度为横坐标,吸光度为纵坐标作图(见图1)。
根据标准曲线计算6种食用菌多糖含量(见表1),6种食用菌多糖含量范围为6.80±0.19~31.87±0.27 mg g-1,其中杏鲍菇多糖含量最高,为31.87±0.27 mg g-1,其次为草菇,其多糖含量为22.27±0.33 mg g-1,二者显著高于香菇、茶树菇、平菇和金针菇多糖含量;金针菇多糖含量最低,为6.80±0.19 mg g-1。
2.2 红外光谱分析
从图2可知,食用菌多糖具有典型的多糖特征吸收峰[10],波数3 368 cm-1处有强的O-H伸缩振动,2 933 cm-1处有强的CH3,CH2,CH等的C-H伸缩振动,波数1 643 cm-1处有C=O非对称的伸缩振动峰,1 410 cm-1有C-H变角振动;波数1 023,800,613,539 cm-1有吸收峰,为吡喃型糖环特征;1 643 cm-1处的特征峰表示该多糖中存在酰胺基;在823 cm-1处有吸收,表明该多糖由-吡喃糖苷键连接。由图2可见,6种食用菌多糖结构基本一致,说明多糖结构相似性很高。
mg g-1
3 结论
采用热水浸提乙醇沉淀得到6种食用菌多糖,该方法操作简单,得到的多糖纯度较高。苯酚-硫酸法测定6种食用菌多糖含量,结果表明杏鲍菇多糖含量最高,其次为草菇,二者显著高于香菇、茶树菇、平菇和金针菇多糖含量。红外光谱结构分析得出6种食用菌多糖结构相似,从而说明其单糖组成类似,但其生物活性的异同需要进一步研究。
参考文献
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生物活性多糖的研究现状及展望 篇4
1 活性多糖的结构
多糖亦称多聚糖, 是10 个以上单糖残基用糖苷键相连而成的聚合体。多糖在自然界中的分布非常广泛, 如植物中的一些果胶、淀粉、纤维素、半纤维素等, 动物中的甲壳质、粘性物质、糖原等都是多糖或是多糖组成。多糖的生物活性主要得益于其特定的结构, 因此要利用和开发多糖就需要了解多糖的结构。多糖的结构分类与蛋白质相似, 包括一级结构和高级结构, 高级结构又包括二级、三级及四级结构[1]。
2 活性多糖分类
根据组成单糖的类别, 可以将多糖划分为均聚多糖、杂多糖、糖缀合物三大类;根据多糖的来源, 多糖又可以被划分为植物多糖、动物多糖、真菌多糖。
3 多糖的生物活性
3.1 一级结构
主链糖单元的组成决定了多糖的种类, 多糖的类型不同, 其生物学活性也不同。多糖可以分为杂多糖和同多糖2类。杂多糖是指单糖种类为2 种或超过2 种连接组成的多糖;同多糖是指由一种单糖缩合形成的多糖。从真菌中提取的活性多糖多是由葡萄糖构成, 如灰树花多糖、香菇多糖、裂褶多糖等。构成多糖的基本单元一般为葡聚糖, 据研究, 葡聚糖可能与生物产生宿主防御机制有关[2]。
3.2 高级结构
目前, 很少有学者对多糖的高级结构进行研究, 但是其高级结构对多糖功能的影响甚至比其一级结构还大, 这一点已经得到科学家的认可。多糖的生物学活性是由其具有的特定空间构象来决定的, 如香菇中的多裂褶多糖具有抗肿瘤的活性是由于其具有的 β-二股绳状螺旋型立体构型, 但是如果加入一定量的二甲亚砜或尿素, 则多糖的分子构型就会发生改变从而丧失抗肿瘤的活性, 可以得出立体构型对多糖活性有非常重要的影响[3]。又如向不溶的裂褶多糖中添加尿素或氢氧化钠可以诱导产生规则的空间构象从而表现出抗肿瘤活性[4]。目前对多糖高级结构的研究受限于糖空间结构测试手段, 还有待于进一步研究。
4 活性多糖的生物学功能
糖类不仅可以作为一种能量资源或结构材料, 还有一部分多糖可以参与细胞的代谢及生理调节, 使其产生多种生物学功能。目前, 对保健食品功能因子的研究焦点之一就是活性多糖的保健功能[5]。近年来, 多糖的保健功能报道主要包括多糖的抗肿瘤、降血脂、抗病毒、抗氧化、提高免疫功能等。
多糖提高机体免疫功能的途径包括以下几个方面:一是增强巨噬细胞的吞噬能力, 诱导产生白细胞介素1 和肿瘤坏死因子;二是促进T细胞增殖, 诱导其分泌白细胞介素2;三是促进淋巴因子激活的杀伤细胞 (LAK) 活性; 四是提高B细胞活性, 增加多种抗体的分泌, 加强机体的体液免疫功能;五是通过不同途径激活补体系统, 有些多糖是通过替代通路激活补体的, 有些则是通过经典途径[6]。
具有抗肿瘤作用的多糖主要有两大类[7]:一类是抗肿瘤活性多糖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;另一类是具有细胞毒性的多糖直接杀死肿瘤细胞。
5 活性多糖研究现状
目前, 国内外主要研究植物多糖的结构和功能, 并将其应用于医药领域, 使其生产出更多有益于人类健康的药品。我国对多糖的研究主要侧重于药用植物和药用真菌中的多糖提取和功能。2004 年4 月纯度高达98%以上的活性多糖被我国研究者从多种中药材中提取出来, 使得我国天然植物多糖提取技术跻身国际先进行列。
虽然多糖广泛存在, 但是微生物多糖具有植物和动物多糖都不具备的优良特性。这主要是由于微生物的生产周期短, 季节和地域的限制都不会影响微生物的生长, 因此其具有非常广阔的发展前景。微生物多糖包括胞内多糖、胞外多糖和胞壁多糖。据调查, 目前可以产生胞外多糖的微生物有49 属76 种。大多数微生物的生物多糖产量较低, 要使其产糖量高, 必须给予一定的营养比例, 且提取多糖的成本很高, 因此应用于大规模工业生产多糖的微生物很少。
6 展望
今后对微生物多糖的研究应从以下几个方面进行:一是摸清多糖产生的机理、合成代谢及分解代谢的过程, 有助于活性微生物多糖的工业化生产应用;二是找出多糖的结构与其主导的功能之间的关系, 这是今后微生物多糖研究的关键问题, 只有解决了这个问题才能更好地研究和利用生物多糖;三是确定微生物多糖的产生与遗传基因之间的关系, 便于今后对微生物基因的改造, 从而生产出更多有利于人类的生物多糖。
参考文献
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