[科普中国]-天然多糖

概述

天然多糖是生物体合成的，位于细胞壁、细胞内、细胞间以及分泌质细胞外的生物大分子，是生命活动的必需成分。自然界中广泛存在的纤维素及其衍生物，甲壳素类及海藻酸、淀粉等天然高分子材料均属于天然多糖。天然多糖在生物体内是生物体结构的组组成部分、能量储存物质、保护物质、调控和修饰蛋白质的结构和功能、细胞之间相互作用与信息传递。生物体内存在的糖分子在机体的生命活动中扮演着重要角色，它的生物学功能丰富多样，特别是糖的分子识别和信息传递功能。

天然多糖来源广泛，大多数高等植物、微生物( 细菌和真菌)、地衣海藻和动物体内均有丰富的多糖。如研究较早的从细菌中得到的夹膜多糖在医学上主要用于疫苗。1984年苏联人报道了全合成多糖作为疫苗，开辟了人工合成多糖应用于医药领域的先例。

功能食用菌保鲜膜天然多糖涂膜中的多糖分子大多呈无定形结构，相互作用形成了致密的网状结构，使得多糖膜具有极好的阻气性，形成单子实体微环境气调，使鲜菇内部CO2的浓度增加，O2含量降低，代谢水平下降，水分散失减少，而延长了食用菌的保鲜期。目前应用天然多糖涂膜保鲜的食用菌主要有双孢蘑菇、香菇、草菇、杏鲍菇等。天然多糖膜涂膜后具有降低食用菌子实体失重、减少营养成分的损耗、控制子实体的呼吸强度、增加抵抗微生物侵染的能力以及延长贮藏期限等明显改善保鲜品质的效果。1

免疫调节功能目前报道来源于中药的多糖已超过100 种，主要具有免疫调节及抗肿瘤作用，此外还有抗病毒、调节造血功能、降血糖、降血脂、抗氧化及延缓衰老等作用。许多多糖（包括植物、动物及微生物的多糖）对免疫功能的调整或促进，其作用环节主要是增强网状内皮系统、巨噬细胞、天然杀伤细胞、杀伤性T 细胞，LAK 细胞等及其它细胞因子的活性，促进抗体，补体生成、蛋白质合成及诱生干扰素等。多糖的生物活性依赖其与受体相互识别、相互作用的过程中。当多糖与受体作用时，往往是其中的特异性寡聚糖片段与受体相结合，识别配体的多糖受体活化启动细胞内的信号传导途径从而产生效应功能。2

天然多糖提取方法天然多糖主要是从自然界中的植物或农副产品中提取分离而得到的，常用的提取方法有：热水浸提法、酸浸提法、碱浸提法、还有酶法等，其中前三种为化学方法，酶法为生物方法。

热水浸提法热水浸提法是多糖提取的传统方法，用水作为溶剂浸取多糖，温度一般控制在50 ～ 90℃左右，在恒温水浴上回流浸提2 ～ 4h，过滤后得滤液和滤渣。再用水在相同条件下将滤渣反复浸取3 ～ 5 次，最后合并滤液，将其在恒温水浴上浓缩使绝大部分水挥发除去，然后边搅拌边加体积相当于余下溶液2 ～ 5倍的95%乙醇，多糖呈絮状沉淀析出，而大部分蛋白质和其它成分保留在溶液中，离心分离(3000 ～6000 r/min)20 min 左右，用适量丙酮或乙醚洗涤脱水，然后进行真空干燥或直接冷冻干燥即得到粗多糖。此法操作简便，但由于水作为溶剂难以完全溶出其中的多糖物质，所以需要多次浸提，操作时间长，收率低，对于易溶于水的多糖，如水溶性螺旋藻多糖，不宜用热水浸提法。3

酸浸提法该法的浸提过程是在酸性条件下完成的，实际操作过程如下：向原料中加盐酸溶液使其最终浓度为0.3N，然后置于90 ℃恒温水浴中浸提1 ～ 4h，用碱中和后过滤，滤渣加盐酸溶液反复浸提2 ～ 3次，最后合并滤液，浓缩、用95 %乙醇沉淀、分离、洗涤脱水、干燥得粗多糖。3

碱浸提法向原料中加氢氧化钠溶液使其最终浓度为0.5N , 然后置于室温或90℃恒温水浴中浸提1 ～ 4h，用酸中和后过滤，滤渣加氢氧化钠溶液反复浸提2～ 3 次，最后合并滤液，浓缩、用95%乙醇沉淀、分离、洗涤脱水、干燥得粗多糖。酸浸提法和碱浸提法由于稀酸、稀碱在浓度因子难以控制的情况下，容易使部分多糖发生水解，从而破坏多糖的活性结构，减少多糖得率。3

酶法酶法从原理上不同于前面三种方法，该法是先用蛋白酶分解除去大部分蛋白质，然后再从溶液中浸提多糖，其实施过程如下：按原料∶水=1:10 ～ 20的比例配成溶液，调整适当的pH 值，加入1% ～3%蛋白酶或复合酶制剂，置于50 ～ 60℃水浴中酶解1 ～ 3h，然后过滤、浓缩、用95%乙醇沉淀、分离、洗涤脱水，干燥得粗多糖。此种方法可以使浓缩工艺和后续的脱蛋白工艺操作变得简易、省时，提高粗多糖的得率和蛋白质脱除率。3