粗江蓠多糖的提取及光谱分析
第26卷,第10期2O06年10月
光谱学与光谱分析
SpectroscopyandSpectralAnalysis
v01.26,No.10,ppl903—1906
0ctober,2006
粗江蓠多糖的提取及光谱分析
孟庆勇,王亚飞,揭新明,东野广智,张立坚
广东医学院分析中心,广东湛江524023
摘要采用热水浸提和乙醇沉淀的方法提取粗江蓠多糖(gradlaria
gigasharveyp01ysaccharides,GHPS),
用苯酚一硫酸法测定糖含量,等离子体原子发射光谱(ICP)测多糖中矿物元素的含量,傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析糖类官能团。结果表明:采用热水浸提和乙醇沉淀的方法提取粗江蓠多糖提取率达14.98%,苯
酚一硫酸法测得提取物多糖含量为78.2%;ICP测得粗江蓠多糖含Ca,Fe,Mg和S等矿物元素;FT取分析
GHPS有一般糖类物质的特征吸收峰,是一种酸性多糖,同时存在呋喃环和吡喃环。
主题词粗江蓠多糖;提取;光谱分析
中图分类号:0657.3;Q949.2
文献标识码:A
文章编号:1000一0593(2006)10一1903一04
海申生科技有限公司),Megafugel.oR型高速冷冻离心机
引言
多糖是组成生物有机体的一类重要生物大分子,作为信
(德国HRERAEUS公司),722型光栅分光光度计(上海第
三分析仪器厂),Uv_3101Pc型Uv_viS-Nm分光光度计(日
本sHⅣADzU公司),157c型傅里叶变换红外光谱仪(美国
BIoRAD公司)。IRIs/AP型电感偶合等离子体发射光谱仪
(美国TJA公司)。1.2多糖提取方法[6]
粗江蓠经流水反复冲洗干净,弃杂藻和污物,暴晒5
d,
息分子广泛参与细胞问配体与受体的相互识别、细胞内信号转导等生理过程,与细胞活化、增殖、分化及产生细胞因子等有关[1]。随着天然药物研究的不断深入,人们发现海藻多糖具有抗感染、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射、清除氧自由基和延缓衰老的作用[2。4~。粗江蓠(Gracilaria
gigas
harvey)是多每日洒淡水2次,进行日光漂白[川,70℃烘干备用。将江蓠藻剪短,用台式粉碎机粉碎成藻粉。称取50g藻粉置于烧杯中,加1
500
年生的大型红藻,属于红藻门,真红藻纲,杉藻目,江蓠科,江蓠属,是我国广东、浙江、台湾沿海藻类养殖品种之一,主要作为渔业养殖饲料和生产食品胶原料,对其进行多糖提取分析的研究报道较少[5]。为了进一步开发粗江蓠的多种用途,本文探讨了粗江蓠多糖的提取方法并对其进行了光谱分析。
mL双蒸水(固液比为1:30),置于70℃水浴
r11L。
中提取10h,并不断搅拌。纱网过滤,收集滤液约900
将滤液转入旋转蒸发仪,负压浓缩至300n也。收集浓缩液至烧杯中,加900n1L(3倍体积)95%乙醇,立即搅拌以沉淀多糖,放于4℃冰箱过夜。在20℃条件下以4
000
r・r11in-1离
心20rIlin,收集沉淀物,回收乙醇。沉淀物用无水乙醇、丙
1材料与方法
1.1试剂与仪器
粗江蓠购于湛江市新台兴海洋生物食品有限公司,95%乙醇、无水乙醇、丙酮、氯仿、正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、苯酚、浓硫酸和葡萄糖等均为分析纯。
FS86一A型药物粉碎仪(浙江宁海百石医疗电子仪器厂),R205B型旋转蒸发仪(上海申生科技有限公司),SHB3循环水真空泵(上海申生科技有限公司),w201S恒温水浴锅(上
酮洗涤2次,挥干溶媒后得粗多糖。将多糖溶于适量的双蒸水后转入分液漏斗加3倍体积的sevage试剂(氯仿:正丁醇一4:1,使用前临时配制),剧烈摇震15min,静置30min,弃下层有机溶剂层和蛋白质层,反复多次至无明显蛋白质出现为止。加3倍体积的95%无水乙醇,4℃放置过夜。离心,将沉淀物尽量打散后分别用无水乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯洗涤三次,每次均以20℃,4
ooo
r・min_1离心20min。
挥干溶媒后,真空干燥至恒重得多糖7.49g,为灰白色粉末。
收稿日期:2005—1116。修订日期:2006一05一08
基金项目:广东省中医药局科研课题(204003)资助
作者简介:孟庆勇,1960年生,广东医学院分析中心副教授
1904
光谱学与光谱分析
第26卷
2粗江蓠多糖的分析
2.1定性实验2.1.1溶解实验[8j
将粗江蓠多糖分别加入水、无水乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯中,观察溶解情况。2.1.2苯酚一硫酸反应[7]
称取8mg粗江蓠多糖溶于100mL双蒸水(浓度为o.08g・L_1),待完全溶解后,取lmI。多糖溶液与lrnI.8%苯酚溶液混合,缓慢加入5mL浓硫酸,小心摇匀,观察溶液颜色变化,溶液变为橙色则说明待测样品含有糖。2.1.3茚三酮反应吲
将上述溶液点样在滤纸上,吹干,喷2.5%茚三酮溶液显色,观察颜色变化,滤纸变为紫红色说明待测物含有蛋白质或氨基酸。
2.2苯酚-硫酸法测定多糖含量[7]2.2.1绘制标准曲线
配制4%的标准糖溶液:准确称取lomg葡萄糖于250111L容量瓶中,加双蒸水至刻度,分别吸取o.4,o.6,o.8,
1.o,1.2,1.4,1.6及1.8mL,各以双蒸水补至2.omL,然后加入6%苯酚lmL及浓硫酸5n1L,静止10min,摇匀,室温放置20
min后于490眦波长处测吸光度,以2.o
mL
水按同样步骤操作调零。以糖的微克数为横坐标,吸光度值为纵坐标制标准曲线。
回归方程:y—o.1283z—o.049
r—o.9929
取o.08g・L-1多糖样品溶液lmL按以上步骤操作,测定吸光度,以标准曲线计算多糖含量。2.3光谱分析
2.3.1
等离子体发射光谱(ICP)[9]
用ICP测定粗江蓠多糖矿物元素的组成,以蒸馏水为空白,测定o.08g・L_1多糖溶液中矿物元素含量。按下式计算
元素(肚g)/多糖(g)一[(如一co)/8]×105
2.3.2紫外光谱㈣
以蒸馏水调零,在20。~500m波长范围内对o.08g・
L叫的多糖溶液进行紫外扫描,观察260和280咖处多糖水
溶液的吸收情况。2.3.3红外光谱[7]
在远红外灯下将1nlg干燥的多糖粉末与100mg溴化钾混合在玛瑙研钵中研磨均匀,经压片机压成薄片。在4000~
400
cm_1波数范围进行16次红外光谱扫描,观察谱峰情况。
3结果
3.1粗江蓠多糖的理化性质
粗江蓠多糖呈灰白色粉末,溶于水,不溶于乙醇、丙酮、乙醚和乙酸乙酯等有机溶剂。苯酚一硫酸反应为橙色,表明本次提取物含有糖。茚三酮反应弱阳性,表明提取物含少量蛋白质或氨基酸。
3.2粗江蓠多糖的提取率和总糖含量
采用热水浸提,乙醇沉淀法,粗江蓠多糖的提取率为14.98%。多糖溶液与苯酚一硫酸反应后,测得吸光度为o.954,代人公式得粗江蓠多糖的总糖量为78.2%。3.3光谱分析结果
3.3.1
ICP测粗江蓠多糖矿物元素含量∽J
由表1可看出GHPS含Ca,S,Mg和Fe等矿物元素十分丰富。Se和Zn含量相对较少。
TablelTheconcent
of
llli畔ral
el锄蚰ton
theGIIPS矿物元素Ca
FeMg
Mn
P
s
Se
Zn
含量/(馏・g1)3
093
92
965
304
272
88
048
25
58
3.3.2
紫外光谱‘”]
在紫外光谱200~400mn波长范围内对多糖溶液进行紫外扫描,在200
m处有强吸收峰,在260和280眦处无特
征吸收峰(见图1)。
o
C商
o
o
D《
WaⅣeleI曙th/nIn
Fi舀1
UItra、rioletspectraof
G如PS
3.3.3红外光谱f7.111
红外光谱谱图(见图2)表现出了一般多糖物质的特征吸收峰:在3
469
cml处出现了一宽峰,是(卜H的伸缩振动,
表明多糖存在分子间和分子内氢键;在3000~2800cm。区
域内的吸收峰是糖类的特征峰,粗江蓠多糖在2
937
cm_1处
的吸收峰,是多糖分子卜H伸缩振动引起的;在l
650
cm_1处的峰是多糖中乙酰氨基(一NHC(ⅪH。)的C每O伸
缩振动;1
542
cml吸收峰是羰基C-一O伸缩振动引起的;
1420
cm_1处是羧基的C—O伸缩振动引起的吸收峰;l
375cm_1处不太强的吸收峰是C—H的变角运动引起的;1
259
3500
3000
2500
2O()o
l
60()l000
500
Wavemlmber/cm—lFi舀2
Infraredspectraof
G珈PS
第lo期光谱学与光谱分析
1905
cm_1处是硫酸基(一(卜S0f)中睁0的伸缩振动引起的
吸收峰;1
077
C—H的伸缩振动和变角振动,这两组峰可以初步判断该样品是糖类化合物;1基;1
420
650
cm_1处是醚C_一。一C中C一0健的伸缩振cm_1的吸收峰表明GHPS有乙酰氨
cm_1处的吸收峰说明
动;931cm叫处出现的峰是糖类分子振动的特征吸收峰,是呋喃环的A型吸收峰,由呋喃环对称伸缩振动造成;893
cml处是羧基的C一0伸缩振动引起的吸收峰,
259
表明GHPS是一种酸性多糖;1
cm_1处是pD甘露吡喃糖环p端基差向异构的卜H变角
振动的特征吸收峰;770cm_1处是D葡萄吡喃糖环C_一()_一C振动吸收峰。
GHPS是一种硫酸多糖;93lcm_1处出现的呋喃环吸收峰,
893,770
cm_1处出现的吡喃糖环吸收峰,说明GHPS的糖
链是由呋喃糖和吡喃糖组成的。孟庆勇[123等曾对提取的马尾藻多糖(sHP)进行了红外光谱分析,发现sHP在3
430
4讨论
生物体内的多糖在蛋白质肽链的正确折叠、亚基聚合以及蛋白质的稳定性等方面都有着重要的作用,并且参与分子间和细胞间的相互识别、信号转导等多种生理过程[1]。人们越来越认识到多糖在生命现象中的作用,而多糖的结构、空间构象、分子量大小、化学修饰等与其生理功能有密切关系[2]。因此,多糖结构和功能的研究已成为分子生物学中又一大热点。
海藻中含丰富的多糖,除具有传统的工业价值外,同时也具有广泛的生物学活性,如抗感染、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射以及调节免疫功能等,是具有应用价值的一类生物活性物质。本研究采用热水浸提方法从粗江蓠中提取的多糖易溶于热水,不溶于有机溶剂,提取率为14.98%。实验表明直接浸提藻粉,延长浸提时间,得到多糖后再用有机溶剂脱色、脱脂可以提高多糖的提取率。
cm一1处有()一H伸缩振动吸收峰、2
940
cml处有C._H振
动吸收峰、889cm-1处有吡喃糖环的振动吸收峰,这与GHPS官能团在谱图上的表现相似。张塞金[131等曾用红外光谱研究了3种微藻多糖的结构,谱图都显示了与GHPS相似的基本吸收峰,此外,海水小球藻多糖在1
651
cm_1处有
乙酰氨基的吸收峰,在893cm_1处有吡喃糖的吸收峰;亚心形扁藻在765cm_1处有a型吡喃糖吸收峰,这些吸收峰与GHPS的乙酰氨基、吡喃糖的吸收峰相一致。
采用IcP测得GHPs含有丰富的常量元素S,Ca和Mg和微量元素Fe,Mn,Se和Zn。这些矿物元素广泛参与人体生理过程:促进物质合成、构成酶或提高酶的活性、参与抗氧化作用、促进机体生长发育等[1“。在生物体内多糖与矿物元素广泛参与各种生理过程,起着相辅相成的作用,因此,将粗江蓠开发为一种保健食品具有潜在的价值。
由于糖链中糖基连接方式复杂,可有多种异构体,而且糖链又有许多分支结构,所以多糖结构测定比较困难,同时由于分析方法的局限使得多糖结构的研究相对滞后。但是,随着分析技术的发展,特别是光谱分析技术的发展,使多糖结构和组成的研究变得相对容易。本课题组还将对GHPS的单糖组成、生物学功能进行深入的研究。这方面的研究是当前生化领域中比较热点的课题,本工作有一定的实用意义;最近文献[15]亦曾报道了芥菜多糖的研究。
m处有糖的强吸收
峰,260和280m处无特征吸收峰,表明提取物几乎不含核
紫外光谱分析表明,GHPS在200酸和蛋白质类物质。
本实验提取的GHPS红外光谱图显示了糖类官能团的情况:3500~3
200
cml区域内3
469
cml处的吸收峰是
()一H的伸缩振动,表明存在分子问和分子内氢键;3000~
2800
cml和l400~l
200
cm_1区域内的两组吸收峰分别是
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ExtractionandAnalysisofGracilariaGigasHarVeyPolysaccharides
MENGQing_yong,WANGY扩fei,JIEXin_ming,DONGYEGuang-zhi,ZHANGLHian
AnalysisCenterofGuangdongMedicalCollege,Zharljiang
524023,China
Abstract
aInount
GmcilariaGigasHar、,eyPolysaccharides(GHPS)wereextractedwithhotwaterandsedimentatedwithethan01.The
ofpOlysaccharideswasbyinductivelycoupled
dete脚ined
78.2%,and
a
by
phen01一}屯S()4method
The
mine姐1elementsandmolecularconfigurationwere
rate
amlysedplasma(ICP)andinfraredabsorptionspectrum(1R).The
GHPScontained
ofdistillationwas
and
14.98%,the
amountofp01ysaccharideswasmanifoldmineral
acidic
el锄ents(Ca,Fe,Mg
polysaccharides.
S).TheIRspectra
Hlanifestedthattheextractionwas
compoundofpolysaccharides,i.e.
Keywords
Gracilariag远asHarveypolysaccharides;Extraction;Amlysisofspectrum
(ReceivedNov.16,2005;acceptedMay8,2006)
中国科技核心期刊
CODEN:YACEEK
《岩矿测试》
ISSN0254—5357CN11—2131/TD
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方法、新理论和新设备等研究成果、动态、评述及相关实践经验。
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粗江蓠多糖的提取及光谱分析
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
孟庆勇, 王亚飞, 揭新明, 东野广智, 张立坚, MENG Qing-yong, WANG Ya-fei,JIE Xin-ming, DONGYE Guang-zhi, ZHANG Li-jian广东医学院分析中心,广东,湛江,524023光谱学与光谱分析
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