玉竹水溶性多糖的提取動(dòng)力學(xué)模型及一級(jí)結(jié)構(gòu)鑒定研究.pdf

1、多糖具有改善免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒、延緩衰老、抗感染、抗輻射等多種生理活性的發(fā)現(xiàn)，成為國內(nèi)外制藥企業(yè)在保健品和糖類藥物研發(fā)的重要項(xiàng)目之一。玉竹Polygonatum odoratum(Mill.)Druce被我國衛(wèi)生部列為藥食兩用品種之一，其主要成分玉竹多糖具有預(yù)防和治療高血糖、高血脂、抗氧化、增強(qiáng)免疫力等活性作用。截至目前，對(duì)玉竹的研究主要集中在多糖的藥理活性、傳統(tǒng)提取工藝優(yōu)化以及其他化學(xué)成分的研究，而有關(guān)玉竹多糖以動(dòng)力學(xué)理論為指導(dǎo)

2、的提取工藝研究，以及較為全面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鑒定尚未見報(bào)道。為進(jìn)一步闡釋玉竹多糖提取過程動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)分析等問題，本論文共設(shè)為三部分內(nèi)容，分別對(duì)玉竹多糖從提取動(dòng)力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析、分離純化制備、一級(jí)結(jié)構(gòu)鑒定進(jìn)行研究，為玉竹多糖的生產(chǎn)應(yīng)用和技術(shù)開發(fā)提供理論支撐。主要研究內(nèi)容如下：
　　1、玉竹多糖的提取動(dòng)力學(xué)模型研究及動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析
　　本文以Fick第二擴(kuò)散定律為基礎(chǔ)，采用球形模型假設(shè)，從數(shù)學(xué)方程角度推導(dǎo)提取過程動(dòng)力學(xué)模型。以

3、試驗(yàn)條件：溫度為323K~373K、液固比為50、100、200mL·g-1、顆粒半徑為177.5μm、提取時(shí)間為30~210min條件下提取玉竹多糖，測得各條件下的提取質(zhì)量濃度。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，求解4組動(dòng)力學(xué)參數(shù)：速率常數(shù)k、有效擴(kuò)散系數(shù)Ds、相對(duì)萃余率Y、表觀活化能Ea，其回歸方程相關(guān)系數(shù)R2-均為0.90以上。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)與上述提取過程動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合，建立了玉竹多糖浸提過程動(dòng)力學(xué)方程。經(jīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)測值與方程預(yù)算值作擬合度

4、驗(yàn)證，兩者不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），且相對(duì)誤差絕對(duì)值均小于10％，說明該方程對(duì)玉竹多糖浸提過程動(dòng)力學(xué)有較好的預(yù)測能力，可反映提取過程多糖質(zhì)量濃度與提取時(shí)間、溫度、液固比的關(guān)系。
　　2、玉竹多糖的分離純化制備
　　將已干燥、粉碎、脫脂的玉竹，經(jīng)熱水提取、AB-8大孔樹脂脫色素、Seavg法除蛋白、60%和80%乙醇分步醇沉分級(jí)、離心、冷凍干燥，得到玉竹粗多糖 POP60、POP80。本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)POP60進(jìn)一步純化，先

5、后采用陰離子交換劑DEAE-52纖維素柱色譜和Sephadex G-100葡聚糖凝膠柱色譜對(duì)其進(jìn)行純化，透析，冷凍干燥，得到NPOP60-I以及POAP60-I兩種精制玉竹多糖。經(jīng)紫外光譜法和常壓葡聚糖凝膠過濾法對(duì)NPOP60-I和POAP60-I進(jìn)行純度鑒定：紫外光譜分析顯示NPOP60-I和POAP60-I在260-280nm處均無出現(xiàn)明顯吸收峰，說明其不含核酸和蛋白質(zhì)；常壓葡聚糖凝膠柱層析洗脫曲線為單一對(duì)稱峰型，證明NPOP60-

6、I和POAP60-I為純度較高的均一組分。
　　采用苯酚-硫酸法，以制備的精制玉竹多糖測得多糖對(duì)葡萄糖的換算因子f為1.48，測得玉竹粗多糖部位多糖含量為89.41%，玉竹水提物中多糖含量為7.24%
　　3、玉竹多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)鑒定
　　采用HPLC、FT-IR、NMR、GC-MS、SEM儀器技術(shù)，結(jié)合完全酸水解、PMP衍生化、甲基化反應(yīng)等化學(xué)方法，對(duì)玉竹多糖的理化性質(zhì)、單糖組成、糖苷鍵構(gòu)型、主鏈與支鏈糖苷鍵位置、連接

7、方式等一級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，并對(duì)多糖空間表征進(jìn)行分析。
　　理化性質(zhì)結(jié)果為：NPOP60-I和POAP60-I經(jīng)硫酸-苯酚顯色反應(yīng)、Molish紫環(huán)專屬反應(yīng)均呈陽性；菲林反應(yīng)、雙縮脲反應(yīng)、I2-KI反應(yīng)均為陰性，說明兩者均為多糖組分，不含還原性糖、蛋白質(zhì)、淀粉。硫酸-間羥基聯(lián)苯反應(yīng)結(jié)果顯示POAP60-I含有糖醛酸成分。
　　高效液相色譜法分析單糖組成結(jié)果表明：NPOP60-I單糖組成及摩爾比為：甘露糖：葡萄糖：半乳糖=1.

8、00：12.07：9.55；POAP60-I單糖組成及摩爾比為：甘露糖：鼠李糖：半乳糖醛酸：葡萄糖：半乳糖：阿拉伯糖=1.00：0.82：0.22：12.61：4.87：2.23。
　　紅外光譜結(jié)果表明：NPOP60-I和POAP60-I在3600-3200cm-1和3000-2800cm-1范圍均出現(xiàn)糖類O-H和C-H特征峰，在897cm-1有β-型吡喃糖C-H特征吸收峰，說明兩者均為β-型吡喃糖的糖苷構(gòu)型。POAP60-I在1

9、741cm-1處有羧基C=O非對(duì)稱伸縮對(duì)稱吸收峰，說明可能含有一定量的糖醛酸。
　　甲基化反應(yīng)、GC-MS以及 NMR譜對(duì)其糖苷鍵連接方式、糖鏈分支情況分結(jié)果表明：NPOP60-I主鏈部分由葡萄糖、半乳糖和甘露糖構(gòu)成，其中主要為（1→6）葡萄糖、（1→2）葡萄糖和（1→6）半乳糖連接方式存在，其末端殘基為甘露糖，其摩爾比為：2.25：0.76：0.80：1.00。POAP60-I主鏈部分由葡萄糖、半乳糖和甘露糖構(gòu)成，其中主要為（2

10、→6）甘露糖、（1→6）葡萄糖、（1→4）葡萄糖、（1→6）半乳糖，其末端殘基為葡萄糖（1→），有分支片段（1→）阿拉伯糖，半乳糖醛酸以（→6）取代形式存在，其摩爾比為：1.00：9.87：2.13：5.84：1.45：3.24：1.77。1H-NMR和13C-NMR譜結(jié)果說明，其糖苷鍵異頭質(zhì)子為β型吡喃糖構(gòu)型，不含呋喃糖構(gòu)型。
　　電鏡掃描結(jié)果顯示：NPOP60-I呈較規(guī)則片狀，呈單個(gè)或聚集分布折疊近成團(tuán)，說明多糖高度聚集，糖鏈