酶法逆向提取银耳多糖的工艺研究
2009-09-16266071济南军区青岛第二疗养院侯建明
266071 济南军区青岛第二疗养院 侯建明
266003 中国海洋大学 蓝进
352200 福建古田药业公司 郭树兴 林天锡
酶法逆向提取银耳多糖的工艺研究
266071 济南军区青岛第二疗养院 侯建明
266003 中国海洋大学 蓝进
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目的研究一种提取银耳多糖的工艺技术。方法根据银耳子实体微观结构和细胞组分,引导和设计逆向提取路线,从蛋白质分子组成,筛选相应的酶制剂,分解和清除非糖物质,从而获得提取物。结果工艺实施达到预期效果,银耳多糖得率为(55±3)%。结论酶法逆向提取银耳多糖工艺是可行的和可操作的。
银耳多糖;逆向提取;工艺研究
酶法逆向提取工艺的要点是选择酶制剂,分离银耳蛋白质,松解银耳子实体细胞壁,进一步清除脂质使细胞质膜和膜相结构解体,去除非糖物质,最后对主存于细胞壁的银耳多糖进行纯化,获取最终产物。本文将上述工艺的产生和依据、工艺流程的实施和提取结果报告如下。
1 逆向提取的研究
从银耳直接提取多糖,分离困难,得率低,耗水量大。分析银耳子实体微观结构和细胞组分,可以设计出一条反向提取路线,采取逐个清除非糖物质,最后获取多糖。在银耳子实体中最大部分是细胞壁,其厚度在150 nm以上。细胞壁可分四层,中间两层是蛋白质,里外两层是多糖,而多糖占细胞组分80%以上[1,2],如果分解和清除蛋白质,整个细胞壁将被层分和松解,而呈多糖为主的网状结构。次大部分是膜相结构,这包括细胞质膜和带膜细胞器,如线粒体、内质网、核膜等。膜的基本结构为三层,里外两层为蛋白质,中间为双脂层[2,3],如果分解和清除蛋白质加上清除双脂层,整个膜相结构将被解体。在细胞壁被松解,细胞膜被解体的情况下,细胞质很容易被透析和清除。
2 酶的选择
完成前述步骤须要解决的问题是寻找能够选择性分解蛋白质和脂类的物质。本工艺选用专一性酶进行酶解和清除。首先要分析银耳蛋白质氨基酸组成,从而选择最适酶制剂,其次要求该酶的酶促作用条件要与提取溶液相适应。这样才能创造最佳提取环境。本研究采用福建古田银耳,检测其蛋白质氨基酸组成和含量,再转换成分子数(表1)。
表1 银耳蛋白质氨基酸组成、含量和分子比
参照不同氨基酸的分子比,筛选相应的蛋白酶,先引起关注的是胃蛋白酶,其专一性是切断苯丙氨酸、亮氨酸和谷氨酸残基羧基侧的肽键[4],而这三种氨基酸分子数分别为3.44、7.55和10.39,总分子数为21.38%,这表示每100个氨基酸残基中适予胃蛋白酶切断的肽键有21个,这个数量足以将银耳蛋白质全部解体。但是,由于胃蛋白酶要求pH过低(1.8~2.0),不利于银耳的吸水和膨胀,因而不作首选。代之被选中的是胰酶,它是混合酶,本工艺只用其胰蛋白酶、凝乳酶和胰脂酶,虽然胰蛋白酶的专一性只切断精氨酸和赖氨酸残基羧基侧肽键,其分子数分别为7.62和5.86,两个总和只有13.48%。但加上凝乳酶,它的专一性类于胃蛋白酶[4],这样两酶相加,使每100个氨基酸残基中有5种氨基酸相连的35个羧基侧肽键可被两酶切断,同时混合酶中还有胰脂酶,可以酶解和清除脂类。胰酶的最适pH为8~9,它和银耳适于碱液中吸水膨胀的特性相适应,因此胰酶作为首选酶制剂。
3 工艺试验与结果
本工艺可分三大部分,原料予处,酶解和透析。关键技术是酶解。予处必须满足酶解要求,酶解要在水中进行,因此予处要使原料充分水化。本工艺不细碎银耳,用较大的银耳朵片(4~6 cm),通过碱化溶液,调节pH,使朵片极度吸水,膨胀至银耳原重量的15~18倍以上,之后移入酶解溶液中,按胰酶酶促作用最适条件要求,pH 7.5~8.5,温度35℃~38℃保温酶解1~2 h,从酶解液中移出酶解后的银耳,置于pH为9~10的碱性溶液中浸泡。10~20 min后开始加温至90℃,持续0.5~1 h,搅动,此时有泡沫残渣浮出水面,镜检可见珍珠样脂肪球和细胞内容残片,除去残渣。然后从碱液中将絮状固形物移出,置于经盐酸调节至pH 6.0~6.5的酸性溶液中,浸泡20~40 min,原银耳中的小分子非提取物和酸溶性无机物将被除去。此时絮状固形物呈现晶莹剔透、白色婚纱模样。最后,将絮状固形物经过弱碱液、清水浸泡透析,滤出、沥干、脱水、低温干燥得银耳多糖干品。
本工艺提取的是银耳细胞壁结构多糖,得率为(55±3)%,经硫酸蒽酮法定量,总糖含量达(95± 2)%,红外光谱检测(图1)。
图1 银耳多糖的红外光谱
4 讨论
酶法逆向提取银耳多糖获得预期效果,证明其工艺的可行性和可操作性。本工艺基础建立在细胞微观结构上,在银耳干品中,细胞壁几乎占据整个子实体,而多糖又占细胞壁成分的80%以上,去小存大,符合提取逻辑,这是逆向提取的理论根据。其次从蛋白质氨基酸组成和不同氨基酸分子数,筛选酶类,酶解和清除蛋白质,脂酶清除脂类,从而保证了逆向提取工艺的顺利实施。本工艺采用生物酶提取有利于环境保护和资源综合利用,减少排废。提取的多糖用于增强免疫力[5]、降脂[6]、抗溃疡[7]和促进创伤愈合[8]等的试验中显示显著阳性效应。
1 周与良,邢来君,真菌学[M].北京:高等教育出版社,1986.27-31
2 杨庆尧.食用菌生物学基础[M].上海:上海科学技术出版社,1981
3 deacon J.W.Introduction to modern mycology[M].Oxford Blackwell Scientific Publication,1980.26-30
4 黄文涛,胡学智,译.酶应用手册[M].上海:上海科学技术出版社,1989
5 侯建明,王爱东,雷清新,等.银耳多糖对免疫功能影响的实验报告[J].中国疗养医学,2007,16(11):641
6 侯建明,陈刚,蓝进.银耳多糖对脂类代谢影响的实验报告[J].中国疗养医学,2008,17(4):234
7 侯建明,翁维权.银耳多糖治疗十二脂肠溃疡124例疗效观察[J].中国疗养医学,2008,17(10):613
8 侯建明,蓝进,高益槐.银耳多糖局部应用对大鼠创伤愈合的影响[J].实用医药杂志,2007,24(8):965
Ob jective To study the main technique of extracting tremella polysaccharides.Methods From analyzing the m icrostructure of fruiting body and cell constituent of Tremella,to induce and design a process of reversal extraction;through the analysis of the molecular constituent of protein,to select the adaptable enzyme,then to decompose and remove the non-saccharide substances,So that the extract would be gotten.Results The process of extraction was carried out successfully and achieved the expectative outcome.Conclusion The process of the enzymatic reversal extraction of Tremella polysaccharides was feasible and operable.
Tremella;Polysaccharide;Reversal extraction
1005-619X(2009)04-0292-02
2008-08-09)