亚热带农业研究  2015, Vol. 11 Issue (4): 246-253   PDF    
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.008
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潘雪丰
PAN Xue-feng
铁皮石斛多糖Sevage法脱蛋白效果分析
Efficiency of protein removal from the polysaccharide extract of Dendrobium candidum Wall. ex Lindll using deproteinization Sevage method
亚热带农业研究, 2015, 11(04): 258-261
JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS, 2015, 11(04): 258-261.
DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.04.008

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收稿日期: 2015-10-04
铁皮石斛多糖Sevage法脱蛋白效果分析
潘雪丰    
福建卫生职业技术学院药学系, 福建 福州 350101
摘要: 采用纤维素酶与果胶酶等量混合酶解法提取铁皮石斛多糖,分析Sevage法脱多糖溶液蛋白效果。结果表明,Sevage法脱多糖溶液蛋白1次,脱蛋白率为21.9%,多糖损失率为28.3%;脱蛋白2次或2次以上,脱蛋白率提高不明显,但多糖损失严重,损失率高达56.6%-62.1%。因此,铁皮石斛多糖Sevage法脱除蛋白次数以1次为宜。
关键词: 铁皮石斛    多糖    Sevage法    酶解法    
Efficiency of protein removal from the polysaccharide extract of Dendrobium candidum Wall. ex Lindll using deproteinization Sevage method
PAN Xue-feng    
Department of Pharmacy, Fujian Health Technical College, Fuzhou, Fujian 350101, China
Abstract: Polysaccharides extracts from Dendrobium candidum Wall. ex Lindll were hydrolyzed with equimolar solutions of cellulase and pectinase. The efficiency of removing proteins from the polysaccharide extracts using a deproteinization Sevage method was investigated in this study. The results showed that one time of sevage treatment resulted in removal of 21.9% of the protein, but also lost about 28.3% of the polysaccharides, from the sugar extracts. No significant increases in protein removal were observed with two or more sevage treatments, which adversely caused polysaccharide losses to 56.6%-62.1%. Therefore, we recommend that the deproteinization Sevage method be applied only once during the protein removal process from the polysaccharide extracts.
Key words: Dendrobium candidum Wall. ex Lindll    polysaccharide    Sevage method    enzymatic hydrolysis    

铁皮石斛(Dendrobium candidum Wall. ex Lindll),属兰科(Orchidaceae)石斛属(Dendrobbium)多年生附生型草本植物,主要分布于安徽、浙江、福建等地。铁皮石斛是我国的名贵中药,其味甘、性微寒,具有益胃生津、滋阴清热、提高免疫力、抗肿瘤、延缓衰老等功效[1]。铁皮石斛药用部分是新鲜或干燥的茎,多糖是最主要的有效成分[2],石斛生理活性的强弱与其多糖含量有一定关系,常以其多糖含量高低来判断石斛类药材质量的好坏。

目前铁皮石斛多糖提取方法主要有水提醇沉法、超声波提取法和酶提法等3种。传统的水提醇沉法步骤繁多,提取率不高[3];超声波提取技术通过机械、热学及空化等作用,可提高提取率[4];酶提法利用酶水解细胞壁,使细胞中含有的物质充分溶解到水中,提取率大幅提高,是近年来应用比较广泛的提取技术[5]。铁皮石斛的药理作用主要成分是多糖,为此,药理学研究上通常要尽量脱除蛋白质。Sevage法是经典的脱蛋白法,除蛋白较温和,可以多次使用,但同时会损失部分多糖成分。本研究探讨不同次数Sevage法对铁皮石斛脱蛋白率和多糖损失率的影响,以提高多糖提取率和纯度,为进一步研究铁皮石斛多糖的药理作用提供依据。

1 材料与方法 1.1 材料与仪器

铁皮石斛新鲜茎秆购自康恩贝集团浙江济公缘药业有限公司。无水葡萄糖标准品由中国药品生物制品检定所提供(批号:110833-201205),牛血清白蛋白V标准品购自上海源叶生物科技有限公司(批号:ZN0521LA15),其他试剂均为分析纯,水为实验用的纯净水。主要仪器设备包括TDL-5A离心机(上海菲恰尔仪器分析有限公司)和T6新世纪722型可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)。

1.2 多糖提取与测定 1.2.1 提取

将新鲜铁皮石斛茎秆剪成3 mm长小段,杀青烘干至恒重,随后粉碎备用。称取1 g石斛粉末用滤纸包裹,加150 mL石油醚,用索氏提取器80 ℃回流提取1.5 h,脱去石斛中的脂肪。烘干后的药包加80%乙醇溶液150 mL,用索氏提取器95 ℃回流提取1.5 h,脱去石斛中的醇溶性单糖[6]。参考唐政等[5]及王培培等[7]方法并略加修改。将烘干的药包放置于圆底烧瓶内,加入纯净水100 mL和1 g混合酶(0.5 g纤维素酶和0.5 g果胶酶),50 ℃下回流提取135 min后,抽滤,滤液另存;滤渣加入40 mL蒸馏水70 ℃回流提取120 min,此步骤重复2次;合并3次滤液,将多糖提取液90 ℃灭活水解酶活性15 min后,离心取上清液。

1.2.2 含量测定

准确称取100 mg葡萄糖标准品加入100 mL蒸馏水,振荡摇匀。用蒸馏水分别稀释为100、200、300、400、500 μg·mL-1,各取2 mL分别置于5个干燥的试管中,以2 mL蒸馏水为空白对照。在冰浴中加入新鲜配制的硫酸蒽酮试剂6.0 mL,摇匀,置沸水浴中加热15 min,取出,冰浴冷却15 min,静置后测定D625 nm,绘制标准曲线。以稀释40倍后的石斛多糖提取溶液1 mL为供试溶液,采用蒽酮比色法测定含量。

多糖提取率/%=(D625 nm-0.027 1)/0.002×n×v×100 式中,n为提取液稀释的倍数,v为提取液体积/mL。

1.3 蛋白质含量测定

称取100 mg考马斯亮蓝G-250溶于50 mL 90%乙醇中,加入85%磷酸100 mL,最后用纯净水定容至1 000 mL。准确称取100 mg牛血清白蛋白,溶于100 mL蒸馏水中,即为1 000 μg·mL-1原液。用纯净水将原液分别稀释为20、40、60、80、100 μg·mL-1。各取1 mL,分别置于5个干燥的试管中,以1 mL蒸馏水为对照。每个试管加入考马斯亮蓝G-250试剂5 mL。涡流混合,放置10 min,测定D595 nm,绘制标准曲线。未稀释的石斛多糖提取溶液为供试品溶液,采用考马斯亮蓝G-250法测定含量。

蛋白含量=(D595 nm-0.007 1)/0.006 2×v 式中,v为提取液体积/mL。

1.4 Sevage法脱除蛋白方法

参考穆文静等[8]Sevage法脱蛋白工艺。Sevage试剂(正丁醇∶氯仿为1∶4)与多糖提取液比例为1∶2,振荡20 min,在3 000 r·min-1下离心3 min,取上清液,即得精制多糖溶液。测定不同次数Sevage法脱蛋白对铁皮石斛蛋白和多糖的影响,以确定最佳脱蛋白次数。

1.5 统计分析

方差分析模型采用单因素有重复观察值,平均值多重比较采用SNK(Student-Newman-Keuls)测验。数据统计分析采用SAS 8.1数理统计软件完成。

2 结果与分析 2.1 多糖含量分析

绘制葡萄糖标准品标准曲线(图 1),进行线性回归,得回归方程:y=0.002x+0.027 1,R2=0.997 6。由此计算铁皮石斛多糖为383.7 mg·g-1,提取率为38.4%。该结果与文献[5]报道结果相接近。

图 1 葡萄糖标准曲线 Fig.1 Standard curve of glucose at D625 nm
2.2 蛋白含量分析

铁皮石斛含有蛋白质。根据考马斯亮蓝G-250绘制的标准曲线(图 2),得线性回归方程:y=0.006 2x+0.007 1,R2=0.999 3。由此计算铁皮石斛可溶性蛋白质含量为17.82 mg·g-1,占1.78%。

图 2 蛋白质标准曲线 Fig.2 Standard curve of bovine serum albumin at D625 nm
2.3 Sevage法脱蛋白次数对蛋白和多糖含量的影响 2.3.1 蛋白含量

表 1可见,Sevage法脱除铁皮石斛蛋白效果较明显,3次脱蛋白率分别为21.9%、29.9%、32.0%。多重比较表明,第1次脱蛋白率与第2、第3次脱蛋白率有显著差异(P<0.05),脱蛋白率绝对值相差达8.0%-10.1%;第2与第3次脱蛋白率未见显著差异(P>0.05)。

表 1 Sevage法脱蛋白次数对脱蛋白率和多糖损失率的影响1) Table 1 Effects of number of deproteinization sevage treatments on protein removal and polysaccharide loss from sugar extracts
1)同列数据后附不同小写字母者表示差异达0.05显著水平。
次数脱蛋白率/%多糖损失率/%
重复1重复2重复3平均值±标准差重复1重复2重复3平均值±标准差
118.819.527.521.9±4.8a32.122.230.628.3±5.3a
227.630.631.529.9±2.1b55.360.154.356.6±3.1b
331.231.033.832.0±1.6b64.756.465.262.1±4.9b
2.3.2 多糖含量

表 1可见,不同次数Sevage法脱蛋白后多糖损失率明显增加。3次脱蛋白后多糖损失率分别为28.3%、56.6%、62.1%。多重比较表明,第1次脱蛋白时多糖损失率与第2、第3次多糖损失率有显著差异(P<0.05),多糖损失率绝对值相差达28.3%-33.8%;第2与第3次脱蛋白后多糖损失率未见显著差异(P>0.05)。

3 小结

脱蛋白是多糖纯化的重要步骤。为获得较高的脱蛋白率和糖保留率,并且保持多糖较高的生物活性,选择合适的脱蛋白方法显得尤为关建。Sevage法是经典的脱蛋白法,具有操作简便、试剂廉价等优点,除蛋白较温和,可以多次使用,但同时会损失部分多糖成分。本研究探讨了不同次数Sevage法对铁皮石斛脱蛋白率和多糖损失率的影响,发现脱蛋白2次或2次以上,脱蛋白率提高不明显且多糖损失严重。为此,建议Sevage法脱蛋白以1次为宜,多糖提取率可达27.5%。本文采用酶解法结合Sevage法脱蛋白等工艺提取铁皮石斛多糖,具有较高的提取率和纯度,且工艺稳定、重复性好。

参考文献(References)
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[3] 周术涛,雷志力,俞巧仙,等.均匀设计与正交设计联用优选铁皮石斛多糖提取工艺的研究[J].食品工业科技,2010,31(11):296-297,314.
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