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黄精中多糖及皂苷的分离提纯工艺研究

www.bysj580.com / 2017-06-24
黄精中多糖及皂苷的分离提纯工艺研究
与本课题有关的国内外研究情况:
黄精(polygonatum sibiricum Red.)始载于《名医别录》,又名老虎姜、太阳草、鸡头参等,属于百合科(liliaceae)黄精属(polygonatum)多年生草本植物的干燥根茎,是我国传统的中药,属于药食同源性中草药。
黄精味甘、性平,具有补中益气、润心肺、补肾益精、强劲骨、安五脏、止寒热、填精髓等功效。
黄精含有黄精多糖、甾体皂苷、蒽醌类化合物、生物碱、强心苷、木质素、维生素和多种氨基酸等化合物,其中黄精多糖(Polygonatum Sibiricum Polysaccharides,PSP)是黄精化学组成的一个重要组成部分。
黄精多糖具有抑菌、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、抗衰老、调节血糖血脂、免疫调节作用以及抗氧化损伤作用等生理作用,本文对黄精多糖种类、结构及其药理作用加以综述,为进一步研究黄精多糖提供参考。
方圆等利用糖的种类和结构水提醇沉法提取得到沉淀部分和上清液部分,沉淀部分脱蛋白处理后经 DEAE-cellulose、sephacryl S-400 HR、HW-55F和ODS-AQ柱层析,分离得到三种黄精多糖;上清液部分经大孔树脂、MCI、HW-40F和ODS-AQ柱层析,分离得到两种黄精低聚糖。分离所得多糖单体通过单糖组成分析、核磁共振13C-NMR和135 DEPT-NMR谱分析,明确了其单糖组成、连接方式。其他结构特点如下:1.多糖Ⅰ由4种化学环境不同的单糖组成,主链由以β-(1→2)键相连的果糖构成,葡萄糖作为侧链以α构型连接在果糖上。2.多糖Ⅱ主要由甘露糖和半乳糖组成,这两个糖之间由1→6糖苷键连接。3.多糖Ⅲ为部分被乙酯化的果胶。以果糖为主的多糖Ⅰ在黄精中罕见。另外,多糖Ⅱ和多糖Ⅲ也是首次报道。分离得到的低聚糖单体通过核磁共振13C-NMR和135 DEPT-NMR谱分析,其结构特点为:低聚糖Ⅰ由三个糖组成,吡喃葡萄糖与吡喃型果糖以β-(1→2)键相连,呋喃型果糖连在吡喃葡萄糖的6位上,这种结构的低聚糖属首次报道;低聚糖Ⅱ不纯,是一个对称结构,属于肌醇类,具体结构特点有待进一步研究。
据目前有关黄精的生物活性成分的研究和文献资料的报道表明,黄精多糖具有延长动物寿命,抗衰老作用,具有抗炎、抗病毒作用,对化学性肝损伤具有保护作用。黄精多糖可以通过改善脑功能来达到延缓衰老的目的,增强大脑的学习记忆功能,很有可能用于人老年性痴呆的预防和治疗,值得进一步研究和开发。
甾体皂苷为中性皂苷,于单子叶百合科植物中分布较多。百合科黄精属植物主要含有甾体皂苷和多糖类成分。含有黄精皂苷A、B(Sibiricoside A、B)、新巴拉次薯蓣2皂苷元A-3-Ο-β-石蒜四糖苷(Neoprazerigenin A-3-Ο-β-lycotet raoside)以及它的甲基原形同系物。皂苷类成分包括,薯蓣皂苷元、毛地黄糖苷、菝葜皂苷元(Smilagenin)等。黄精总皂苷(PTS)400mgkg-1对东莨菪碱所致小鼠记忆获得障碍有明显改善作用。甾体皂苷具有去痰止咳之功效,很多皂苷还具有抗炎、抗肿瘤、抗真菌等作用,这很可能与黄精具有的相对应的药理作用有关。
主要参考文献
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本课题研究的主要内容及方法:
内容:
1 .黄精多糖的提取
称取3kg黄精,按l:30(kgL-1)料液比,90℃,水浴提取4h,提取一次,离心得到上清液,浓缩至10L,加入95%乙醇,使最终乙醇浓度达到65%,放置过夜。离心得到不溶物,旋蒸除去乙醇,冻干备用。
2 .黄精皂苷的提取
称取3kg黄精,粉碎过20目,按l:7(kgL-1)料液比,用体积分数70%的乙醇回流提取3次,每次2h。将提取液过滤后,减压蒸馏至无乙醇得黄精乙醇提取物。将乙醇提取物用石油醚萃取脱脂,直至石油醚层无色。将脱脂后的物质用正丁醇萃取多次,直到正丁醇相无色。合并正丁醇相,蒸发至无正丁醇,即得正丁醇提取物。冻干备用。
3. 除蛋白
先用Sevage法初步除蛋白,用考马斯亮蓝法测蛋白清除率及蛋白含量,再用酶解法除去剩余的蛋白。
4 .脱色素
比较大孔树脂法、活性炭法、过氧化氢法除色素效果
5 .分离纯化
除蛋白后的黄精多糖依次过大孔AB-8,纤维素,凝胶柱分离得到分子量相对均一的多糖。
黄精皂苷先用大孔树脂AB-8粗分,再用聚酰胺分离,最后ODS进一步分离。
方法:
根据实际情况改进提取分离工艺,利用中试设备放大提取,并逐步放大分离纯化等步骤,一方面得到纯度高的多糖及皂苷,另一方面,能累积得到足够的数量供进一步研究。提取工艺采用传统的水提醇沉法,分离纯化采用柱色谱分离法。
本课题所需要解决的问题:
改善黄精活性成分提取率一般、含有杂质、多糖相对分子量分布宽且不均匀等缺点,进行黄精多糖及皂苷的进一步研究。
 预期结果及其意义:
利用中试实验放大提取、分离等操作,得到足量的分子量相对均一的多糖和纯化的皂苷,并进行初步的结构鉴定。

完成课题的各阶段工作具体安排
起止日期 本阶段的工作安排
2017.01.09-2017.03.03 查阅资料,撰写并完成开题报告
2017.03.04-2017.03.12 黄精多糖、皂苷的提取
2017.03.13-2017.03.31 黄精多糖分离纯化
2017.04.01-2017.04.28 皂苷分离纯化
2017.04.29-2017.05.10 结构解析
2017.05.11-2017.05.25 数据处理,撰写论文
2017.05.26-2017.05.31 提交论文,进行答辩

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