海洋多糖電子教案

1、海洋多糖Saccharides (or Carbohydrates): 糖類糖類; 碳水化合物碳水化合物衣，食，住，行衣，食，住，行 息息相關息息相關Starch (淀粉）：淀粉）：polysaccharidesPaper:cellulose(纖維素）纖維素）Sucrose(蔗糖）蔗糖）:disaccharides植物的光合作用：植物的光合作用：CO2 + H2OSaccharideCarbohydrate?Glucose(CH2O)6Cn(H2O)mu結構與保護作用：纖維素、幾丁質、果膠結構與保護作用：纖維素、幾丁質、果膠u能量來源：葡萄糖、淀粉、糖原，能量來源：葡萄糖、淀粉、糖原，ATPu

2、復雜的生物學功能復雜的生物學功能 重要的生命物質重要的生命物質 影響蛋白質的折疊、溶解、半衰期、抗原性、影響蛋白質的折疊、溶解、半衰期、抗原性、 生物活性；生物活性； 信息分子參與生命活動中的各種識別和信號轉導；信息分子參與生命活動中的各種識別和信號轉導；u糖類藥物糖類藥物 (Carbohydrate Drugs)糖類的生物作用血型物質與血型決定簇血型物質與血型決定簇A型型: Y=NHAcB型型: Y= OHAB性性: Y=NHAc or Y=OH O型型ProteinOOOOOOHOHHOYOHOHOHHOOHH3CONHAcHOOHOXProteinOOOOHOHOHHOOHH3CONHA

3、cHOOHOXHO血型血型 ？紅細胞膜脂或膜蛋白中的糖基紅細胞膜脂或膜蛋白中的糖基 OOSO3-HOHO-O3SHNOOHO2CHOOHOOOSO3-O3SHN-O3SOOOHOCO2HOSO3-OOHOOSO3-O3SHNOMe肝素五糖 ( Heparin Pentasaccharide)OHHOHOOHHNOH3CHOOHOOOHHOOHOOOHHOOHOH阿卡波糖 (Acarbose)OOOOOOSO2NH2 托吡酯 (Topiremate)糖類藥物糖類藥物 (Carbohydrate Drugs)胰島素及其他影響血糖藥胰島素及其他影響血糖藥 抗癲癇藥物抗癲癇藥物OR1R1NH2NH2O

4、H2NHONHR2OOOHHOH2NOH卡那霉素 (Kanamycin ) R1=OH, R2=H敵拜卡霉素 (Dibekacin) R1=H, R2=H阿拜卡霉素 (Arbelkacin) R1=H, R2=COCH(OH)CH2CH2NH2OHOHOOHAcHNCO2HHNNH2NHRelenzaOOHHOHOOOMeHOHOOHOOHOOHAcHNOOHOOHOHOOHOOHHOOCeramideGlobo H 抗原OCO2HOHOAcHNHOHOOHHOOHOOHAcHNOOOHOHOOHOOHHOOCeramideGanglioside GM2糖類藥物糖類藥物 (Carbohydra

5、te Drugs)抗病毒藥抗病毒藥 單糖單糖Monosaccharides雙糖雙糖Disaccharides寡糖寡糖Oligosaccharides醛糖醛糖酮糖酮糖丁糖丁糖戊糖戊糖己糖己糖丙糖丙糖多糖多糖Polysaccharides糖類化合物糖類化合物糖類化合物的分類糖類化合物的分類糖概述糖概述單單 糖糖多多 糖糖單糖CHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OH*葡萄糖葡萄糖果糖果糖開鏈結構及構型開鏈結構及構型具有多個手性中心具有多個手性中心2n分子有旋光分子有旋光CH2OHCOCHHOCOHHCOHHCH2OH*開鏈結構式的表示開鏈結構式的表示Fischer 投影式投影式上上下下（氧化

6、態(tài)）（氧化態(tài)）高高低低一對對映體一對對映體D-GlucoseL-GlucoseCHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OH123456CHOCHHOCOHHCHHOCHHOCH2OH123456甘油醛甘油醛：糖構型表示法糖構型表示法D/L-與甘油醛比較與甘油醛比較D-GlucoseL-GlucoseCCHOOHHCH2OHCCHOHHOCH2OHD-(+)-GlyceraldehydeL-(-)-GlyceraldehydeCHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OHCHOCHHOCOHHCHHOCHHOCH2OHD-， L-型糖互為一對型糖互為一對對映體對映體自然界存在的糖大多數(shù)都是

7、自然界存在的糖大多數(shù)都是D-型型D-, L- 只用在糖、只用在糖、 -氨基酸、氨基酸、 -羥基酸的構型表示羥基酸的構型表示CHOCHHOCHHOCOHHCOHHCH2OHD-葡萄糖葡萄糖D-GlucoseD-甘露糖甘露糖D-MannoseCHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OHD-葡萄糖葡萄糖D-GlucoseCHOCOHHCOHHCOHHCOHHCH2OHCHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OHD-阿洛糖阿洛糖D-AlloseCHOCOHHCHHOCOHHCOHHCH2OHCHOCOHHCHHOCHHOCOHHCH2OHD-葡萄糖葡萄糖D-GlucoseD-半乳糖半乳糖D-G

8、alactose非對映異構體非對映異構體差向異構體：差向異構體：在立體化學中，在立體化學中，含有多個手性碳原子的立體異構體含有多個手性碳原子的立體異構體中，只有一個手性碳原子的構型不中，只有一個手性碳原子的構型不同，其余的構型都相同的非對映體。同，其余的構型都相同的非對映體。 一些實驗現(xiàn)象一些實驗現(xiàn)象RCHO2CH3OHCHROCH3OCH3dry HCl+C6H12O6CH3OHdry HCl+(C6H12O5)OCH3縮醛縮醛acetalGlucose 熔點熔點146配成水溶液配成水溶液 +112 Glucose 熔點熔點148150配成水溶液配成水溶液 +18.7 +52.7(1)(2)

9、IR 中無羰基吸收峰中無羰基吸收峰, 1H NMR中無醛基氫吸收峰中無醛基氫吸收峰(3)變旋現(xiàn)象變旋現(xiàn)象Mutarotation環(huán)狀環(huán)狀結構及構型結構及構型如何解釋變旋現(xiàn)象如何解釋變旋現(xiàn)象( Mutarotation)？糖中的糖中的-CHO不是游離不是游離的，而是以的，而是以半縮醛半縮醛的形式存在。的形式存在。CHOCOHHCHHOOHHCOHHCH2OHOOHOHOHOHHOOOHOHOHOHHO -D-(+)-Glu +112m.p. 146C -D-(+)-Glu +18.7m.p. 150C開鏈開鏈D-(+)-Glu36.4%0.5%63.6% (+112) 36.4% + (+18.

10、7) 63.6% = 52.7環(huán)狀結構的表示方式環(huán)狀結構的表示方式OHOHOHOHCH2OHOHCHOCOHHCHHOOHHCOHHCH2OHHOH2CCHHCCHHCCHOHOHOHOHOOHOHOHOHCH2OHOH OOHOHOHOHHOOOHHOOHOHHO順轉順轉90 碳鏈卷曲碳鏈卷曲C4-C5旋轉旋轉120 Fischer投影式投影式Haworth投影式投影式 -D-(+)-Glu -D-(+)-GluHaworth式的書寫規(guī)律lO在后面，在后面，C-1在右邊時（最常用的寫法），在右邊時（最常用的寫法），所有所有D-型糖的型糖的CH2OH均向上均向上，L-型則均向下型則均向下l對對

11、-D-型糖，型糖，C1-OH向向下下；對；對-D-型糖，型糖，C1-OH向向上上。L-型糖則與型糖則與D-型糖恰恰相反。型糖恰恰相反。lFischer式中在垂直碳鏈式中在垂直碳鏈右邊的羥基右邊的羥基，在，在Haworth式中則向式中則向下下；Fischer式中在垂直碳鏈式中在垂直碳鏈左邊的羥基左邊的羥基，在在Haworth式中則向式中則向上上-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖OOHHOOHOHHOOOHOHOHOHHOOHOHOOHOHOHOHOHOHOHOCH2OHOHOHOHOHOCH2OH-D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖-D-呋喃葡萄糖呋喃葡萄糖六元環(huán)六元環(huán)五元環(huán)五元環(huán)OHO

12、HOOHOHOH吡喃糖椅式構象中，吡喃糖椅式構象中，取代基占平伏鍵位取代基占平伏鍵位置越多，構象越穩(wěn)定置越多，構象越穩(wěn)定糖苷glycosideOOHHOHOOHOHOOHHOHOOHOCH2CH3OOHHOHOOHOCH2CH3CH3CH2OHH+糖苷鍵糖苷鍵糖苷：也稱糖苷：也稱配糖體配糖體，是單糖或寡糖的，是單糖或寡糖的半縮醛羥基半縮醛羥基與另一與另一分子中的羥基、氨基、或巰基等分子中的羥基、氨基、或巰基等失水失水而生成的化合物而生成的化合物熊果苷熊果苷尿道消毒尿道消毒皮膚增白劑皮膚增白劑黑芥子苷黑芥子苷祛痰、理氣等祛痰、理氣等藥物的原料藥物的原料苦杏仁苷苦杏仁苷毒性毒性OOHOOHOHHO

13、OOHOOHOHOOOHOOHOHOH甜菊苷甜菊苷OOHOOHOHHOOHOOHSOHOHHOCOCH2CH=CH2OOHOOHOHHOOOHOOHOHCHCN雙 糖 一個單糖分子中的半縮醛羥基與另一個單糖分子一個單糖分子中的半縮醛羥基與另一個單糖分子中的羥基失水所得的糖中的羥基失水所得的糖OOHHOHOOHOOOHOHHOOHOOHHOHOOHOOOHHOOHOH麥芽糖麥芽糖蔗糖蔗糖-1,4-糖苷鍵糖苷鍵-1,2-糖苷鍵糖苷鍵 -D-呋喃果糖基呋喃果糖基- -D-吡喃葡萄糖苷吡喃葡萄糖苷4-O-(-D-吡喃葡萄糖基）吡喃葡萄糖基）-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖糖概述糖概述單單 糖糖多多 糖糖多

14、糖u概述概述u理化性質理化性質u提取與分離提取與分離u結構鑒定結構鑒定u海洋中的多糖海洋中的多糖 多 糖 概 述 多糖多糖(polysacchrides)是來源于高等動植物細胞膜、是來源于高等動植物細胞膜、微生物細胞壁中的天然微生物細胞壁中的天然大分子大分子物質，是所有生命物質，是所有生命有機體的重要組成成分與維持生命所必需的結構有機體的重要組成成分與維持生命所必需的結構材料。材料。 按結構不同分為：按結構不同分為：淀粉、纖維素淀粉、纖維素、糖原、氨基糖、糖原、氨基糖、殼多糖等多種殼多糖等多種OOOOOOO纖維素纖維素n世界上最豐富的天然有機物，占植物界碳含量的世界上最豐富的天然有機物，占植物

15、界碳含量的50以以上，是植物細胞壁的主要成分。上，是植物細胞壁的主要成分。nD-葡萄糖葡萄糖以以-1,4糖苷鍵糖苷鍵組成的大分子多糖，分子量約組成的大分子多糖，分子量約500002500000，相當于，相當于30015000個葡萄糖基。個葡萄糖基。造紙的重要原料造紙的重要原料OHOH2COHOOHOOHOH2CHOOHOOHOOHOOCH2OHOHOOHOH2COCH2OHHOOHO16支鏈淀粉支鏈淀粉淀淀 粉粉n植物體中貯存的養(yǎng)分，存在于種子和塊莖中植物體中貯存的養(yǎng)分，存在于種子和塊莖中n淀粉是淀粉是葡萄糖葡萄糖的高聚體，水解到二糖階段為的高聚體，水解到二糖階段為麥芽糖麥芽糖，完全水解后得到

16、葡萄糖。完全水解后得到葡萄糖。n淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉含幾百個葡萄淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉含幾百個葡萄糖單元，支鏈淀粉含幾千個葡萄糖單元。糖單元，支鏈淀粉含幾千個葡萄糖單元。多糖的生物活性l抗腫瘤活性：抗腫瘤活性：香菇多糖、黃芪多糖、蘆薈多糖、香菇多糖、黃芪多糖、蘆薈多糖、紫草多糖、人參多糖、南瓜多糖紫草多糖、人參多糖、南瓜多糖l增強免疫作用：增強免疫作用：香菇多糖、銀耳多糖、黑木耳多香菇多糖、銀耳多糖、黑木耳多糖、茶多糖糖、茶多糖l降血糖、血脂：降血糖、血脂：茶多糖、香菇多糖、黑木耳多糖茶多糖、香菇多糖、黑木耳多糖l抗輻射、氧化：抗輻射、氧化：螺旋藻水溶性多糖、

17、銀耳孢子多螺旋藻水溶性多糖、銀耳孢子多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖、褐藻多糖、海藻硫酸糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖、褐藻多糖、海藻硫酸多糖、猴頭菌絲多糖、紅藻多糖、南沙參多糖多糖、猴頭菌絲多糖、紅藻多糖、南沙參多糖多 糖u概述概述u理化性質理化性質u提取與分離提取與分離u結構鑒定結構鑒定u海洋中的多糖海洋中的多糖 多糖的理化性質 1. 無還原性和變旋現(xiàn)象；也無甜味。無還原性和變旋現(xiàn)象；也無甜味。 2. 多糖通常為無定型粉末，一般具有很強的吸濕性。多糖通常為無定型粉末，一般具有很強的吸濕性。 3. 多糖一般多糖一般不溶于有機溶劑不溶于有機溶劑，尤其是低極性的有機溶，尤其是低極性的有機溶劑。劑。 4. 多

18、糖一般微溶于冷水，多糖一般微溶于冷水，易溶于熱水中或稀堿水溶液易溶于熱水中或稀堿水溶液中。中。 5. 多糖有一定的多糖有一定的酸性酸性，尤其是有糖酸構成的多糖酸性，尤其是有糖酸構成的多糖酸性較強。較強。多 糖u概述概述u理化性質理化性質u提取與分離提取與分離u結構鑒定結構鑒定u海洋中的多糖海洋中的多糖 多糖的提取u熱水提取法熱水提取法：破壞最小破壞最小 甘薯去皮甘薯去皮 切成小塊切成小塊(0.30.30.3cm3) 每組每組15g (4組共組共60g) 于攪拌器中于攪拌器中 加蒸餾水加蒸餾水240 mL 搗碎搗碎1min 分成分成4份份 3層紗布過濾層紗布過濾 濾液置濾液置50恒溫水浴恒溫水浴

19、30min 傾去上層液體傾去上層液體 25 mL蒸餾水重新懸浮白色沉淀，室溫下靜置蒸餾水重新懸浮白色沉淀，室溫下靜置15min（兩次）（兩次） 60烘干烘干4h 稱重稱重用沸水提取用沸水提取2-6小時。提取液如粘度不大，則可采用小時。提取液如粘度不大，則可采用過過濾法濾法過濾去殘渣，對于粘度大的提取液則必須采用過濾去殘渣，對于粘度大的提取液則必須采用離離心法心法去殘渣，即得到多糖提取液或上清液。去殘渣，即得到多糖提取液或上清液。例如：例如：大麥中活性多糖提取、大棗多糖提取、老頭草大麥中活性多糖提取、大棗多糖提取、老頭草中多糖的含量測定、烏龍茶多糖提取等。中多糖的含量測定、烏龍茶多糖提取等。提提

20、取取淀淀粉粉u稀堿水溶液提取法：稀堿水溶液提取法： 酸性多糖或分子量較大的多糖在熱水中溶解度不大，酸性多糖或分子量較大的多糖在熱水中溶解度不大，所以常用所以常用5-15% NaOH或或Na2CO3水溶液提取水溶液提取*注意：注意：用稀堿溶液提取時，用稀堿溶液提取時，溫度必須保持在溫度必須保持在10以下以下，否則多糖容易發(fā)生降解反應。通常在冷卻的條件下否則多糖容易發(fā)生降解反應。通常在冷卻的條件下(4)，放置放置6-8小時，然后過濾或離心，濾液用稀鹽酸調節(jié)小時，然后過濾或離心，濾液用稀鹽酸調節(jié)pH至中性即得堿性多糖提取液。至中性即得堿性多糖提取液?；蛴孟∷崴芤禾崛』蛴孟∷崴芤禾崛∠∷帷⑾A提取

21、液應迅速中和或迅速透析，濃稀酸、稀堿提取液應迅速中和或迅速透析，濃縮與醇析而獲得多糖沉淀縮與醇析而獲得多糖沉淀u酶解法：酶解法： 在比較溫和的條件中分解植物組織，加速多糖的釋放或提在比較溫和的條件中分解植物組織，加速多糖的釋放或提取取 粉碎的植物懸浮于水中粉碎的植物懸浮于水中, 調節(jié)至調節(jié)至最適溫度最適溫度（通常是（通常是38-50）, 最適最適pH范圍范圍（通常是（通常是pH3.8-4.5）, 加入加入5-25%復合復合酶酶，反應，反應4小時小時, 過濾去殘渣過濾去殘渣, 濾液即為多糖提取液濾液即為多糖提取液u其它方法：其它方法： 超聲波提取超聲波提取主要是利用超聲波空化產(chǎn)生的極大壓力造成被

22、破碎物細主要是利用超聲波空化產(chǎn)生的極大壓力造成被破碎物細胞壁及整個生物體破裂，而且整個破裂過程在瞬間完成；同時超聲波胞壁及整個生物體破裂，而且整個破裂過程在瞬間完成；同時超聲波產(chǎn)生的振動作用加強了胞內物質的釋放、擴散及溶解，加速植物中的產(chǎn)生的振動作用加強了胞內物質的釋放、擴散及溶解，加速植物中的有效成分進入溶劑，使其進一步增大了有效成分的溶出。有效成分進入溶劑，使其進一步增大了有效成分的溶出。 微波提取微波提取靠微波電子管發(fā)出的電磁波，感應生電，又轉化成分子的靠微波電子管發(fā)出的電磁波，感應生電，又轉化成分子的動能而發(fā)熱，具有快速、高效、安全的特點；其次微波的頻率很高，動能而發(fā)熱，具有快速、高效

23、、安全的特點；其次微波的頻率很高，能透入物體的深度較深，對細胞的結構有較大作用能透入物體的深度較深，對細胞的結構有較大作用。 多糖的純化 多糖提取液多糖提取液: :含有許多雜質，主要是無機鹽、單糖、寡糖、含有許多雜質，主要是無機鹽、單糖、寡糖、低分子量的非極性物質及高分子量的有機雜質（如蛋白質、低分子量的非極性物質及高分子量的有機雜質（如蛋白質、木質素）木質素）除雜質除雜質分離分離去除無機鹽和小分子物質去除無機鹽和小分子物質除蛋白質除蛋白質脫色脫色多糖的純化多糖的純化使用使用透析袋透析袋除去除去無機鹽、單糖、無機鹽、單糖、寡糖和低分子量寡糖和低分子量的非極性物質的非極性物質蛋白質除去通常采用方

24、法：蛋白質除去通常采用方法：1. 酶法酶法：蛋白酶將提取液中的蛋白質酶解。常用鏈霉蛋白酶：蛋白酶將提取液中的蛋白質酶解。常用鏈霉蛋白酶(pronase)，其方法是在，其方法是在pH7-8時，加入鏈霉蛋白酶，時，加入鏈霉蛋白酶，37消化消化2-4天，然后反應物于沸水中加熱天，然后反應物于沸水中加熱5分鐘以阻斷反應。分鐘以阻斷反應。2. Sevage法法：蛋白質在氯仿等有機溶劑中變性：蛋白質在氯仿等有機溶劑中變性 將氯仿按多糖水溶液將氯仿按多糖水溶液1/5體積加入體積加入加入氯仿體積加入氯仿體積1/5的的正丁醇正丁醇劇烈振搖劇烈振搖20分鐘分鐘離心，分去水層與溶劑層離心，分去水層與溶劑層交界處的變

25、性蛋白交界處的變性蛋白 特點：特點：條件溫和，缺點是效率不高，一般要重復條件溫和，缺點是效率不高，一般要重復5次左右次左右 3. 三氟三氯乙烷法：三氟三氯乙烷法：等體積的三氟三氯乙烷加入到提取液中，等體積的三氟三氯乙烷加入到提取液中，在冷卻的情況下攪拌在冷卻的情況下攪拌10分鐘，蛋白質成膠凍狀，離心除去分鐘，蛋白質成膠凍狀，離心除去膠狀蛋白質。上層水相再用上述溶劑處理膠狀蛋白質。上層水相再用上述溶劑處理2次，即得無蛋次，即得無蛋白質的多糖白質的多糖 特點：特點：此法效率較高，但因溶劑沸點較低此法效率較高，但因溶劑沸點較低(b.p.56)，易，易揮發(fā)，且必須在低溫條件下進行，不宜大量應用。揮發(fā)，

26、且必須在低溫條件下進行，不宜大量應用。4. 三氯醋酸法三氯醋酸法：在冰浴中攪拌的情況下緩緩于提取液中加入：在冰浴中攪拌的情況下緩緩于提取液中加入15-30% 三氯醋酸，直至溶液不再繼續(xù)混濁。在低溫下三氯醋酸，直至溶液不再繼續(xù)混濁。在低溫下（4）放置）放置4小時。離心除去沉淀即得無蛋白質的多糖提小時。離心除去沉淀即得無蛋白質的多糖提取液取液 特點：特點：由于三氯醋酸的酸性較強，往往會引起某些多糖的由于三氯醋酸的酸性較強，往往會引起某些多糖的降解，所以操作必須在低溫下進行，該法效率較高，常用降解，所以操作必須在低溫下進行，該法效率較高，常用于植物多糖的去蛋白于植物多糖的去蛋白多糖的脫色多糖的脫色

27、活性炭脫色法活性炭脫色法活性炭對多糖有較強的吸附作用，多活性炭對多糖有較強的吸附作用，多糖損失很大，一般不用糖損失很大，一般不用 弱堿性離子交換樹脂弱堿性離子交換樹脂去除多糖粗品中游離的色素。去除多糖粗品中游離的色素。 對酸性多糖的吸附力強，故不宜使用。對酸性多糖的吸附力強，故不宜使用。多糖提取液，常有較深的色澤（一般為酚類化合物的聚合物）多糖提取液，常有較深的色澤（一般為酚類化合物的聚合物）過氧化氫脫色法（氧化脫色）過氧化氫脫色法（氧化脫色）1）將將0.3-0.8%粗多糖水溶液用濃氨水調粗多糖水溶液用濃氨水調PH至至8 2）50 加入過氧化氫（比例為加入過氧化氫（比例為10-30%ml/g）

28、 3）在）在 50 下保持下保持2小時小時 4）醋酸調節(jié)至）醋酸調節(jié)至PH7.0，減壓濃縮，減壓濃縮 5）3倍量乙醇沉淀，即得脫色的多糖。倍量乙醇沉淀，即得脫色的多糖。 該法在多糖粗品的脫色中常用。但必須嚴格控制脫色條件，該法在多糖粗品的脫色中常用。但必須嚴格控制脫色條件，如溫度、時間、如溫度、時間、PH等。盡管如此，該法也會引起一定多等。盡管如此，該法也會引起一定多糖的降解損失。糖的降解損失。多糖的分離多糖多糖: :不均一性不均一性，需要進行分級分離，需要進行分級分離先分析組分，根據(jù)組分的先分析組分，根據(jù)組分的摩爾比、特點、樣品量摩爾比、特點、樣品量選擇合適的分級方法選擇合適的分級方法v有機

29、溶劑沉淀法有機溶劑沉淀法v鹽析法鹽析法v金屬絡合法金屬絡合法v季胺鹽沉淀法季胺鹽沉淀法v層析法層析法有機溶劑沉淀法：有機溶劑沉淀法： 原理：根據(jù)不同的多糖在低級醇或酮（通常是乙醇或丙酮）原理：根據(jù)不同的多糖在低級醇或酮（通常是乙醇或丙酮）中具有不同溶解度而進行分離；分子量大的多糖較分子量中具有不同溶解度而進行分離；分子量大的多糖較分子量小的多糖在乙醇（或丙酮）中的溶解度小小的多糖在乙醇（或丙酮）中的溶解度小 逐步加大乙醇（或丙酮）的濃度可將不同分子量的多糖分逐步加大乙醇（或丙酮）的濃度可將不同分子量的多糖分別沉淀出來別沉淀出來鹽析法：鹽析法： 原理：根據(jù)分子量不同的多糖在一定濃度的鹽溶液中具原

30、理：根據(jù)分子量不同的多糖在一定濃度的鹽溶液中具有不同溶解度的性質分離各種多糖。有不同溶解度的性質分離各種多糖。 在多糖中加入中性鹽如在多糖中加入中性鹽如NaCl、KCl、(NH4)2SO4等至一定等至一定濃度，溶解度最小的多糖便沉淀析出濃度，溶解度最小的多糖便沉淀析出, ,然后上清液繼續(xù)加然后上清液繼續(xù)加鹽至更高濃度，則另一多糖又沉淀析出。鹽至更高濃度，則另一多糖又沉淀析出。金屬絡合法：金屬絡合法： 原理：根據(jù)不同多糖能與各種銅、鋇、鈣和鉛離子形成絡原理：根據(jù)不同多糖能與各種銅、鋇、鈣和鉛離子形成絡合物而沉淀的性質進行多糖的純化。合物而沉淀的性質進行多糖的純化。 常用的絡合劑有氯化銅、氫氧化鋇

31、和醋酸鉛等常用的絡合劑有氯化銅、氫氧化鋇和醋酸鉛等季胺鹽沉淀法：季胺鹽沉淀法： 原理：長鏈季胺鹽能與酸性多糖形成絡合物，在低離原理：長鏈季胺鹽能與酸性多糖形成絡合物，在低離 子強度的水溶液中不溶解的特性，使其沉淀析出子強度的水溶液中不溶解的特性，使其沉淀析出 增加溶液的離子強度到一定范圍，絡合物則逐漸離增加溶液的離子強度到一定范圍，絡合物則逐漸離 解，最終溶解。常用的季胺鹽是十六烷基三甲基胺溴解，最終溶解。常用的季胺鹽是十六烷基三甲基胺溴 化物及其堿、十六烷基吡啶化物及其堿、十六烷基吡啶柱層析方法：柱層析方法：纖維素柱層析纖維素柱層析：不同濃度乙醇水溶液（如不同濃度乙醇水溶液（如80%、60%

32、、40%、20%）洗脫）洗脫洗脫規(guī)律：洗脫規(guī)律：先洗脫的是分子量最小的多糖先洗脫的是分子量最小的多糖最終洗脫的是分子量最大的多糖最終洗脫的是分子量最大的多糖 陰離子交換柱層析陰離子交換柱層析利用多糖具有一定的酸性進行分離。利用多糖具有一定的酸性進行分離。使用最多的方法，效果好，操作簡單使用最多的方法，效果好，操作簡單凝膠柱層析：凝膠柱層析： 根據(jù)多糖分子的大小和形狀的不同即按分子篩的原理進行根據(jù)多糖分子的大小和形狀的不同即按分子篩的原理進行分離的分離的 常用的凝膠有葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠，展開劑為各種濃常用的凝膠有葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠，展開劑為各種濃 度的鹽溶液及緩沖液。度的鹽溶液及緩沖液。

33、親和色譜親和色譜用凝集素一般是蛋白質和糖蛋白作親和色譜來分離多糖。用凝集素一般是蛋白質和糖蛋白作親和色譜來分離多糖。多 糖u概述概述u理化性質理化性質u提取與分離提取與分離u結構鑒定結構鑒定u海洋中的多糖海洋中的多糖 多糖結構鑒定u純度測定純度測定u分子量的確定分子量的確定u糖種類以及比例的確定糖種類以及比例的確定u糖連接方式確定糖連接方式確定u糖構型的確定糖構型的確定純度測定l超離心法：超離心法：超速離心機（帶照相設備）超速離心機（帶照相設備） 多糖在離心場作用下形成單一區(qū)帶多糖在離心場作用下形成單一區(qū)帶l高壓電泳法高壓電泳法: :電泳后呈單一色斑或單一峰電泳后呈單一色斑或單一峰l凝膠柱層析

34、：凝膠柱層析：分步收集中出現(xiàn)形狀對稱的單一峰分步收集中出現(xiàn)形狀對稱的單一峰l旋光測定法：旋光測定法：比旋光度相同比旋光度相同l高壓液相色譜法高壓液相色譜法須經(jīng)過兩種以上的方法進行確定須經(jīng)過兩種以上的方法進行確定 【原理】【原理】凝膠層析也稱分子篩層析、排凝膠層析也稱分子篩層析、排阻層析。是利用具有網(wǎng)狀結構的阻層析。是利用具有網(wǎng)狀結構的凝膠的分子篩作用，根據(jù)被分離凝膠的分子篩作用，根據(jù)被分離物質的分子大小不同物質的分子大小不同來進行分離來進行分離的技術。的技術。分子量的確定凝膠柱層析凝膠柱層析 相對分子質量較大相對分子質量較大的物質由于直徑大于凝膠網(wǎng)孔的物質由于直徑大于凝膠網(wǎng)孔被完全排被完全排阻

35、阻在孔外，只能在凝膠顆粒外的空間向下流動，因此流程在孔外，只能在凝膠顆粒外的空間向下流動，因此流程較短，移動速度快；所以較短，移動速度快；所以首先流出首先流出。 相對分子質量較小相對分子質量較小的物質由于直徑小于凝膠網(wǎng)孔，可的物質由于直徑小于凝膠網(wǎng)孔，可完全完全滲透滲透進入凝膠顆粒的網(wǎng)孔，在向下移動過程中，因此流程進入凝膠顆粒的網(wǎng)孔，在向下移動過程中，因此流程較長，移動速率慢；所以較長，移動速率慢；所以最后流出最后流出。 中等大小的分子中等大小的分子，它們在凝膠顆粒內外，它們在凝膠顆粒內外部分滲透部分滲透，滲透的，滲透的程度取決于它們分子的大小，所以它們流出的時間介于二程度取決于它們分子的大小

36、，所以它們流出的時間介于二者之間，這樣者之間，這樣分子大的組分先流出，分子小的組分后流出。分子大的組分先流出，分子小的組分后流出。這樣樣品經(jīng)過凝膠層析后，各個組分便按分子從大到小的這樣樣品經(jīng)過凝膠層析后，各個組分便按分子從大到小的順序依次流出，從而達到了分離的目的。順序依次流出，從而達到了分離的目的。【基本概念基本概念】外水體積、內水體積、柱床體積外水體積、內水體積、柱床體積 、洗脫體積、洗脫體積 外水體積（外水體積（Vo）是指凝膠柱中凝膠顆粒周圍空間的體積）是指凝膠柱中凝膠顆粒周圍空間的體積內水體積（內水體積（Vi）是指凝膠顆粒中孔穴的體積）是指凝膠顆粒中孔穴的體積柱床體積柱床體積 （Vt）

37、是指凝膠柱所能容納的總體積。）是指凝膠柱所能容納的總體積。Vs為固定相體積為固定相體積【基本概念基本概念】 洗脫體積洗脫體積（V Ve e）是指將樣品中某一組分洗脫下來所需洗脫是指將樣品中某一組分洗脫下來所需洗脫液的體積。它包括自加入樣品時算起，到組分最大濃度出現(xiàn)液的體積。它包括自加入樣品時算起，到組分最大濃度出現(xiàn)時所流出的體積。時所流出的體積。V Ve e一般是介于一般是介于V Vo o 和和之間的。之間的。 對于對于完全排阻完全排阻的大分子由于其不進入凝膠顆粒內，的大分子由于其不進入凝膠顆粒內， 故其故其洗脫體積洗脫體積 V Ve e V Vo o 對于對于完全滲透完全滲透的小分子由于它可

38、以存在于凝膠柱整個體積的小分子由于它可以存在于凝膠柱整個體積內，故其洗脫體積內，故其洗脫體積 V Ve e 分子量介于二者之間的分子，它們的洗脫體積也介于二者分子量介于二者之間的分子，它們的洗脫體積也介于二者之間。之間。 洗脫體積的測定洗脫體積的測定 外水體積（外水體積（Vo）：可以通過測定）：可以通過測定完全排阻完全排阻的大分子物質的大分子物質的洗脫體積來測定，一般常用的洗脫體積來測定，一般常用藍色葡聚糖藍色葡聚糖-2000作為測定作為測定外水體積的物質。外水體積的物質。 內水體積（內水體積（Vi）：可以通過測定）：可以通過測定完全滲透完全滲透的小分子溶質的小分子溶質（如（如重鉻酸鉀重鉻酸鉀

39、）的洗脫體積來測定）的洗脫體積來測定 柱床體積（柱床體積（Vt）：）： 1)可用下式計算：可用下式計算： Vt（D/2）2h 2）根據(jù)）根據(jù) VtVoVi 可以得到可以得到 3）加入一定量的水至層析柱預定標記處，然后測量水的）加入一定量的水至層析柱預定標記處，然后測量水的體積體積。 對于某一型號的凝膠，在一定的分子質量范圍內，各個對于某一型號的凝膠，在一定的分子質量范圍內，各個組分的組分的Ve/Vo與其分子質量的對數(shù)成線性關系：與其分子質量的對數(shù)成線性關系： Ve/Vo b lgMr + c 通過將一些已知分子質量的標準蛋白質在同一凝膠柱上通過將一些已知分子質量的標準蛋白質在同一凝膠柱上以相同

40、條件進行洗脫，分別測定以相同條件進行洗脫，分別測定Ve ，并根據(jù)上述的線性并根據(jù)上述的線性關系繪出標準曲線，然后關系繪出標準曲線，然后Ve ，通過標準曲線即可求出其分子質量。通過標準曲線即可求出其分子質量。糖種類以及比例的確定1. 完全酸水解完全酸水解操作：在操作：在1M H2SO4中封管中封管100oC水解水解8小時，用堿中和。小時，用堿中和。水解的難易程度與組成多糖的單糖性質、單糖環(huán)的形水解的難易程度與組成多糖的單糖性質、單糖環(huán)的形狀和糖苷鍵的構型有關：狀和糖苷鍵的構型有關：一般一般呋喃呋喃糖苷鍵較糖苷鍵較吡喃吡喃型型易水解，易水解， 型型較較型型易水解，含有易水解，含有糖醛酸糖醛酸或或氨

41、基糖氨基糖的的大多不易水解大多不易水解HPLC法：法：流動相為流動相為乙腈乙腈-水水（85：15），流速），流速1.0mL/min，示差檢測。示差檢測。氣相色譜法：氣相色譜法： 將水解樣品進行將水解樣品進行NaBH4還原和還原和乙酰乙?；瞥商谴家宜狨パ苌瞥商谴家宜狨パ苌?。物。 或將水解樣品進行或將水解樣品進行硅醚化硅醚化，而后再進行分析。，而后再進行分析。薄層法薄層法 紙層析法：展開劑大多為含水的溶劑系統(tǒng)，如紙層析法：展開劑大多為含水的溶劑系統(tǒng)，如正丁醇正丁醇-醋酸醋酸-水水(4:1:5)，EtOAc-吡啶吡啶-水水(2:1:2)等。等。 硅膠薄層法：常用的展開劑為硅膠薄層法：常用的展

42、開劑為正丁醇正丁醇-丙酮丙酮-水水、正丁醇正丁醇-醋醋酸酸-水水或或正丁醇正丁醇-吡啶吡啶-水水。2. 糖的分析（包括種類和比例分析）糖的分析（包括種類和比例分析）糖連接方式的確定Haworth法：法：試劑：試劑：硫酸二甲酯和氫氧化鈉硫酸二甲酯和氫氧化鈉(或碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸鈉、碳酸鉀)缺點：甲基化能力較弱，欲進行全甲基化反應，必須進缺點：甲基化能力較弱，欲進行全甲基化反應，必須進 行多次反應。行多次反應。甲基化：將多糖中的游離羥基全部甲基化，進而水解后甲基化：將多糖中的游離羥基全部甲基化，進而水解后得到的化合物，其羥基所在的位置即為原來單糖殘基的得到的化合物，其羥基所在的位置即為原來單糖殘

43、基的連接點。根據(jù)不同甲基化單糖的比例，可以推測這種連連接點。根據(jù)不同甲基化單糖的比例，可以推測這種連接鍵型在多糖重復結構中的比例接鍵型在多糖重復結構中的比例甲基化方法甲基化方法Purdie法：法：試劑：試劑：碘甲烷和氧化銀碘甲烷和氧化銀為試劑為試劑(一般可在丙酮或四氫呋喃中進一般可在丙酮或四氫呋喃中進行行)缺點：氧化銀有氧化作用，不能用于還原糖的甲基化。缺點：氧化銀有氧化作用，不能用于還原糖的甲基化。改良的方法：改良的方法：碘甲烷和四甲基脲碘甲烷和四甲基脲 Hakomori法：法：試劑：試劑：碘甲烷、甲基亞磺酰甲基鈉（碘甲烷、甲基亞磺酰甲基鈉（SMSM), DMSO為溶劑為溶劑缺點：需重復數(shù)次

44、缺點：需重復數(shù)次反應進行程度的判斷：反應進行程度的判斷：紅外檢測紅外檢測無羥基吸收，表明甲基化完全無羥基吸收，表明甲基化完全 甲基化甲基化水解水解檢測檢測高碘酸氧化、高碘酸氧化、smith降解降解OOOOHOHOHOOOOHCHOOHCOOOOHCH2OHHOH2CCH2OH(CH2OH)2CH2OHCH2OHCH2OHIO4-KBH4H+以以14位鍵合位鍵合赤蘚醇赤蘚醇OOHOOHOHOHOH2COOOHOH2CCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OH2IO4-OHCOOOOHC+HCOOHKBH4H+以以16位鍵合位鍵合糖苷鍵構型的確定（1） 利用酶水解進行測定利用酶水解進行測定

45、 麥芽糖酶麥芽糖酶一般能水解的為一般能水解的為-苷鍵，能被苷鍵，能被苦杏仁苷酶苦杏仁苷酶水解的水解的大多為大多為-苷鍵。苷鍵。（2）利用波譜法測定）利用波譜法測定紅外光譜法：紅外光譜法：-苷鍵苷鍵 890 cm-1-苷鍵苷鍵 840 cm-1 核磁法核磁法u利用利用端基質子端基質子的偶合常數(shù)的偶合常數(shù)對于葡萄糖對于葡萄糖 -苷鍵苷鍵 J7Hz, -苷苷鍵鍵 J3Hzu利用利用-苷鍵和苷鍵和-苷鍵的苷鍵的端基碳端基碳的化學位移差別的化學位移差別u 利用利用2D NMR譜譜胡蘿卜苷胡蘿卜苷多 糖u概述概述u理化性質理化性質u提取與分離提取與分離u結構鑒定結構鑒定u海洋中的多糖海洋中的多糖 海洋動物

46、多糖海洋動物多糖海藻多糖海藻多糖粘多糖：氨基多糖粘多糖：氨基多糖海藻多糖褐藻多糖褐藻多糖褐藻膠：褐藻膠：為甘露糖醛酸和古羅糖醛酸為甘露糖醛酸和古羅糖醛酸構成的線性多糖。構成的線性多糖。褐藻糖膠：褐藻糖膠：主要組成成分為硫酸化的主要組成成分為硫酸化的巖藻糖。巖藻糖。海帶淀粉：海帶淀粉：是一類葡聚糖，其生理功是一類葡聚糖，其生理功能類似于植物中的淀粉。能類似于植物中的淀粉。紅藻多糖紅藻多糖瓊膠、卡拉膠瓊膠、卡拉膠綠藻多糖綠藻多糖微藻多糖微藻多糖瓊膠和卡拉膠f兩者均為細胞壁填充物，且均為兩者均為細胞壁填充物，且均為半乳糖半乳糖f瓊膠：瓊膠：瓊膠由瓊膠由瓊膠糖瓊膠糖和和瓊脂果膠瓊脂果膠二部分組成，二部

47、分組成， 瓊膠糖瓊膠糖是不含有硫酸酯鹽的是不含有硫酸酯鹽的非離子型多糖非離子型多糖，是形成凝膠的，是形成凝膠的組分；組分； 瓊脂果膠瓊脂果膠是非凝膠組分，是帶有是非凝膠組分，是帶有硫酸酯鹽硫酸酯鹽,葡萄糖醛酸和丙葡萄糖醛酸和丙酮酸醛酮酸醛的復雜多糖，也是在商業(yè)提取中力圖去掉的部分。的復雜多糖，也是在商業(yè)提取中力圖去掉的部分。 f卡拉膠：卡拉膠：在食品工業(yè)中主要用作膠凝、增稠、穩(wěn)定和持水在食品工業(yè)中主要用作膠凝、增稠、穩(wěn)定和持水劑功能，在奶制品飲料中用作懸浮劑；在布丁、酸奶、摜劑功能，在奶制品飲料中用作懸浮劑；在布丁、酸奶、摜奶油、冰淇淋、奶酪中用作增稠穩(wěn)定劑；在紅腸、洋火腿奶油、冰淇淋、奶酪中

48、用作增稠穩(wěn)定劑；在紅腸、洋火腿生產(chǎn)中用作持水劑生產(chǎn)中用作持水劑 ；果凍中用作膠凝劑；果凍中用作膠凝劑瓊 膠 糖OOHOOHCH2OOCH2OHOHOOHOOHOCH2OOCH2OHOHOHOOHOCH2OOOCH2OHOHOHOA: () 酸水解酸水解AAE: () 酶水解酶水解E瓊二糖瓊二糖瓊四糖瓊四糖新瓊二糖新瓊二糖新瓊四糖新瓊四糖瓊二糖瓊二糖新瓊二糖新瓊二糖藍色標記：藍色標記：3,6-內醚內醚-L-半乳糖半乳糖 綠色標記：綠色標記：D-半乳糖半乳糖殼多糖和殼聚糖 殼多糖，又名甲殼素、幾丁質，廣泛存在于蝦、蟹和昆蟲殼多糖，又名甲殼素、幾丁質，廣泛存在于蝦、蟹和昆蟲

49、等節(jié)肢動物的外殼和菌、藻的細胞壁中，是自然界中最等節(jié)肢動物的外殼和菌、藻的細胞壁中，是自然界中最為豐富的生物高分子之一，尤以在海洋蝦、蟹中的資源為豐富的生物高分子之一，尤以在海洋蝦、蟹中的資源蘊藏量最大蘊藏量最大OHOH2CHOHONHCOCH3OOHOH2CHONHCOCH3OOHOH2CHONHCOCH3OHOH2COHONHCOCH3OHnN-乙?；阴；?D-氨基葡萄糖通過氨基葡萄糖通過-1,4-苷鍵相連的直鏈氨基多糖苷鍵相連的直鏈氨基多糖不溶于水、稀酸、稀堿和其他有機溶劑不溶于水、稀酸、稀堿和其他有機溶劑殼多糖：聚殼多糖：聚N-乙酰基乙?；?D-氨基葡萄糖氨基葡萄糖 殼聚糖：殼多糖在殼聚糖：殼