葡聚糖

葡聚糖是指以葡萄糖为单糖组成的同型多糖,葡萄糖单元之间以糖苷键连接。其中根据糖苷键的类型又可分为alpha-葡聚糖和beta-葡聚糖。alpha-葡聚糖中研究及使用较多的为dextran ,又称右旋糖酐。为一种多糖。存在于某些微生物在生长过程中分泌的粘液中。随着微生物种类和生长条件的不同,其结构也有差别。分子式为[C6H10O5]n。葡聚糖在输血过程中可代替一部分全血,作为血浆体积的扩充剂(称为代血浆)。商品血浆代用品是部分水解后的葡聚糖,溶于生理盐水葡聚糖

中文名:葡聚糖

外文名:Dextran、Glucan

别名:右旋糖酐

化学式:[C6H10O5]n

CAS登录号9004-54-0

EINECS登录号232-677-5

基本特征

Dextran为细菌性多糖之一,又称右旋糖酐,是由在蔗糖溶液中培养的细菌[肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesentero-des),葡聚糖明串珠菌(L.dextranicum)]的葡聚糖蔗糖酶催化下列反应而生成的:n蔗糖→葡聚糖+n果糖。在氧化葡糖杆菌工业亚种(Gluconobacter ox-ydans subsp.industrius)[以前将含有这种物质的菌称为粘稠醋杆菌(Acetobacter viscosum)和荚膜醋杆菌(A.capsulatum)]中,由糊精合成葡聚糖。葡聚糖的种类很多,仅由D-葡萄糖组成,主链是α(1,6)键,也有α(1,4)或α(1,3)键的支链。葡萄糖为白色粉末,在水中加一点点即可产生很强的右旋性。医药上用作代用血浆。Glucan是以葡萄糖为组成糖的多糖的总称。由于D-葡萄糖残基彼此间结合样式的不同而分为多种,广泛分布于微生物、植物、动物界。其中代表性的有细菌的多缩葡萄糖(由α-1,6键的主链上支出以α-1,4和α-1,6键的侧链),褐藻类的海带多糖(lami-narin)(主要以β-1,3键),地衣类的木聚糖(β-1,4和β-1,3键),高等植物的纤维素、(β-1,4结合),直链淀粉(α-1,4键),支链淀粉(由α-1,4键的主链上支出α-1,6键的侧链),动物的糖原等。

生产方法

原料处理

利用右旋糖酐划分液,回收相对分子质量5000-7500的作原料。

脱色、混合

在容器中加水约300ml,加热煮沸后,加右旋糖酐100g,搅拌至全部溶解,补加水配制成100g/L。按右旋糖酐质量配比加30g/L(3%)活性炭,搅拌,煮沸15-30 min,用3号垂熔漏斗过滤,得澄明滤液,放冷至室温。取滤液至适当容器中,在搅拌下加入650g/L(65%)三氯化铁溶液200ml,搅拌均匀,得混合液。右旋糖[蒸馏水,活性炭]→[煮沸]滤液[FeCl3]→混合液

催化

在100mm×100mm玻璃离子交换柱内,装701苯乙烯型弱碱性阴离子交换树脂,用100 g/L (10%)NaOH做再生剂,是树脂转成阴离子OH型,流出液pH7-8,无氯化物,比电阻在50kΩ/cm以上,供催化反应用。将再生好的树脂柱内的水位放至树脂界面处,倒入混合液,进行动态催化反应,流出速度控制在15ml/min为宜。当深红色右旋糖酐铁流出时,立即取样检查pH值、氯化物和比电阻,其pH应在8以上,氯化物应为阴性,比电阻在2kΩ/cm以上,合格后收集。当混合液下降到树脂界面时,开始用水洗脱,进水速度控制在和流出速度相同,一般可收集到2-3L流出液。混合液[701树脂柱]→流出液(右旋糖酐铁)

浓缩

取上述流出液进行减压浓缩,温度45-65℃之间,至1L时停止蒸馏,取样测定含铁量并酌情调节含铁量,使成2.5%。流出液[40-65℃,减压]→浓缩液

制剂

将配好的溶液,经3号或4号垂熔玻璃漏斗过滤,按灭菌制剂操作,分装,封口,112℃,30min灭菌,即得右旋糖酐铁注射液成品。

浓缩液[112℃,30min]→右旋糖酐铁注射液成品。

历史发展

葡聚糖以β-葡聚糖最具生理活性。在二十世纪四十年代,Pillemer博士首次发现并报道酵母细胞壁有一种物质具有提高免疫力的作用。之后,经过图伦大学Diluzio博士进一步研究发现,酵母细胞壁中提高免疫力物质是一种多糖——β-葡聚糖,并从面包酵母中分离出这种物质。

β-葡聚糖活性结构是由葡萄糖单位组成的多聚糖,它们大多数是通过β-1,3结合,这是葡萄糖链连接方式。它能够活化巨噬细胞与嗜中性白血球等,因此能提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体含量,全面刺激机体免疫系统。那么,机体就有更多准备去抵抗微生物引起的疾病。β-葡聚糖能使受伤机体淋巴细胞产生细胞因子(IL-1)的能力迅速恢复正常,有效调节机体免疫机能。大量实验表明,β-葡聚糖可促进体内IgM抗体产生,以提高体液免疫能力。这种葡聚糖活化细胞会激发宿主非专一性防御机制,故应用在肿瘤、感染病与治疗创伤方面深受瞩目。经特殊步骤萃取且不含内毒素β-1,3葡聚糖在美国FDA已认定是种安全的物质,可添加于一般食品,许多报导显示老鼠口服酵母β-1,3葡聚糖,可增加强腹膜细胞抗菌吞噬作用。

酵母葡聚糖是存在于酵母细胞壁中一种具有增强免疫力活性的多糖——β-葡聚糖β-葡聚糖广泛存在于各种真菌与植物,如香菇和灵芝、燕麦中,是它们发挥保健作用主要功效物质。而酵母葡聚糖免疫增强活性更强,并具有改善血脂和抗辐射、改善肠道功能的作用。

应用

β-葡聚糖活性结构是由葡萄糖单位组成的多聚糖,它们大多数通过β-1,3结合,这是葡萄糖链连接的方式。它能够活化巨噬细胞、嗜中性白血球等,因此能提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体的含量,全面刺激机体的免疫系统。那么,机体就有更多的准备去抵抗微生物引起的疾病。β-葡聚糖能使受伤机体的淋巴细胞产生细胞因子(IL-1)的能力迅速恢复正常,有效调节机体免疫机能。大量实验表明,β-葡聚糖可促进体内IgM抗体的产生,以提高体液的免疫能力。这种葡聚糖活化的细胞会激发宿主非专一性防御机制,故应用在肿瘤、感染病和治疗创伤方面深受瞩目。经特殊步骤萃取且不含内毒素的β-1,3葡聚糖在美国FDA已认定是一种安全的物质,可添加在一般食品,许多报导显示老鼠口服酵母β-1,3葡聚糖,可增加强腹膜细胞抗菌之吞噬作用。

此外,葡聚糖尚有清除游离基、抗辐射、溶解胆固醇,预防高脂血症作用及抵抗滤过性病毒、真菌、细菌等引起的感染。故广泛用于医药、食品、化妆品等行业。

时下酵母葡聚糖已实现产业化,葡聚糖制成的凝胶常用来进行生化分离,如柱层析

用蔗糖发酵,得到一种化学改性的葡聚糖,商品名为交联葡聚糖。这种葡聚糖的分子中有交联网状结构,可作分子筛使用,使低分子量的化合物与高分子量的化合物分开。

资源食品

众所周知,面包酵母是一种单细胞微生物,含蛋白质50%左右,氨基酸含量高,富含B族维生素,还有丰富的酶系和多种经济价值很高的生理活性物质。几千年前,人类就用面包酵母发酵面包和酒类,在现代食品工业方面,广泛用作人类主食面包、馒头、包子、饼干糕点等食品的优良发酵剂和营养剂。

随着生物技术发展,科学家们从面包酵母细胞壁中萃取出一种称为”Beta 葡聚糖”的物质,具有良好功能,如今能在食品工业中广泛使用,据悉,它主要有以下显著功效:

1、 提高机体抵抗病毒、细菌等感染的能力。

2、 有效调整体内消化道的微生态,促进体内有益菌的增殖及肠道内有害物的排泄。

3、 能降低体内胆固醇含量,可降低体内低密度脂蛋白含量,并增加高密度脂蛋白的含量。

4、 有效改善末梢组织对胰岛素的感受,降低对胰岛素的要求,促进葡萄糖恢复正常,对糖尿病有明显的抑制和预防作用。

5、 刺激皮肤细胞活性,增强皮肤自身的免疫保护功能,高效修护皮肤,减少皮肤皱纹产生,延缓皮肤衰老。

6、 增强动物对病菌的抵抗能力,促进其生长,提高动物的生产性能及饲料利用率。

据研究,酵母葡聚糖主要存在于酵母细胞壁中,其主链结合是β(1→3)葡聚糖、侧链为β(1→6)葡聚糖,这种结构有别于一般糖类的线形分子结构,而是一种独特的三重超微螺旋结构。它这种特殊的超微螺旋型分子结构是免疫活性最强且最易被人体吸收的形式。

适宜人群

经常出差、生活无规律、交际应酬多的白领人士;中老年人、体质虚弱者、病人特别是重症患者(放、化疗患者);其它亟需调节免疫力者。β-葡聚糖白色念珠菌细胞壁含量最高的多糖。根据β-葡聚糖溶解性可以分为不溶性和可溶性β-葡聚糖,其中可溶性β-葡聚糖包括碱溶性和酸溶性的葡聚糖。根据糖链结构差异可分β-(1→3)-葡聚糖和β-(l→6)-葡聚糖。甲基化作用和CNMR分析研究证明,酸溶性葡聚糖来源于酵母,菌丝体和菌丝形成细胞,是一种高度分支的1→4链连接的聚合物。酵母细胞和菌丝细胞壁中的不溶性葡聚糖由30%~40%的β-(1→3)-葡聚糖和43%~53%的β-(1→6)-葡聚糖的混合物组成。通过急性毒性试验发现,白色念珠菌β-葡聚糖对小鼠各脏器除肝脏以外,未见明显的毒性作用,而且急性毒性试验表明,不溶性β-葡聚糖的安全范围大于可溶性β-葡聚糖,值得进一步研究其药效学作用。

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