Cтраница 1
Выделение полисахаридов ГМЦ в чистом виде является ключевым этаном, предваряющим все операции по установлению их строения. [1]
Для выделения полисахаридов применяют разнообразные методы осаждения этих веществ из разбавленных растворов. Если для вымывания применялись спиртовые растворы солей, фракции, содержащие один и тот же компонент, объединяют, концентрируют в вакууме и диализуют, после чего полисахариды осаждают из концентрированных растворов спиртом. [2]
Процесс выделения полисахаридов можно облегчить путем изменения поверхностных свойств - микроорганизма-продуцента ( например, за счет удаления поверхностного полимерного ма териала типа липополисахаридов): В подобных-мутантных культурах происходит аутоагглютинация и спонтанная-флоку-ляция, что уменьшает число необходимых операций центрифугирования. Однако нужно внимательно следить за тем чтобы у таких мутантов клеточный материал, например белки, не утекал из периплазматического пространства или не происходил лизис с загрязнением конечного продукта. К другим изменениям относятся мутации капсулообразующих организмов, приводящие к появлению стабильных, образующих слизи бак терий, а также получение устойчивых к фагам мутантов, что уменьшает риск заражения фагом в процессе производства. [3]
При выделении полисахаридов приходится решать три задачи разной степени сложности: а) наиболее простая - отделение низкомолекулярных веществ; б) отделение биополимеров неуглеводной природы; в) наиболее сложная - разделение смесей полисахаридов. Нужно оговориться, что эти три задачи редко являются последовательными этапами выделения. Чаще применяемый метод выделения позволяет решить сразу две, а иногда и все три задачи одновременно. [4]
Описано [183] выделение полисахаридов ГМЦ из сырья, обработанного метанольным раствором метилата натрия. Последний служит мягким гидролизующим агентом, разрушающим сложно-эфирные связи полисахаридов, образованные с участием фенолокис-лот. Деструкция этих связей приводит к снижению прочности клеточных стенок и ослаблению взаимодействия полисахаридов ГМЦ с неуглеводными компонентами, что позволяет в дальнейшем экстракцией водой с достаточно высоким выходом извлекать ГМЦ. [5]
Из-за трудностей выделения водорастворимых полисахаридов в чистом и неизмененном виде не всегда удается различить однородные и смешанные галактаны. По мере углубления исследований строения и состава галактанов пришли к мнению, что в древесине хвойных, а также, вероятно, и лиственных пород присутствуют скорее всего не гомогалактаны, а смешанные галактаны, в том числе кислые, содержащие звенья уроновых кислот. Из смешанных галактанов в древесных породах наиболее распространены разветвленные арабиногалактаны разного строения. Арабиногалактан характерен для древесины лиственницы разных видов. Степень разветвленное ( число и длина боковых ответвлений) варьируется. [6]
Наиболее обычным приемом выделения полисахаридов из водных растворов является осаждение смешивающимся с водой органическим растворителем, причем в подавляющем большинстве случаев применяется этиловый спирт. Известно, что в 80 6-ном спирте значительно растворимы низкомолекулярные вещества, экстрагируемые из биологических объектов вместе с полисахаридами, в том числе и многие олигосахариды. Полисахариды при такой концентрации спирта, как правило, выпадают в осадок. Таким простым приемом, как осаждение спиртом, часто можно избавиться от низкомолекулярных примесей. Гораздо реже в качестве осадителей применяют метанол, ацетон, уксусную кислоту и некоторые другие растворители. [7]
Хотя в первоначальном методе выделения полисахаридов пневмококков использовались 3 части реагента па 1 часть исходного материала, позднее было найдено, что применение равных объемов дает удовлетворительные результаты. [8]
Трудности, связанные с выделением полисахаридов, наложили существенный отпечаток на методы установления строения этих соединений. Достоинства современных методов определяются в первую очередь количеством требуемого для исследования материала. Снижение затрат вещества является главной тенденцией в разработке новых подходов к выяснению полисахаридных структур. [9]
Отсюда следует, что для выделения полисахаридов гемицеллюлоз необходимо отделение их от других компонентов, а затем разделение на отдельные полисахариды. Решение этих двух главных задач и лежит в основе получения чистых препаратов полисахаридов. [10]
Наконец, реальную опасность при выделении полисахаридов представляет деструкция под действием ферментов. Растворы полисахаридов могут служить средой для роста микроорганизмов, попадающих туда из воздуха лаборатории. Для предотвращения расщепления полисахаридов ферментами микроорганизмов к растворам прибавляют толуол, тимол или хранят их при низкой температуре. О предосторожностях при использовании ферментных препаратов для очистки полисахаридов было сказано выше. [11]
Заслуживает особого внимания применение высокомолекулярных комплексообразователей для выделения полисахаридов. Простейшим примером могут служить комплексы целлюлозы с амилозой39 или растительными галактоманнанами89, образование которых объясняется сходством линейно построенных молекул этих соединений. Наиболее избирательным методом осаждения полисахаридов является действие соответствующих антисывороток41, применяемое в аналитических и, гораздо реже, в препаративных целях ( подробнее об антигенных свойствах полисахаридов и явлении иммунитета см. стр. [12]
Эту методику, возможно с небольшими изменениями, можно применять для выделения ацетилированных полисахаридов из других растительных источников. [13]
Хотя методы выделения полисахаридов чрезвычайно разнообразны и невозможно описать стандартную процедуру, существует ряд общих требований и подходов к проблеме выделения, которые будут изложены ниже. [14]
Следует отметить, что единая схема, пригодная для выделения и фракционирования гемицеллюлоз из любой растительной ткани на отдельные полисахариды вряд ли возможна, поскольку каждая ткань имеет свои структурные особенности и разный состав полисахаридов. По этой причине при выделении полисахаридов чаще руководствуются различными приемами, ранее проверенными для аналогичных полисахаридов. При необходимости получения чистого 4 - О-метилглюкуроноксилана в значительных количествах из лиственной древесины может быть рекомендован нижеприведенный метод. [15]