引言
香菇多糖(lentinan，LNT)是從香菇子實體中分離得到的一類活性物質，研究表明分子量在400000～800000的香菇多糖具有顯著的抗病毒、抗腫瘤、調節免疫功能和抗感染活性[1]，還有研究證明其對艾滋病有很好的療效，在臨床上具有很好的應用前景。香菇多糖的藥效與多糖的分子量及純度有很大關系。目前已報道的分離純化香菇多糖的方法有有機溶劑沉淀法[2]、離心沉淀色譜法[3]、陰陽離子交換樹脂法[4]、酶解法[5]、凝膠層析法[6]等，但有機溶劑法易引入有害物質，安全性受到質疑;色譜法設備昂貴、復雜，成本太高;酶解法簡單易行，收率卻不高;而離子交換法僅對兩性的蛋白質有去除作用，卻不能去除中性雜質。近二三十年來，利用有機膜超濾來純化精制香菇多糖的技術研究倍受人們的關注，通過有機膜超濾可將香菇多糖純度提高到7414%，而將有機膜超濾和滲濾結合則可將香菇多糖純度提高到8014%，但實踐證明有機膜始終存在著不能解決膜污染、不能抗高壓和高溫等問題[10]。
本文以45%的香菇多糖粗品為研究對象，先用活性炭預處理，再用陶瓷膜超濾法進行純化精制。采用合適孔徑的無機陶瓷膜超濾來純化香菇多糖，既體現了超濾無相變、無溶劑污染、容易保持生物分子的活性、操作簡單可靠等優點，又可彌補有機膜的諸多缺點。
1材料與方法
1.1實驗材料
45%香菇提取物，上海康舟真菌多糖公司;次氯酸鈉，D2無水葡萄糖、苯酚、考馬斯亮藍G2250、活性炭、磷酸，化學純，北京化學試劑公司;牛血清白蛋白，Sigma公司。
1.2實驗儀器
陶瓷膜超濾裝置膜截流分子量50000，膜組件形式管式，江蘇久吾高科;UV22800紫外可見分光光度計，上海日立有限公司;GL220G高速冷凍離心機，上海安亭科學儀器廠;真空低溫冷凍干燥箱，上海精宏實驗儀器公司;BS223S電子天平，北京Sar2torius儀器系統有限公司。
1.3實驗方法
1.3.1藥液的制備
將45%的香菇多糖粗品，在37℃水浴條件下溶于去離子水配制成415mg/mL的香菇多糖粗品溶液，冷卻至常溫，抽濾除去不溶物，測定其蛋白質含量、多糖含量[12]及色值[13]。
1.3.2不同量的活性炭預處理藥液
將活性炭用90%的乙醇浸泡2h，抽濾;再用去離子水浸泡攪拌2h，抽濾，重復2次后烘干備用。取5份100mL/份藥液，加入不同量的處理后的活性炭，攪拌2h，靜置015h后抽濾。測定溶液中蛋白質含量、多糖含量及色值后將濾液放入真空干燥低溫冷凍箱干燥[2]得多糖干制品，稱重，計算多糖純度和收率。
1.3.3陶瓷膜超濾
將415mg/mL的香菇多糖粗品溶液加1%的活性炭，攪拌5h，靜置015h后抽濾。將抽濾液在不同的超濾溫度、跨膜壓差和膜面流速下進行超濾。每次試驗取500mL抽濾液裝入料槽中，開泵超濾，開機穩定后，量取4min內的濾過液，重復3次求平均值，計算超濾通量[13]。將截流液進行全循環，當濾出液體積達到400mL時，往料槽中加入100mL蒸餾水，繼續超濾，直到濾出液體積達到500mL為止。將截流液測定蛋白含量及多糖含量后放入真空低溫冷凍干燥箱得多糖干制品，稱重，計算多糖純度和收率。
2結果與討論
2.1活性炭用量對香菇多糖粗品純化效果的影響
香菇多糖粗品中成分復雜，除了有效成分香菇多糖外，還含有大量的寡糖、有機大分子色素、蛋白質等，這些無效成份不僅對香菇多糖的純度、成色有很大的影響，還增加了超濾過程的能耗。依據活性炭對有機大分子色素以及蛋白質等雜質具有較強的吸附能力的特點[14]，用不同量的活性炭處理香菇多糖粗品溶液，純化結果如圖1所示。
由圖1(a)可以看出，活性炭脫色效果隨其用量的增加而增強，在0～1%范圍內脫色效果增強幅度較大，此后增強幅度減小，當活性炭用量增加到1.5%時，脫色率趨于穩定，多糖溶液已基本無顏色，溶液澄亮。在圖1(a)中還可以看出無論活性炭用量多少，蛋白質去除率基本上都在10%左右，說明活性炭只對很少一部分蛋白質有吸附作用，不能作為主要的除蛋白方法。
由圖1(b)可以看出，隨著活性炭用量的增加，除雜率不斷上升，多糖干制品中的多糖純度也隨之增大，但同時多糖損失也不斷增加，多糖收率隨之降低。當活性炭用量大于1%時，干制品中多糖純度基本趨于穩定，但多糖收率卻降低不少，說明活性炭吸附色素等雜質的同時，將一部分的香菇多糖也吸附了，而且當溶液中雜質越少時增加活性炭用量，多糖損失越大。綜合考慮，1%的活性炭用量為最優。
2.2超濾條件的確定
2.2.1不同膜面流速下跨膜壓差對膜通量的影響在3.3K下，選擇截留分子量為50000的濾膜對香菇多糖粗品溶液進行超濾。不同的膜面流速(u)下，壓差對膜通量的影響見圖2。
當壓差小于0105MPa時，即使膜面流速再大，膜通量也很小，說明在此范圍內，壓差是影響膜通量的主要因素;當壓差為0105～012MPa時，壓差大、膜面流速高的料液通量明顯大于小壓差、低流速時的通量，這是由于壓力的增大和膜面流速的提高都可使溶液通過濾膜的動力增大，故通量明顯增大;當壓差達012～013MPa時，膜通量基本趨于恒定，若繼續增大壓力，則耗能高，不經濟;膜表面濃差極化效應增加，導致通量增加減少;并且通透性越高，一部分香菇多糖分子隨雜質透過，導致收率降低。綜合考慮，選擇超濾壓差為012MPa。
2.2.2膜面流速對膜通量的影響
在3.3K、012MPa下對香菇多糖粗品溶液進行超濾，膜面流速對膜通量的影響如圖3。膜面流速越高，膜通量衰減越小，超濾穩定時的膜通量越大。這是由于膜面流速提高時，對膜表面的沖擊比較大，減小了膜表面濃差極化效應，使得膜通透性提高，膜通量增大。由圖3可以看出，當膜面流速大于415m/s時，膜通量隨流速增加而增加的幅度已非常微小，結合2.2.1節結果，選擇膜面流速為415m/s。
2.2.3超濾溫度對膜通量的影響
調節膜面流速415m/s、跨膜壓差012MPa對香菇多糖粗品溶液進行超濾，溫度對膜通量的影響見圖4。相同條件下，溫度越高，膜通量越大。這是因為在一定范圍內，溫度升高使溶液黏度下降，擴散系數和傳質系數增大，且多糖溶解度增大，濃差極化效應減小，故通量在高溫時較大。但考慮到多糖在高溫下可能會分解成單糖而影響多糖收率，而且超濾溫度越高能耗越高。綜合考慮，選用40℃為超濾溫度。
2.3陶瓷膜超濾與有機膜超濾的比較
將經過1%活性炭預處理，在超濾溫度40℃、跨膜壓差0120MPa、膜面流速415m/s下超濾得到的香菇多糖粗品溶液測定蛋白含量和色值，計算得多糖粗品脫色率為9812%，蛋白質去除率為81.0%;然后放入真空低溫冷凍干燥箱得多糖干制品，稱重，計算得其多糖純度為8917%，收率為7716%。比通過有機膜超濾香菇多糖的純度[8]提高了1512%，比有機膜超濾和滲濾結合純化香菇多糖的純度[9]提高了913%。
由于有機膜材質為高分子材料，形成有機膜的中空纖維絲強度低，在一定壓力下易變形，且在溶劑中易溶漲，從而影響膜的分離性能;而陶瓷膜由無機氧化物在高于1800℃高溫燒結而成，膜孔為剛性，不易被壓縮變形，在溶劑中不會發生溶脹，穩定性好，分離性能穩定。
另外，有機膜結構為海綿狀或雙皮層，這種結構在超濾過程中易于堵塞，清洗困難，且容易被壓實而形成不可逆的膜污染，從而導致膜通量迅速降低、膜分離性能不穩定。而陶瓷膜具有多層不對稱結構的微孔，不易形成深層污染，在超濾過程中膜通量穩定，純化效果良好。且由于陶瓷膜優越的耐酸堿、耐高溫特性，對于絕大多數污染物，均可以采用一種適當的清洗劑、清洗工藝使膜再生，而不用考慮清洗劑對膜材質本身的影響。另外，非對稱結構的陶瓷膜還可采用反沖的方法清除膜表面污物。
3結論
用1%活性炭對香菇多糖粗品預處理后，采用截留分子量為50000的陶瓷膜超濾。超濾條件為溫度40℃、跨膜壓差0120MPa、膜面流速415m/s。在此條件下，多糖粗品脫色率達9812%，蛋白質脫除率為81.0%，多糖純度從45%提高到8917%，收率為7716%。