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生物活性多糖 蕨麻多糖提取纯化及生物活性研究进展

[2020年09月08日 18:39] 来源: 中国中医药信息 编辑:小编 点击量:0
导读:沈蓉++刘迪生++侯晨晨++刘迪++程菊++白德成摘要:蕨麻为传统中药,且为藏醫常用草药,首要散布于我国甘肃、青海、西藏等地。蕨麻多糖是蕨麻的多种活性成分之一,近年来国内外学者对其进行了开始研讨,显现其具有抗氧化、抗变老、抗菌、调理免疫、调理血糖等多种成效。本文对近年蕨麻多糖的提取、纯化、生物活性研讨进行总述

沈蓉++刘迪生++侯晨晨++刘迪++程菊++白德成

摘要:蕨麻为传统中药,且为藏醫常用草药,首要散布于我国甘肃、青海、西藏等地。蕨麻多糖是蕨麻的多种活性成分之一,近年来国内外学者对其进行了开始研讨,显现其具有抗氧化、抗变老、抗菌、调理免疫、调理血糖等多种成效。本文对近年蕨麻多糖的提取、纯化、生物活性研讨进行总述,为深化研讨及开发运用供给思路。

关键词:蕨麻多糖;提取;纯化;生物活性;总述

DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.08.031

中图分类号:R284.2;R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2017)08-0125-04

Research Progress in Extraction, Purification and Bioactivities of Potentilla Anserine Polysaccharide SHEN Rong1, LIU Di-sheng2, HOU Chen-chen1, LIU Di1, CHENG Ju1, BAI De-cheng1 (1. School of Basic Medical Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; 2. The First Hospital of Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)

Abstract: As a common Tibetan medicine, Potentilla anserine L. is a kind of important Chinese materia medica, which is mainly distributed in Gansu, Qinghai and Tibet Provinces. As the active constituent from Potentilla anserine L., potentilla anserine polysaccharide has received initial research by researchers in abroad and at home. It is suggested that potentilla anserine polysaccharide exhibits various functions including antioxidation, anti-aging, immunoregulation, inhibiting bacteria and anti-diabetic. This article reviewed the research on extraction, purification and bioactivities of potentilla anserine polysaccharide, which is expected to provide ideas for the further study and research and development.

Key words: potentilla anserine polysaccharide; extraction; purification; bioactivities; review

蕨麻为蔷薇科植物鹅绒委陵菜属植物蕨麻Potentilla anserina L.的块根。藏名又称戳玛、卓老洒曾、延寿草、仙人果等。首要产于我国华北、东北和西北等地,遍及于海拔500~4100 m山坡草地及草甸。《新华本草大纲》载青藏高原产蕨麻块根发育最良。蕨麻因根块膨大、富含淀粉,产地居民常将其用于日常饮食,以为具有补养效果,食之益人。蕨麻性甘、味温,可养阴生津、益胃健脾、益补血气,兼止血、止泻、止咳成效,能治妇人崩中、下血、吐血、痈疮疟疾、脾虚腹泻、下痢等[1]。藏医学作品《月王药诊》载治“小肠出血,枯燥,粘连胃壁,眼不闭合之症”;《四部医典》亦记载蕨麻医治出血症及脾胃衰弱等疾病。近年来,蕨麻在中医临床上也有广泛应用,如医治狼疮性肾炎、缓慢肾功用衰竭、大病初愈身体衰弱

基金项目:甘肃省中小企业立异基金(1205FCCA27);中心高校根本科研业务费专项基金(lzujbky-2016-61)

通讯作者:白德成,E-mail:bdc@lzu.edu.cn

等。因而,蕨麻具有较高的食用和药用价值。

蕨麻含有多种化学成分,如多糖、萜类、酚类、黄酮类等[2-4],其间蕨麻多糖具有清晰的生物学活性,可发挥抗氧化应激、抗变老、调理免疫、抗炎、抗菌等多方面的药理效果。本文就蕨麻多糖的提取、纯化及其生物活性进行收拾,为蕨麻开发运用及后续研讨供给参阅。

1 提取工艺

蕨麻多糖有多种提取办法,一般用水、稀盐或稀碱溶液提取得到粗多糖,酸性条件下温度过高易引起糖苷键开裂,故也可选用复合酶热水浸提法。

常见提取办法为水提醇沉法。将蕨麻破坏,石油醚等有机溶剂脱脂,按必定液料比参加蒸馏水,沸水浴中提取一段时刻,取上清液参加乙醇或甲醇沉积,过夜后离心,沉积顺次用无水乙醇、丙酮、乙醚洗刷,冷冻枯燥,制得蕨麻粗多糖。此办法将温度、时刻、料液比作为单要素条件,别离测定不同条件下蕨麻多糖的提取率,以断定合适蕨麻多糖提取的最佳工艺条件。经过3种单要素正交试验和极差剖析,提取温度为90 ℃,时刻为1 h,料液比为1∶15,多糖的提取率为5.72%±0.37%[5]。该办法3种要素中料液比对提取率影响最大,其次是时刻、温度,故挑选适合的料液比至关重要。跟着料液比的进步,多糖得率呈现先升后降的现象;跟着温度的升高,多糖向提取液的传质速率添加,黏度逐步下降,有利于安排中多糖浸出,但温度过高会导致多糖降解乃至失活。因而,选用不同的办法所得到的多糖浓度及组分也有差异。

丁耀光等[6]运用索氏提取法和超声波辅佐提取法提取蕨麻粗多糖后纯化,苯酚-硫酸法测定多糖含量并制作规范曲线。结果标明,索氏提取法多糖含量为14.34 mg/g,超声波辅佐提取法蕨麻多糖含量高达24.25 mg/g。

王峰等[7]以水为溶剂,微波辅佐提取蕨麻多糖,得到最佳工艺条件为液固比3、浸提温度90 ℃、浸提时刻120 min,Sevage法除蛋白后蕨麻多糖均匀含量可达83.9 mg/kg。

高丹丹等[8]树立了蕨麻多糖的提取率数学模型,用Box-Behnken中心组合试验规划原理优化提取工艺。选用水提醇沉法提取蕨麻粗多糖,以丙酮、乙醚除掉杂质,剖析多糖的最佳提取调件为液料比(mL/g)20.3∶1、浸提时刻4.4 h、温度82 ℃,蕨麻多糖提取率可达24.53%±0.24%。

陈炼红等[9]用复合酶水解法提取蕨麻多糖,在单要素试验的基础上对复合酶配比和提取工艺进行正交试验。结果标明,纤维素酶、果胶酶及木瓜蛋白酶三种酶的最佳酶配等到酶解时刻为60 min,复合酶法提取法的优化工艺条件为料液比1∶30、pH值4.5、温度45 ℃,蕨麻多糖得率为8.12%,优于惯例水提法。

2 纯化工艺

提取得到的蕨麻粗多糖为多种单糖、蛋白质、色素等的混合物,杂质存在添加了多糖的吸湿性,其所带电荷可吸附很多其他杂质,使杂质去除变得更为困难。此外,蛋白质吸附多糖,添加了多糖的分级、别离难度。故不能以一般化合物的纯度规范来衡量,需经纯化、别离才干得到必定分子量规模的均一组分即纯品多糖。

脱蛋白首要办法有酶法、Sevage法、酶法+Sevage法。酶法依据酶解时刻、pH值、酶用量、酶解温度4个单要素断定工艺条件,以脱蛋白率和多糖提取率为首要点评目标。该法契合对多糖组成、结构、功用的研讨需求,操作条件较平稳,能较好坚持多糖活性,防止运用有机试剂发作的损害。Sevage法是在蕨麻粗多糖溶液中,加必定体积Sevage试剂(氯仿与正丁醇按必定份额混合),充沛混匀后静置一段时刻,于分液漏斗中分层后弃去基层有机溶剂层及中心的蛋白质层。需重复屡次方能到达较好的脱蛋白质效果,故除单要素外,还需考虑次数对脱蛋白效果的影响。该法以蛋白质的去除率为首要点评目标,较好的脱蛋白工艺为静置10 min、摇振30 min、氯仿∶正丁醇(V/V)5∶1、料液比1∶1[10]。酶法+Sevage法是运用最优计划酶法和Sevage法相结合的脱蛋白法,在蛋白酶最佳工艺条件下,可进步蕨麻多糖脱蛋白率、下降损失率。

纯化的蕨麻多糖呈白色,但因提取办法缺点和植物安排成分复杂性,提取的蕨麻多糖液多呈褐色、黄色或赤色,对其别离、纯化、定量、定性、结构测定、药效试验均有较大影响。因而,脱色在蕨麻多糖纯化过程中也十分重要。常用脱色办法有活性炭法和树脂吸附法。活性炭可吸附芳香族有机物,对不带电荷的物质吸附力较强,而对带电荷的物质吸附力较弱;树脂吸附法选用的树脂理化性质安稳,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受盐类及低分子化合物的影响,可有挑选地吸附有机物质。

纯化后的蕨麻多糖由多种单糖成分组成,可用超离心、高压电泳、层析及高效液相色谱法等剖析各组分。刘春兰等[11]选用水提法提取蕨麻粗多糖后,以酶法脱淀粉及蛋白,经纸层析及高效液相色谱剖析,得出蕨麻多糖组分包含阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸,为酸性杂多糖。夏莲等[12]用毛细管电泳剖析法,以1-萘基-3-甲基-5-吡唑啉酮作柱前衍生剂,水提醇沉并经Savage法脱蛋白后,从蕨麻多糖中精密别离出9种单糖组分,其间阿拉伯糖、半乳糖及半乳糖醛酸含量最高,其次为葡萄糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸,木糖、甘露糖及岩藻糖含量较低。

3 生物活性

中药的多糖成分作为中药新药开发的重要方向之一,遭到学者重视,其生物活性及药理效果机制也成为研讨热门。蕨麻多糖生物活性首要体现在抗氧化应激、抗变老、免疫调理、抗菌等方面。

3.1 抗氧化及变老

蕨麻多糖可经过铲除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟自由基对立氧化应激,下降细胞内活性氧及自由基水平,然后按捺细胞凋亡[13]。选用必需微量元素硒润饰蕨麻多糖,硒化润饰的蕨麻多糖体外抗氧化才能及自由基铲除率可显着进步[14]。

韦薇等[15]树立重生SD鼠心肌细胞缺氧损害模型,调查不同浓度蕨麻多糖对心肌细胞损害的维护效果;树立小鼠常压缺氧模型,予不同浓度蕨麻多糖灌胃。结果标明,蕨麻多糖能显着下降心肌细胞乳酸脱氢酶漏出、改进心肌细胞生机可进步缺氧小鼠存活率、延伸生计时刻。

张永慧等[16]树立大鼠脑缺血再灌注模型,术前接连予蕨麻多糖7 d。结果标明,蕨麻多糖能显着改进缺血再灌注引起的神经体系功用缺失、下降脑安排炎症因子丙二醛(MDA)、肿瘤坏死因子-α及白细胞介素(IL)-1β含量,进步脑安排抗氧化才能。

研讨标明,予蕨麻多糖后选用过氧化氢诱导小鼠脾脏淋巴细胞凋亡,能显着改进脾淋巴细胞氧化损害、削减细胞内凋亡小體构成,在必定规模内呈剂量依赖性[17]。低浓度蕨麻水提物可呈剂量依赖性铲除DPPH自由基,按捺肌纤维细胞IL-6发作,对细胞骨架纤维肌动蛋白及人结肠细胞内细胞因子的表达均有必定的调理效果[18]。此外,蕨麻水提取物可添加小鼠脑、肝及血清中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性,下降MDA水平,进步脑内Na+-K+-ATP酶水平,推迟D-半乳糖所造成的变老,改进学习回忆才能[19]。

3.2 调理免疫

免疫体系具有重要的防护屏障效果,免疫功用低下将导致机体内环境的安稳性下降、易理性添加。用环磷酰胺诱导BALB/c小鼠免疫按捺模型,予蕨麻多糖接连预处理5 d再予环磷酰胺,可缓解环磷酰胺诱导的免疫按捺小鼠胸腺及脾脏安排萎缩,改进免疫按捺剂对安排超微结构的影响,促进脾淋巴细胞增殖,活化单核-巨噬细胞体系,影响吞噬细胞吞噬功用的发挥,改进血清炎症因子IL-10、干扰素-γ(IFN-γ)水平,显着进步免疫按捺小鼠的免疫功用[20-21]。不同浓度的蕨麻多糖可改进急性低剂量镉染毒小鼠的脾、胸腺指数,添加CD3+、CD4+的脾淋巴细胞数目,促进镉染毒小鼠脾淋巴细胞排泄IFN-γ及可溶性淋巴细胞活化基因-3[22]。体外试验标明,蕨麻多糖可经过激活鸟苷酸环化酶进步小鼠脾淋巴细胞内环磷酸鸟苷水平,然后发挥免疫调理效果,还可升高细胞内Ca2+水平、影响蛋白激酶C信号通路、活化淋巴细胞,对细胞内花生四烯酸信号分子的表达亦有调理效果[23]。此外,蕨麻多糖可进步大鼠运动才能,按捺运动性免疫机能低下的发作,加速运动后的机体康复[24]。因而,蕨麻多糖对机体的免疫功用具有显着的调理效果。

3.3 抗菌

蕨麻多糖的抗菌效果屡有报导。Tomczyk M等[25]研讨发现,蕨麻水提物对幽门螺旋杆菌有显着的按捺效果,且对革兰氏阳性菌(藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)也有必定的按捺效果,但对革兰氏阴性菌无显着按捺效果。郝博慧[5]研讨标明,0.5%蕨麻多糖可按捺志贺菌,按捺时刻可达24 h,1%、3%蕨麻多糖可别离按捺大肠杆菌和沙门氏菌,按捺时刻可达8 h。此外,蕨麻水提物对6种食物污染菌(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、志贺菌、蜡样芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌及沙门氏菌)均有必定的按捺效果[26-27]。

3.4 调理血糖

研讨标明,蕨麻多糖具有伏格列波糖、阿卡波糖样效果,可按捺α-葡萄糖苷酶的纯酶活性,提示或许具有推迟单糖吸收、下降餐后高血糖的效果[28]。夏勇等[29]接连予四氧嘧啶高血糖模型小鼠蕨麻及麦冬混合水提物(剂量为3 g/kg)30 d,模型组空腹血糖显着改进,且糖耐量随提取物剂量添加呈增高的趋势,提示蕨麻及麦冬混合提取多糖对高血糖小鼠血糖有调理效果。

3.5 其他

此外,蕨麻多糖可改进四氯化碳诱导的急性肝损害,显着下降血清丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶水平,改进肝功用、下降肝脏的脂质过氧化[30]。

陈修红等[27]研讨标明,蕨麻水提物除抑菌效果外还可显着按捺人肝癌细胞HepG2的活性及体外增殖,提示或许具有潜在的抗肿瘤活性。

Guo T等[31]研讨标明,蕨麻多糖具有镇咳祛痰的效果,可下降化学影响引起的小鼠气道痉挛,削减咳嗽频率。

4 展望

跟着对蕨麻研讨的深化,蕨麻多糖的成分及生物活性已逐步成为研讨热门。蕨麻多糖因其多种生物活性,具有宽广的研讨和开发远景。现在,蕨麻提取及生物活性相关研讨较多,但多运用蕨麻提取物的混合组分,该类混合物除多糖外,还含有萜类、黄酮类、酚类等多种成分,故不能阐明蕨麻多糖效果;此外,蕨麻多糖详细有效成分及其效果机制尚不清晰;一起,因为原材料及提取办法等方面的局限性,蕨麻多糖的化学成分存在差异,尚缺少规范化研讨。因而,为充沛开发蕨麻多糖药用价值,其研讨还有待于进一步深化。

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(收稿日期:2016-06-27)

(修回日期:2016-07-15;修改:向宇雁)

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