*楊源濤段升仁孫麗娜* 林宇童葛俊柯王雪怡
(1.黑河學(xué)院理學(xué)院 黑龍江 164300 2.北京國康本草物種生物科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 北京 100089)
植物多糖的研究進(jìn)展
*楊源濤1段升仁2孫麗娜1* 林宇童1葛俊柯1王雪怡1
(1.黑河學(xué)院理學(xué)院 黑龍江 164300 2.北京國康本草物種生物科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 北京 100089)
植物多糖類化合物具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤活性以及降血糖、降血脂活性和抗氧化等功能,大多數(shù)多糖毒性較小,在預(yù)防疾病方面優(yōu)于其他化合物,因此多糖的應(yīng)用具有廣闊的前景。本文對植物多糖的提取與藥理作用進(jìn)行簡單闡述,為以后植物多糖的進(jìn)一步研究提供參考和指導(dǎo)。
植物多糖;提??;藥理作用
植物多糖是指自然界中普遍存在的由許多相同或者不同的單糖α-或者β-糖苷鍵組成的化合物。天然植物多糖廣泛地存在于植物體內(nèi),是植物體內(nèi)極其重要的生物大分子,同時也是維持和保證生物體生命活動正常運轉(zhuǎn)的基本物質(zhì)之一,植物多糖的來源相對比較廣泛并且沒有細(xì)胞毒性。因而,對多糖的深入研究就會為探索和發(fā)展多糖類的藥理作用、應(yīng)用等方面提供良好的理論基礎(chǔ)。
由于植物細(xì)胞壁比較牢固,提取植物多糖的首要工作進(jìn)行細(xì)胞破碎;由于植物的細(xì)胞壁多是由脂質(zhì)包圍,在提取前應(yīng)進(jìn)行脫脂操作。目前植物多糖的提取方法大致有:溶劑浸漬提取、生物酶溶解提取、超聲輔助提取、微波輔助提取、超臨界流體萃取等方法。
(1)溶劑提取法。溶劑提取法是一種利用植物多糖在有機(jī)溶劑中的溶解度及其他的物理性質(zhì)記進(jìn)行植物多糖提取的方法。主要操作是在其提取液中加入適量的乙醇溶液,使植物多糖從提取液中沉淀出來。
比較常用提取方法有:熱水提取法。此方法需要在操作過程中嚴(yán)格地去控制酸和堿的濃度,因為某些植物多糖在酸性或堿性較強(qiáng)時,很可能會造成糖苷鍵的斷裂。
李艷紅等人采用了傳統(tǒng)的熱水浸漬提取法提取出了山楂中的植物多糖,實驗表明,提取的最佳條件為:實驗溫度為80℃左右為宜,提取時間5.5~6h范圍為宜,液固比約15ml/ g時為宜,山楂植物多糖的提取率為約為1.67%。
(2)超聲波提取法。超聲波提取法也是一種比較常見的提取方法,其主要原理是利用超聲波的一些特性,比如,超聲波輻射會產(chǎn)生相應(yīng)的空化作用、還有熱學(xué)作用及機(jī)械作用,從而使植物多糖盡量多的提取出來。此方法的提取效率很高。
曲曉蘭等人曾采用了超聲波提取法,提取出了馬齒莧中的植物多糖,實驗得出了最佳的提取工藝。在60℃的溫度條件下,加入10倍量的水,再利用超聲波提取45min左右,有效提取2至3次。然后,跟傳統(tǒng)水浸漬提取法相比,超聲波法的提取效果遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法,提取率高,還比較節(jié)省時間。
(3)微波提取法。微波提取方法是一種比較新型的萃取方法,其提取的主要原理是利用高頻率電磁波的特性,使細(xì)胞內(nèi)的溫度急劇上升,細(xì)胞內(nèi)的壓力增大,促使細(xì)胞壁的破裂。使植物多糖得到釋放,溶解在溶劑當(dāng)中,從而被提取。選用這種方法有很多優(yōu)勢在于對提取物的選擇性較高、提取物的提取效率較高、萃取液的萃取時間較短、實驗安全且無污染。但這種方法只適用于對熱穩(wěn)定的提取物。
吳瓊英、戴偉利等人,采用了微波輔助法,在提取條斑紫菜中的植物多糖時,尋找到了實驗的最佳提取條件為:微波功率180W、料液比1:40、微波時間8min左右。在此條件下實驗,植物多糖的提取率大約為5.358%。
(4)生物酶提取法。生物酶提取法是利用生物酶能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特性,從而促使細(xì)胞內(nèi)容物中的植物多糖釋放出來的一種方法。主要操作為,利用生物酶對細(xì)胞壁進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,使?xì)胞壁軟化并改變其通透性,從而使細(xì)胞內(nèi)容物的溶出增加。這種辦法能夠很好的提高植物多糖的提取率。
董玉瑋等人采用纖維素生物酶、植物蛋白水解生物酶和果膠生物酶,針對靈芝進(jìn)行相應(yīng)的提取實驗。通過相應(yīng)的對比實驗進(jìn)行比較提取效果,就這3種生物酶提取率相比較,纖維素酶的提取效果為最好。
植物多糖研究日益受到關(guān)注,21世紀(jì)甚至被稱為是多糖的世紀(jì);科學(xué)實驗研究表明,許多植物多糖均具有生物活性,也具有包括免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降低血糖血脂、抗輻射、抗菌抗病毒、保護(hù)肝臟等在內(nèi)的保健作用。
(1)免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤作用。多糖對于免疫系統(tǒng)有著重要的調(diào)節(jié)作用,它不僅能夠激活T淋巴免疫細(xì)胞、B淋巴免疫細(xì)胞、細(xì)胞毒T細(xì)胞、還有淋巴因子激活的殺傷免疫細(xì)胞等,也能促進(jìn)免疫細(xì)胞因子生成,調(diào)節(jié)機(jī)體抗體和補(bǔ)體生成,進(jìn)而提高機(jī)體抗腫瘤的免疫能力。
王本祥等人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),人參的多糖對實驗小鼠的腫瘤細(xì)胞生長有很明顯的抑制作用。
(2)降血糖和降血脂活性。糖尿病是胰島的分泌功能減退、胰島素抵抗功能減弱等而引發(fā)的一系列代謝紊亂造成的綜合征。如今,臨床上大部分的糖尿病患者以口服降糖藥物為主,而這些藥物都有不同程度的毒副作用。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),有很多種植物多糖均能夠很好地起到降血糖作用。
盧建峰等人制備了糖尿病的模型,測定了用桑葉的提取液中黃酮和植物多糖觀察治療糖尿病血清中血糖、TG、TC、胰島素在治療前后的濃度變化,實驗結(jié)果顯示,用桑葉的提取液治療糖尿病后,血液中血糖含量明顯趨于下降,胰島素濃度有所增加,Tc、rG也有所降低。
(3)抗病毒活性。大多數(shù)的植物多糖有抗病毒的生物活性。天然植物多糖和經(jīng)過化學(xué)手段修飾的天然多糖能夠?qū)θ梭w的免疫缺陷病毒、柯薩奇病毒、單純皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒等等均具有顯著的抑制作用 。
張英慧等人實驗顯示,從植物紅藻中提取出來的硫酸半乳聚糖可在體外抑制HIV-1病毒與HIV-2病毒 引起的細(xì)胞病變,與此同時,也會抑制病毒合胞體的形成,此外,它還可以抑制砂粒病毒、皰疹病毒等其他病毒的形成。
(4)抗氧化、衰老活性。人體機(jī)體衰老的原因跟自由基有著一定的關(guān)系。單穎等人通過實驗發(fā)現(xiàn),玉竹植物多糖可能是通過提升超氧化物歧化酶的生物活性,從而增強(qiáng)其對自由基的清除能力,還能抑制脂質(zhì)過氧化,可降低機(jī)體丙二醛的含量,減輕毒素對機(jī)體組織的損傷達(dá)到延緩衰老的目的。
(5)其他活性。植物多糖還具抵抗病菌、抵抗病毒、抵抗炎癥、抵抗寄生蟲、降低血脂、降低血糖、抵抗感染、抵抗輻射、抵抗消化性潰瘍、抵抗凝血以及增強(qiáng)清除體內(nèi)外氧自由基等的作用。
植物多糖的藥用價值已經(jīng)受到了人們的極大重視。但實際應(yīng)用于臨床的植物多糖實為不多,在植物多糖的各方面研究還需要繼續(xù)努力探索。目前,植物多糖的研究難點體現(xiàn)在植物多糖的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系,植物多糖在人體體內(nèi)代謝的過程及其相應(yīng)的作用機(jī)制還沒有闡明,有待進(jìn)一步的努力探究,這就需要對植物多糖的制劑更加精確化、標(biāo)準(zhǔn)化。即使植物多糖的研究水平和研究深度不盡人意,但是,我相信,在高科技進(jìn)步的同時,植物多糖的研究進(jìn)展也會隨著時代更快的前進(jìn)。
[1]趙祥杰.植物來源多糖的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,12, 10.
[2]GAO L. Study on Joint Anti-aging Effect of Middle Dosage PSP and GBE[J]. Me dicinal Plant 2011,2(3): 47-48,58.
[3]李艷紅.微波法與熱水法提取山楂多糖的比較研究[J].基層醫(yī)學(xué)壇,2009,13(4):346~348.
Research Progress of Plant Polysaccharide
Yang Yuantao, Duan Shengren, Sun Li’na, Lin Yutong, Ge Junke, Wang Xueyi
(1.College of Science, Heihe University,Heilongjiang,164300, 2.Beijing Guokang Herbaceous Species Bioscience and Technology Research Institute Co.,Ltd,Beijing, 100089)
Plant polysaccharide compounds have the function of immune regulation, anti-tumor activity, reducing blood glucose, reducing blood lipid activity and antioxidant etc., most polysaccharides are less toxic and superior to other compounds in preventing disease, therefore, the application of polysaccharides has broad prospect. In this paper, the extraction and pharmacological action of plant polysaccharide were brie fl y discussed, which can provide reference and guidance for the further study of plant polysaccharides.
plant polysaccharide;extraction;pharmacological action
T
A
楊源濤(1996~),男,黑河學(xué)院理學(xué)院,黑龍江黑河;研究方向:天然藥物化學(xué)。
(責(zé)任編輯 劉林林)
項目:編號:KJZ201502,黑河學(xué)院科學(xué)技術(shù)研究重點項目;編號:201613744022,黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(重點項目)。
孫麗娜(1983~),女,黑河學(xué)院理學(xué)院,黑龍江黑河;研究方向:天然藥物化學(xué)。