多糖作為活性生物大分子已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。海欖雌作為民間用藥具有多種藥理活性,但對(duì)其多糖研究一直鮮有報(bào)道。對(duì)海欖雌葉多糖的提取、結(jié)構(gòu)解析和抗氧化活性等進(jìn)行研究,為有效開發(fā)和利用其藥理活性提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。通過(guò)水提醇沉得到海欖雌葉中的多糖,高效液相色譜分析其單糖組成,紅外光譜分析其官能團(tuán),研究其抗氧化活性。液相色譜顯示單糖組成為:甘露糖、鼠李糖、D-半乳糖醛酸、葡萄糖、D-半乳糖和阿拉伯糖。紅外光譜表明內(nèi)含吡喃糖環(huán)和α-糖苷鍵。以VC為對(duì)照,在濃度200μg/mL時(shí),海欖雌葉多糖對(duì)DPPH的清除率為86.53%,表現(xiàn)出良好的抗氧化活性。
廣東省湛江市沿海灘涂生產(chǎn)大片紅樹林群落,海欖雌是紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的主要品種。長(zhǎng)期受周期性潮水浸淹,其環(huán)境的特殊性(高鹽度,高壓,低氧,避光),使得其與陸地生物相比有著巨大的差異,往往能夠產(chǎn)生一些化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎、生物活性多樣且顯著的藥物先導(dǎo)化合物,為新藥研究與開發(fā)提供了大量的模式結(jié)構(gòu)和藥物前體[1]。國(guó)內(nèi)外研究都集中在其生態(tài)特性上,對(duì)于海欖雌藥理活性成分的研究還較少。海欖雌作為民間用藥在哮喘、風(fēng)濕、潰瘍等疾病治療上都有功效[2-8]。
植物多糖在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多報(bào)道,作為植物體中生物活性分子,其是由多個(gè)單糖分子脫水縮合而成的,以糖苷鍵相連接串聯(lián)成大分子,常具有三維結(jié)構(gòu),具有多種生物活性,能預(yù)防疾病,抗衰老和增強(qiáng)免疫力[9]。然而對(duì)于海欖雌葉多糖還未見系統(tǒng)報(bào)道,本文首次對(duì)海欖葉多糖進(jìn)行提取,并對(duì)其結(jié)構(gòu)和活性進(jìn)行研究。水提醇沉法試劑便宜、工序簡(jiǎn)單,對(duì)設(shè)備要求不高[10]。因此,本文采用水提醇沉法提取得到的海欖雌葉粗多糖。多糖的脫蛋白方法主要有Sevag法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法等。最常用的方法是Sevag法,是將正丁醇、氯仿按照一定的比例相互混勻,再以一定比例混合于多糖溶液中,離心除去混合液中的蛋白沉淀絮狀物[11]。三氟三氯乙烷法效率更高,但因?yàn)殡y揮發(fā)等缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用[12]。張萍等[13]建立了一種柱前衍生高效液相色譜法測(cè)定石榴皮多糖的單糖組成分析方法,結(jié)果揭示本法測(cè)定單糖的線性范圍寬、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性高,測(cè)得石榴皮多糖組分含有甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等7種單糖。何源等[14]研究3種鹿茸多糖,紅外光譜顯示均具有典型的多糖結(jié)構(gòu),2 930 cm-1附近的CH的拉伸和彎曲振動(dòng)吸收峰是多糖的特征吸收峰,次峰出現(xiàn)在2 854 cm-1處,表明存在亞甲基并含有硫酸根基團(tuán),屬糖胺聚糖。何婷婷等[15]利用紅外光譜表征蒲公英多糖為β-吡喃糖,1 072、779、618、541 cm-1為吡喃糖特征吸收峰之一。蔣文明等[16]通過(guò)提取椰子皮多糖,并對(duì)其生物活性進(jìn)行研究,體外抗氧化試驗(yàn)表明,椰子皮多糖對(duì)ABTS+自由基、DPPH自由基和O2-均有一定的清除效果,隨著椰子皮多糖濃度的增加清除能力逐漸增強(qiáng)。趙賽蕾等[17]總結(jié)了山藥多糖能清除活性氧,通過(guò)減少自由基進(jìn)而延緩衰老和抗氧化。蔡永萍等[18]揭示薏苡仁多糖具有良好的抗氧化能力,對(duì)α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制能力效果明顯,并且隨著濃度的增加,抑制率增加。
據(jù)此,本論文通過(guò)95%乙醇提取得到的海欖雌葉多糖,水提醇沉得到海欖雌葉中的多糖,高效液相色譜法研究其單糖組成,紅外光譜揭示其官能團(tuán),DPPH清除實(shí)驗(yàn)研究其抗氧化活性,為海欖雌藥用價(jià)值開發(fā)利用提供科學(xué)的理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與試劑
以湛江市南三島沿海采集的新鮮海欖雌葉條為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。裁剪新鮮碧綠的海欖雌葉,初步自然曬干,然后放入50℃恒溫烘箱烘干后,分別粉碎至40目大小,在干燥環(huán)境中保存?zhèn)溆?。所用試劑與藥物:95%乙醇、丙酮、無(wú)水乙醇、PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)、三氟乙酸(TFA)、氫氧化鈉、甲醇、鹽酸、氯仿、DPPH藥品、磷酸二氫鈉、乙腈、D-葡萄糖醛酸、D-(+)-半乳糖醛酸、阿拉伯糖、無(wú)水葡萄糖、甘露糖、D-半乳糖、木糖、鼠李糖、維生素Vc(廣州賽國(guó)生物科技有限公司)。實(shí)驗(yàn)所用藥物和試劑除D-葡萄糖醛酸、D-(+)-半乳糖醛酸、巖藻糖、阿拉伯糖、無(wú)水葡萄糖、甘露糖、D-半乳糖、木糖、鼠李糖(上海研域生物科技有限公司)為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品外,其余均為分析純。
1.2儀器與設(shè)備
RD-C18(250 mm×4.6 mm,5μm)色譜柱(中譜紅)、沃特世2695高效液相色譜儀、CF12RX(日本日立)多用途冷凍離心機(jī)、754N紫外可見分光光度計(jì)(上海儀電分析儀器有限公司)、AUW220D電子分析天平(日本島津)、真空干燥箱、冰箱等儀器設(shè)備。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1多糖成分的提取
將打碎過(guò)篩后得到的海欖雌葉粉末稱重后,平均分成3份,每份2 kg,分別填充至10 L蒸餾瓶?jī)?nèi),加入5 L超純水浸泡2 h,然后于80℃條件下蒸餾提取2 h,重復(fù)該過(guò)程1次,將2次提取所得溶液混合后于2 000 rpm、10 min條件下離心,去除海欖雌葉粉末殘?jiān)?,將上清液真空濃縮至100 mL。對(duì)應(yīng)加入4倍體積的95%濃度乙醇進(jìn)行沉淀;沉淀完全后于2 000 rpm、10 min條件下離心收集絮狀物,并分別用300 mL去離子水復(fù)溶,真空濃縮除去殘余乙醇,再將殘留液于2 000 rpm、10 min條件下離心除去不溶物;上清液真空濃縮,冷凍干燥后,依次用丙酮和無(wú)水乙醇洗滌3遍,最后一次洗滌后,置于通風(fēng)櫥內(nèi)讓殘余的有機(jī)試劑自然揮發(fā),待有機(jī)試劑揮發(fā)完后,提取到的海欖雌葉多糖(YAM),收集多糖固體,稱重備用。
1.3.2高效液相色譜法測(cè)定單糖組成
利用PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)柱前衍生化高效液相色譜法測(cè)定單糖組成。
1.3.2.1樣品的完全酸水解
稱取2 mg YAM固體,分別加到具塞試管中,之后加入2 mL 2 mol/L的三氟乙酸(TFA),120℃下油浴4 h,將酸水解后所得樣品溶液轉(zhuǎn)于蒸餾瓶?jī)?nèi),加入10 mL甲醇溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,此操作重復(fù)2次,去除TFA。用1 mL去離子水溶解,待衍生化。
1.3.2.2 PMP衍生化
分別吸取100μL的YAM水解液放入試管中,再分別取50μL 0.3 mol/L的NaOH溶液和0.5 mol/L PMP甲醇溶液混勻,70℃下水浴30 min,自然冷卻10 min。加入50μL 0.3 mol/L HCl中和,再加入1 mL氯仿萃取3次,上層為水層,加100μL超純水混勻稀釋,0.22μm的微孔濾膜過(guò)濾后待進(jìn)樣。
1.3.2.3 9種單糖標(biāo)準(zhǔn)品混合液的衍生化
取2 mmol/L單糖標(biāo)準(zhǔn)品D-葡萄糖醛酸、D-(+)-半乳糖醛酸、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、D-半乳糖、木糖、鼠李糖和巖藻糖各50μL,分別加入0.5 mol/L 50μL PMP甲醇溶液和0.3 mol/L 50μL NaOH溶液,70℃下水浴30 min,自然冷卻10 min。加入50μL 0.3 mol/L HCl中和,再加入1 mL氯仿萃取3次,上層為水層,加100μL超純水混勻稀釋,待進(jìn)樣。
1.3.2.4進(jìn)樣分析
液相色譜條件:色譜柱:中譜紅RD-C18(250 nm×4.6 nm,5μm);流動(dòng)相:0.1 mol/L磷酸鹽(pH 6.7)、緩沖液-乙腈(體積比為83∶17);柱溫:30℃;檢測(cè)波長(zhǎng):250 nm;流速:1 mL/min;進(jìn)樣體積:20μL。
1.3.3紅外光譜分析
取一定量干燥的多糖樣品,與干燥KBr粉末混勻后壓片,在400~4 000 cm-1范圍內(nèi)進(jìn)行紅外光譜掃描,記錄紅外光譜圖。
1.3.4海欖雌葉多糖對(duì)DPPH的清除率測(cè)定
取多糖母液和VC母液,分別制得不同濃度2.5、5、10、20、50、75、100μg/mLYAM的多糖溶液和VC溶液,然后分別對(duì)應(yīng)吸?。簻y(cè)定管:0.5 mL多糖溶液+3.5 mLDPPH液;空白管:0. 5 mL蒸餾水+3.5 mLDPPH液。渦旋混勻,在黑暗處放置30 min,1 cm光徑,517 nm,95%乙醇調(diào)零,測(cè)定各管吸光度值。通過(guò)下式計(jì)算海欖雌葉多糖對(duì)DPPH的清除率,結(jié)果如表1。
其中Y表示DPPH清除率,A1為測(cè)定管的吸光度,A0為空白管的吸光度。
2.2紅外結(jié)果分析
紅外結(jié)果如見圖3所示。在400~4 000 cm-1得到如下的吸收峰:3 271、2 928、1 745、1 463、1 085、1 023、931、716、624、504 cm-1。各峰歸屬如下:3 271 cm-1處的峰信號(hào)強(qiáng)且寬,為O-H伸縮振動(dòng)引起的。2 928 cm-1出現(xiàn)的吸收峰為CH2或者CH3的C-H的伸縮振動(dòng)。1 745 cm-1為乙酰胺基(-NHCOCH3)的C=O伸縮振動(dòng),說(shuō)明多糖是一種含氨基的糖綴合物。1 463 cm-1處的吸收峰可能是C-H的變角運(yùn)動(dòng)引起的,1 085和
2結(jié)果分析
2.1單糖組成分析
高效液相色譜結(jié)果顯示如見圖1,各單糖分離度好,峰型尖銳,從左往右依次為甘露糖(19.636)、鼠李糖(26.763)、D -葡萄糖醛酸(30.328)、D -半乳糖醛酸(34.932)、葡萄糖(40.815)、D-半乳糖(46.337)、木糖(48.644)、阿拉伯糖(50.508)、巖藻糖(57.520)。海欖雌葉多糖液相色譜結(jié)果如見圖2,顯示該多糖由甘露糖(19.596)、鼠李糖(26.715)、D -半乳糖醛酸(34.859)、葡萄糖(40.728)、D-半乳糖(46.236)和阿拉伯糖(50.481)組成,摩爾比為1∶2∶1∶2∶1∶1。葡萄糖含量最高,甘露糖酸含量最低,單糖組成往往與多糖的生物活性息息相關(guān)。
1 023 cm-12處的吸收峰預(yù)示多糖內(nèi)含由于吡喃糖環(huán)。931 cm-1說(shuō)明多糖可能含有β-D吡喃葡萄糖環(huán)。716 cm-1是α-吡喃環(huán)的彎曲振動(dòng)特征峰,表示多糖結(jié)構(gòu)中有α-糖苷鍵。584 cm-1則是O-H外平面振動(dòng)峰[19-21]。
2.3 DPPH清除實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
清除實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1,表明海欖雌葉多糖具有良好的清除DPPH自由基的活性,且隨著濃度的增加,對(duì)DPPH自由基的清除率呈上升趨勢(shì),在濃度50 ug/mL時(shí),清除活性達(dá)到85%左右,隨著濃度增加,清除活性趨于平緩。濃度增加,清除活性趨于平緩。
3結(jié)論與討論
隨著醫(yī)藥技術(shù)的不斷發(fā)展,生物醫(yī)藥開發(fā)不再滿足于已收錄的藥用植物名錄,海欖雌作為中國(guó)分布面積最大的紅樹林植物種類,研究其天然活性成分,充分挖掘其利用功能,有利于拓寬植物資源的開發(fā)利用范圍,創(chuàng)造新的生物制藥。海欖雌對(duì)多種疾病的治療存在良好藥效,多糖作為植物體中的主要活性成分,對(duì)海欖雌葉進(jìn)行多糖提取,分析其多糖結(jié)構(gòu)及研究其體外抗氧化活性,更利于探究海欖雌的藥用價(jià)值,對(duì)提高海欖雌整株的利用率具有重要意義。
本論文采用95%乙醇對(duì)海欖雌葉的多糖進(jìn)行提取,利用PMP(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)柱前衍生化高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定其單糖組成,結(jié)果表明單糖組成為:甘露糖、鼠李糖、D-半乳糖醛酸、葡萄糖、D-半乳糖和阿拉伯糖組成。紅外光譜說(shuō)明多糖是一種含氨基的糖綴合物,內(nèi)含由于吡喃糖環(huán)、β-D吡喃葡萄糖環(huán)和α-糖苷鍵。通過(guò)DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn),表明海欖雌葉多糖具有一定的抗氧化活性,為海欖雌的提取及進(jìn)一步加工利用提供了一定的科學(xué)理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]向晨晨,周珊珊,柴樹茂,等.紅樹林鏈霉菌ZFSM1-146中抗菌活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)[J].微生物學(xué)通報(bào),2021,48(7):2329-2340.
[2]林鵬.我國(guó)藥用的紅樹植物[J].海洋藥物,1984,12(4):231-237.
[3] MaeFarlane G R,Butcher M D.Toxicity,growth and accumulation relationships of copper lead and zinc in the grey mangrove Avicenna marina (Forsk.) Vierh[J]. Envi‐ronmental Research,2002(54):65-84.
[4] Hibino T,Meng Y L,Kawamitsu Y. Molecular clon‐ing and functional characterization of two kinds of beta‐ine-aldehydedehydrngenaseinbetaine-accumulating mangrove Avicenna marina (Forsk.) Vierh[J].Plant Mo‐lecular Biology,2001(45):353-363.
[5] Sharp H,Thomas D,Carrie F.Pinoresinol and syrin‐garesinol:two lignans from Avieennia germinans(Avicen‐niaceae) [J].Biochemical Systemsfics and Ecology,2001(29):325-327.
[6] Suzuki M,Yasumoto E,Baba S.Effect of salt stress on the metabolism of ethenolamine and choline in leaves of the belaine-producing mangrove species Avicenna ma‐rina[J].Phytoehemistry,2003,(64):941-948.
[7] Tian S,Saravanan K,Mothana R A,et al. Anti-cancer activity of biosynthesized silver nanoparticles using Avi‐cennia marina against A549 lung cancer cells through ROS/mitochondrial damages[J]. Saudi Journal of Biolog‐ical Sciences,2020,27(11):3018-3024.
[8] Bell K H,Duewell H.Triterpenoids from the bark of Avicennia marina[J]. Australian Journal of Chemistry,1961(14):662-663.
[9]張璐,楊瑩瑩.高效液相色譜法測(cè)定黨參多糖的單糖組成及含量[J].中國(guó)食品添加劑,2021,32(12):163-169.
[10]陳亮,郝夢(mèng)超,安超娜,等.淫羊藿多糖提取工藝及其藥理活性研究進(jìn)展[J].江蘇調(diào)味副食品,2023(1):5-8.
[11]Chen Y,Xie M,Nie S,et al. Purification, composi‐tion analysis and antioxidant activity of a polysaccharide from the fruiting bodies of Ganoderma atrum [J]. Food Chemistry,2008,107(1):231-241.
[12]張巖,馬麗娜,王鵬,等.苦豆子多糖脫蛋白工藝比較[J].中國(guó)新藥雜志,2012(8):921-925.
[13]張萍,陳燕,尚永輝,等.柱前衍生高效液相色譜法測(cè)定石榴皮多糖的單糖組成[J].分析試驗(yàn)室,2019,38(5):523-528.
[14]何源,王露露,張晶. 3種鹿源鹿茸多糖含量、紅外譜圖、抗氧化活性比較[J].中成藥,2022,44(3):1028-1031.
[15]何婷婷,柴軍紅,鐘讀波,等.蒲公英活性成分提取工藝的優(yōu)化、多糖紅外表征及其抗氧化性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,46(11):163-166.
[16]蔣文明,周石洋.椰子皮多糖的提取、結(jié)構(gòu)表征及生物活性研究[J].中國(guó)食品添加劑,2023,34(5):111-118.
[17]趙賽蕾,丁侃,胡玉龍,等.山藥多糖生物活性及構(gòu)效關(guān)系研究進(jìn)展[J].糧食與油脂,2023,36(5):29-33.
[18]蔡永萍,李陽(yáng)杰.薏苡仁多糖閃式提取工藝優(yōu)化及其生物活性[J].食品研究與開發(fā),2023,44(9):164-170.
[19]賀婷.正紅菇多糖結(jié)構(gòu)分析及其生物活性研究[D].廣州:華南理工大學(xué),2015.
[20]韓銓.茶樹花多糖的提取、純化、結(jié)構(gòu)鑒定及生物活性的研究[D].杭州:浙江大學(xué),2011.
[21]彭光華,朱影,許倩兮.雪靈芝多糖的分離以及紅外光譜和氣相色譜分析[J].中國(guó)藥師雜志,2009,12(11):1557-1560.
基金項(xiàng)目:海南省自然科學(xué)基金(221QN0923)[1中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所陳吳海,羅成,葉劍芝(通信作者);2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院熊玉民,謝宇欣,楊佳麗]