全 文 ：第 30卷 ,第 4期 光　谱　实　验　室 Vol . 3 0 , No . 4
2 0 1 3年 7月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory July , 2 0 1 3
荚果蕨多糖的组成分析及其抗氧化活性①
① 国家“十二五”科技支撑计划课题 ( 2011BAI06B05)
② 联系人 ,手机: ( 0) 18354318905; E-mail: w angqianer@ 126. com
作者简介:王倩倩 ( 1985- ) ,女 ,山东省邹平县人 ,在读硕士 ,主要从事药用植物资源开发研究工作。
收稿日期: 2012-12-10;接受日期: 2012-12-17
王倩倩②　杨晓艳　马 骥
(陕西师范大学生命科学学院　西安市长安南路 199号　 710062)
摘　要　提取分离从陕西省宁陕县采集的荚果蕨根状茎中的多糖成分 ,采用高效液相色谱法分析单
糖组成 ,应用羟自由基清除法评价其抗氧化作用。荚果蕨根状茎经超声辅助水提取、醇沉、脱蛋白和透析后
得多糖 ,将多糖水解并用 1-苯基 -3-甲基 -5-吡唑啉酮 ( PM P)衍生化后进行高效液相色谱分析 ;同时 ,测定荚
果蕨多糖对羟自由基的清除效果。 荚果蕨根状茎中多糖由葡萄糖、半乳糖、木糖 3种单糖组成 ,摩尔比为
3. 50∶ 1. 39∶ 1,其中葡萄糖的含量明显高于其他单糖含量 ;荚果蕨根状茎中多糖能有效对羟自由基的半
数抑制浓度 ( IC50 )为 0. 74mg /m L,具有较强的抗氧化作用 ,且呈浓度依赖关系。本实验方法简便灵敏 ,结果
准确可靠 ,为综合开发利用荚果蕨提供科学依据。
关键词　荚果蕨多糖 ;单糖组成 ;羟自由基
中图分类号: O657. 32; O657.+ 2　　　文献标识码: A　　　文章编号: 1004-8138( 2013) 04-1647-05
1　引言
荚果蕨 (Matteuccia struthiopteris ( L. ) Todaro)别名黄瓜香、广东菜 ,是球子蕨科荚果蕨属多年
生草本植物。 荚果蕨中含有大量的化学成分 ,如蛋白质、多糖、黄酮、甾酮、有机酸等 ,是营养价值极
高的山野菜 ,更是难得的药食同源植物 ,具有较高的开发利用价值 [1— 4 ]。 现在药理研究表明荚果蕨
具有抗癌 [5, 6 ]、抑菌 [ 7, 8]、抗病毒 [9 ]、抗氧化 [10 ]等活性 ,而荚果蕨多糖具有免疫促进等活性 [11 ]。 其中 ,
多糖的结构是其生物学活性的基础 ,已引起广泛的关注。 目前 ,有关荚果蕨多糖结构的研究报道较
少。本文对陕西省宁陕县采集的荚果蕨根状茎中的多糖的一级结构即单糖组成进行了柱前衍生化
高效液相色谱分析 ,并初步研究了荚果蕨多糖体外清除羟自由基的作用 ,旨在更好的开发利用荚果
蕨资源提供依据 ,为进一步阐明荚果蕨的化学成分及其潜在的应用价值奠定基础。这对于寻找和开
发有活性的天然产物也是一个积极的探索。
2　实验部分
2. 1　仪器与试剂
LGJ-10型冷冻干燥机 (巩义市予华仪器有限公司 ) ; RE-2000A型旋转蒸发器 (上海比郎仪器
有限公司 ) ; TG16-WS型台式高速离心机 (长沙湘仪离心机仪器有限公司 ) ; HH-6B型数显恒温水
浴锅 (常州国华电器有限公司 ) ; Agilent1100型高效液相色谱仪 (美国惠普公司 ) ; 752N型紫外可见
分光光度计 (上海精密科学仪器有限公司 ) ; SL202N型药物电子天平 (上海明桥精密科学仪器有限
公司 )。
荚果蕨材料采自陕西省宁陕县 ,经陕西师范大学生命科学学院马骥副教授鉴定。单糖标准品葡
萄糖 ( Glc)、半乳糖 ( Gal)、木糖 ( Xy l) (色谱纯 ,中国药品生物制品检定所 ) ; 1-苯基 -3-甲基-5-吡唑啉
酮 ( PM P)、无水乙醇、正丁醇、氯仿、苯酚、浓硫酸、硫酸亚铁、水杨酸、 H2O2、 Vc(分析纯 ,西安市国药
集团化学试剂有限公司 ) ;甲醇、乙腈 (色谱纯 ,西安市国药集团化学试剂有限公司 )。实验用水为超
纯水。
2. 2　实验方法
2. 2. 1　多糖样品的制备流程
荚果蕨根状茎→阴干→粉碎→过 65目筛→石油醚脱脂→超声辅助水提取→浓缩→无水乙醇
沉淀→ Sevage法脱蛋白→透析除盐→冷冻干燥→多糖样品
2. 2. 2　多糖样品的水解
称取 100mg多糖样品 ,溶于 10mL 2mol /L的三氟乙酸 ( TFA)水溶液中 ,混匀 ,封口 , 100℃充
分水解 8h;冷却至室温 ,反应混合物 4000r /min离心 3min,取上清液 ,用 10mol /L的 NaOH溶液中
和到 pH约为 7. 0,蒸干 ,加 80%甲醇溶液 2mL,再蒸干 ,重复 2次 ,除去 TFA,干燥得多糖水解样
品 [12, 13 ]。
2. 2. 3　单糖混合标准品和多糖水解样品的衍生化
称取葡萄糖、半乳糖、木糖各 20mg置于 10mL容量瓶中 ,加超纯水至刻度线 ,备用。称取 0. 1g
多糖水解样品溶于 1mL超纯水中 ,备用。
量取配制好的各单糖标准品溶液或多糖水解样品溶液各 1mL,依次加入 0. 5mol /L的 PMP甲
醇溶液 200μL和 0. 3mol /L的 NaOH溶液 150μL,混匀后 , 70℃水浴反应 40min,取出冷却至室温 ;
加入 0. 3mol /L的 HCl溶液 150μL中和 ;用氯仿萃取 3次 , 4000r /min离心 1min;上层水相即为衍
生化样品。
2. 2. 4　单糖组成的 HPLC分析方法
采用 Agilent1100型色谱系统。 检测波长为 245nm;柱温为 30℃ ;流速 1. 0mL /min;色谱柱
Shimadzu C18 ( 250mm× 4. 6mm , 5μm ); 溶剂 A: 乙腈 ; 溶剂 B: 0. 05mol /L磷酸盐缓冲液
( K H2 PO4-NaOH, pH6. 7) ;等梯度模式: 20%溶剂 A。
2. 2. 5　荚果蕨多糖对羟自由基的清除作用
分别加入 3mmol /L的 FeSO4溶液 0. 5mL、 3mmol /L水杨酸溶液 0. 5mL,不同浓度多糖、 Vc溶
液各 3mL,最后加入 2. 9mmol /L的 H2O2溶液 0. 5mL,摇匀 , 37℃水浴 15min后 ,于 510nm处测定
吸光度 ,即 Ax。同时 ,以蒸馏水做空白对照 ,用蒸馏水代替双氧水 ,测定本底吸光度 Axo ,计算清除
率 [14— 16 ]。 清除率计算方法如下:清除率 (% )= [1-( Ax - Axo ) /A0 ]× 100%。
3　结果与讨论
3. 1　荚果蕨多糖的单糖组成分析
3. 1. 1　线性关系和线性范围的考察
以单糖的浓度 (μg /mL)为横坐标 ,以相应的峰面积为纵坐标计算线性回归方程 ,结果见表 1。
表 1　单糖的校准曲线和线性范围
单糖 回归方程 相关系数 线性范围 (μg /m L)
葡萄糖 y= 9190. 8x+ 63698 0. 9998 62. 5— 1000
半乳糖 y= 17785x+ 386704 0. 9995 62. 5— 1000
木糖　 y= 29204x+ 668193 0. 9983 62. 5— 1000
1648 光谱实验室 第 30卷
3. 1. 2　 PMP衍生物的 HPLC分析
标准单糖混合物和荚果蕨多糖样品的 PMP衍生物的 HPLC定性分析结果见图 1,结果显示 ,
荚果蕨多糖样品由葡萄糖 ( Glc ) ,半乳糖 ( Gal ) ,和木糖 ( Xyl ) 3种单糖组成 ,摩尔比为
3. 50∶ 1. 39∶ 1。 对葡萄糖、半乳糖和木糖 3种单糖进行了定量分析 ,结果见表 2。
由表 2可知 ,荚果蕨多糖主要由葡萄糖组成。
表 2　荚果蕨多糖的单糖组成和含量测定
单糖 样品 tR
( min)
混合标品 tR
( min)
峰面积 含量
(μg /100mg )
葡萄糖 19. 275 19. 834 5321398 572. 061
半乳糖 21. 223 21. 805 4431571 227. 431
木糖　 23. 303 23. 537 5439113 163. 365
图 1　标准单糖混合物和荚果蕨多糖样品的 HPLC图
A—— 荚果蕨多糖样品 HPLC图谱 ; B——混合单糖标准品 HPLC图谱。
图 2　荚果蕨根状茎中多糖对羟自由基的清除能力
3. 2　荚果蕨多糖对羟自由基的清除作用结果
由图 2可以看出 ,随着多糖浓度的增大 ,对
羟自由基的清除率也逐渐增强。当多糖浓度为
2mg /m L时 ,清除率达到了 72. 04%。 在浓度较
低的情况 下也表现出 较强的清除 效果 ,
0. 4mg /mL时清除率也可达到 41. 20% ,可见荚
果蕨根状茎中多糖对羟自由基有良好的清除效
果 ,半数抑制浓度 IC50仅为 0. 74mg /mL。
4　结论
单糖的组成分析是糖分析中的一项重要内
容 ,是控制多糖质量和提供多糖基本信息的重
要环节。本实验采用高效液相色谱法分析了荚果蕨根状茎中多糖的单糖组成 ,结果表明 ,该多糖由
葡萄糖、半乳糖、木糖 3种单糖组成 ,其中葡萄糖含量明显高于其他单糖含量。同时 ,本实验首次对
荚果蕨多糖的单糖组成进行了定量测定 ,结果准确可靠。
在生命活动的代谢过程中 ,会不断产生各种自由基 ,如超氧阴离子自由基和羟自由基 ,与很多
疾病的发生密切相关 ,因此寻找有效的抗氧化剂具有重要意义。通过荚果蕨根状茎中多糖对羟自由
1649第 4期 王倩倩等:荚果蕨多糖的组成分析及其抗氧化活性
基清除作用的的研究 ,确定了该多糖的体外抗氧化作用。结果表明荚果蕨中多糖对羟自由基有较高
的清除抑制效果 ,随着多糖浓度的递增 ,其清除效率也越来越高 ,且呈一定的量效关系 ,从而为新天
然化合物的寻找提供了一定的指导意义。
参考文献
[1 ]荆洪晨 ,尹振波 .黄瓜香深开发浅析 [ J].林业勘查设计 , 2001, 120( 4) : 45— 45.
[2 ]杨岚 ,赵玉英 ,屠呦呦 .荚果蕨贯众化学成分的研究 [ J ].中国中药杂志 , 2003, 28( 3): 278— 279.
[3 ]杨岚 ,王满元 ,赵玉英等 .荚果蕨贯众化学成分的研究 (Ⅱ ) [ J] .中国中药杂志 , 2004, 29( 7): 647— 649.
[4 ]张东 ,杨岚 ,傅梅红等 .荚果蕨贯众化学成分的研究 (Ⅲ ) [ J ].中国中药杂志 , 2008, 33( 14): 1703— 1705.
[ 5 ]任继秋 ,吴庆田 ,王跃生等 .黄瓜香等中药调整腹水瘤小鼠肠道菌群减轻化疗副作用的研究 [ J ] .中国微生态学杂志 , 2010,
22( 3): 214— 216.
[6 ]任继秋 ,刘振平 ,马淑霞等 .黄瓜香联合顺铂治疗小鼠 H22肝癌的研究 [ J] .中国微生态学杂志 , 2012, 24( 9): 790— 792.
[7 ]任继秋 ,吴庆田 ,候霞等 .黄瓜香等中草药对寻常型痤疮治疗效果的研究 [ J] .黑龙江医药科学 , 2007, 30( 6): 84.
[ 8 ]梁立春 ,王跃新 ,崔国利等 .黄瓜香水、醇提取液对肠道菌群的调整作用的比较 [ J ].中国微生态学杂志 , 2010, 22 ( 11): 998—
1000.
[9 ]李玉洁 ,杨庆 ,杨岚等 .内毒素致小鼠 SIRS模型建立及两种贯众醇提物对其保护作用的初步观察 [ J ].中国实验方剂学杂志 ,
2011, 17( 8): 187— 189.
[10 ]朱贞贞 ,张晓静 ,张昊等 .秦岭产荚果蕨中总甾酮含量的测定 [ J] .光谱实验室 , 2012, 29( 4): 2019— 2022.
[11 ]王铮 ,谢俊云 ,徐晗等 .贯众总多糖对空肠弯曲杆菌诱导的系统性红斑狼疮样综合症小鼠的作用 [ J ].药学学报 , 2010, 45( 6):
711— 717.
[12 ] Akhilesh K, Sharmila C. DN A Damage Protecting Activity and An tioxidant Poten tial of Pudina Ex tract [ J ]. Food Chemistr y, 2007,
10( 77): 1377— 1384.
[13 ]杨兴斌 ,赵燕 ,周四元等 .柱前衍生化高效液相色谱法分析当归多糖的单糖组成 [ J] .分析化学 , 2005, 33( 9): 1287— 1290.
[ 14 ]王小梅 ,薛慧君 ,孙润广 .超声提取功率对麦冬多糖体外清除羟基自由基作用影响的研究 [ J ].食品工业科技 , 2011, 32( 4):
72— 77.
[15 ]何念武 ,杨兴斌 ,田灵敏等 .黄瓜多糖的体外抗氧化活性 [ J ].食品科学 , 2011, 32( 19): 70— 74.
[16 ] Siddh uraju P, Becker K. The An tioxidant and Free Radical Scavenging Activiti es of Processed Cow pea Seed ( Vigna Unguiculata
( L. )Walp) Ext ract s [ J] . Food and Chem ical Toxicolog y, 2007, 101( 1): 10— 19.
Monosaccharides Composition of Polysaccharides fromMatteuccia
Strthiopteris and Its OH· Free Radical Scavenging Activity
WAN G Qian-Qian　 YANG Xiao-Yan　 M A Ji
(College o f Life Science, Shaanxi Normal University, X i’ an 710062. P. R.China)
Abstract　 Monosaccharides of polysaccharides f rom rhizome of Matteuccia struthiopteris gathered
f rom Ningshan County, Shanxi Province w as analysed and the O H· f ree radical scavenging activity
w as studyed. Polysaccharides f rom rhizome of Matteuccia struthiopteris was ext racted with distilled
w ater. Af ter dialysis and deproteinization, polysaccharides in trifluroacetic acid solution w as hydroly zed
by 1-phenyl-3-methy-5-pyrazolone, and then determiined by HPLC. Polysaccharide f rom Matteuccia
struthiopteris was tested with O H· f ree radical to estimate their antioxidative activity. Polysaccharides
consisted of glucose ( Glc) , galactose ( Gal ) and xylose ( Xyl) . Glc was quantified to be in the highest
level. Besides, the mole ratio between Glc, Gal, and Xyl w as 3. 50∶ 1. 39∶ 1. And it had the
1650 光谱实验室 第 30卷
remarkable antioxidant ef fect. The method is sample and sensitiv e, the result is precise and believable.
It provides scientific data fo r the use of Matteuccia struthiopteris.
Key words　Matteuccia Struthiopteris Polysaccharides; M onosaccharide Composi tion; OH· Free
Radical
草庐兴学育才 ,传承科学民主　 壮观的校门和高楼大厦并非大学精神 　急功近利难出“大师”
穷酸的西南联大与 3位诺贝尔奖得主
草庐兴学育才 ,传承科学民主　西南联大的历史 ,前后不过 8年半 ( 1937年 9月至 1946年 5月 )。当年的
物质条件非常穷酸:学生宿舍无一砖一瓦 ,全是夯黄土为墙 ,堆茅草为顶 ;窗户没有一块玻璃 ,仅有几根树枝聊
以象征。绝大多数师生经常是食不果腹、衣不蔽体 ,不时还要在日本飞机轰炸下逃生。在校学生不超过 2000。
可是当年的西南联大 ,在三不管的地方 (似乎造就了“教育独立” ) ,坚守大学理想 ,主张教授是“大学的灵魂” ,
是“以研究学问为毕生事业 ,以培育后进为无上职责” ;实行“用人校长有全权 ,不受政党和宗教之干涉” ,“不妄
用一钱 ,不妄用一人” ;教师为爱国而教 ,学生为救国而学 ,吃红薯干点桐油灯 ,鹑衣百结 ,以苦为乐 ;励精图治 ,
弦歌不辍 ;为人师表 ,一身正气 ;人格独立 ,不党不官 ;不亢不卑 ,敢于批判 ;沉潜专注 ,甘于寂寞。 一言以蔽之 ,
“五· 四”运动所倡导的“科学和民主”精神之传承与发扬光大也!
多难不仅兴邦 ,也兴学育才:培养出 3位诺贝尔奖得主—— 杨振宁和李政道 ,另一位则是朱棣文 (其父朱
汝瑾是联大助教 ,其姑朱汝华是教授—— 曾昭抡的得意门生 )。到 1995年 ,西南联大在 8年半毕业的学生中有
90位成为中国科学院院士和工程院院士 ; 23位两弹一星元勋中有 8位是西南联大师生: 赵九章和杨嘉墀两位
是当年的教师 ;学生有: 郭永怀、陈芳允、屠守锷、朱光亚、王希季、邓稼先等。 2000— 2008年获“最高科学技术
奖”者共 12人 ,其中 4人为西南联大学生:黄昆、叶笃正、刘东正、吴征镒。所以 ,称西南联大为真正的世界一流
大学 ,毫不过分。
拥有 “以研究学问为毕生事业 ,以培育后进为无上职责”的教授阵容 ;运行一套“思想自由 ,兼容并包” (蔡
元培语 )、纯粹研究学问的办学理念 ;推行通才教育的培养目标 (认为只学习一种专业 ,掌握一门技术 ,就不会
拥有清醒的头脑 ,就不会融汇贯通 ,结果是难成大器 );教育必须首先引导学生“做人” ,反对只学习“谋生” ,不
学习“谋道”的坏风气 (“道” ,道德也!养成一生正气 );有一位深孚众望 (能得到各种观点的学生和教师的拥护 )
的校长—— 这些因素奠立了西南联大堪称世界一流大学的基础。
壮观的校门和高楼大厦并非大学精神　西南联大身后的三校 (北大、清华和南开 ) ,当今在校学生总数当
在 60000— 70000之间 ,相当于当年的 30多倍 ,三校校园内高楼大厦林立 ,与当年西南联大的茅屋草舍相比 ,
真是天壤之别。所耗费的资金当在西南联大的数百倍以上。三校的年寿 ,从 1950年算起 ,已有 59年 ,若从改革
开放算起 ,亦有 30年 ,为当年西南联大寿命的 4倍至 5倍。 以人力、财力和时间来看 ,都是当年西南联大无法
望其项背的。以如此优越的条件和实力 ,却培养不出世界一流的杰出人才—— 60年来没有培养出 1名诺贝尔
奖获得者 ,没有培养出 1位像李四光、竺可桢、钱三强、钱学森那样的“大师”;甚至培养出像朱光亚、邓稼先、黄
昆、叶笃正那样的杰出人才也少有所闻。
清华大学 1位教授在美国访问时发现 ,世界一流的哈佛大学大门 ,却是十分古旧俭朴的: 拱型的门洞是用
红砖砌的 ,中间是铁制的校门 ,门框上面是三角形的尖顶。 两边的围墙也是红砖砌的 ,中间是陈旧的铁制护
栏。但是而今中国学校的大门 ,甭说大学 ,就是一些重点中学的校门 ,也比哈佛大学的壮观。在一些国人看来 ,
似乎要成为世界一流大学、一流中学就在于校门以及教学大楼的气派和壮观! ?
我国是世界最大的发展中国家 (最大的穷国 ) ,美国是世界最大的发达国家 (最大的富国 )。 这位清华大学
教授看到在这世界最大的富国中 ,名牌大学的教学大楼和办公家具仍是俭朴的:楼房大多是 3层的 ,上个世纪
的转盘电话和用过多年的木制家具还在使用。 而在我们这个世界最大的穷国中的某些名牌大学 ,转盘电话和
古朴的木制家具早已 (淘汰 )不见踪影! 仿佛这些“过时”的东西 ,与名牌大学的“身份”太不相称! ?。
清华大学前校长梅贻琦说过: “大学者 ,非谓有大楼之谓也 ,有大师之谓也”。 当今 ,真正的大学精神已消
弥在壮观的校门和高楼大厦背后了。
急功近利难出“大师”　管子说:十年树木 ,百年树人。 一所大学的好坏似应以百年为单位 ,不能以一时的
优劣论英雄。 就像一场马拉松赛 ,跑在最前的那个人并非一定是冠军 ,不到冲线的最后那一刻 ,谁也不能断输
赢。只有“笑”到最后的人 ,才是真正的英雄。现在的大学 ,今日一评估 ,明日一考试 ,后天排座次 ,再后天发奖牌
的急功近利的做法 ,好似“大跃进”时代的争先恐后放“卫星”。 申报的“成果” ,绝大部分是重复性、拼凑性甚至
弄虚作假的东西。 这种做法使本应是思想自由、百花纷呈的大学 ,变成了千人一面 ,难出“大师”是很自然的。
学术研究是一个长期的体悟过程 ,没有数年、数十年甚至百年的功夫 ,不可能对某项研究有深入、创造性
的认识。 只有对某项研究有真正的兴趣 ,有充分的思想自由和有足够的宁静时间 (非宁静无以致远 ) ,才能产
生有创造性的成果。某些发达国家的科研经费 ,大多“以个人兴趣为导向” ,实行“分散性投资”。个人可以为自
己所喜爱的项目申请科研经费或银行贷款 ,因自己喜爱 ,容易入迷而“迷”出创造性的灵感 ,甚至为此献身。 法
国居里夫妇研究放射性就是个很好的事例: 在简陋的实验室里 ,从事自己喜爱的工作 ,多难而其乐无穷。 两人
一生所取得的成就 ,超过某些高楼大厦林立、“人才济济”的大学和研究院。 这不值得深思么? ( 2013-01-31)
(本刊摘编自《随笔》杂志 2008年第 2期何兆武《关于诺贝尔奖情节》、 2005年第 2期智效民《大学校长竺可桢》等文 )
1651第 4期 王倩倩等:荚果蕨多糖的组成分析及其抗氧化活性