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Morphology and conformation of polysaccharide from Agrocybe aegerita and its antioxidant activity

碱提工艺对茶树菇多糖形貌特征和构象及其生物活性的影响



全 文 :第 11 卷第 4 期
2013 年 7 月
生  物  加  工  过  程
Chinese Journal of Bioprocess Engineering
Vol. 11 No. 4
Jul. 2013
doi:10. 3969 / j. issn. 1672 - 3678. 2013. 04. 005
收稿日期:2012 - 02 - 11
基金项目:国家自然科学基金(10874108);陕西省自然科学基础研究计划(SJ08A16)
作者简介:窦佩娟(1987—),女,陕西西安人,硕士研究生,研究方向:天然产物化学研究;张  静(联系人),副教授,E⁃mail: zhangjin@ snnu. edu. cn
碱提工艺对茶树菇多糖形貌特征和构象及其
生物活性的影响
窦佩娟1,张  静2,吕青青3,郭  琦1,郭国赟1,孙润广1
(1. 陕西师范大学 物理学与信息技术学院 生物物理与生物医学工程实验室,西安 710062;
2. 陕西师范大学 食品工程与营养科学学院,西安 710062;
3. 武汉科技大学 化学工程与技术学院,武汉 430081)
摘  要:利用传统水提及碱提的方法得到茶树菇粗多糖 S⁃ACP和 J⁃ACP,经 CTAB法和 Sephadex G⁃150 凝胶层析法
对其分离纯化,分别得到 S⁃ACP2⁃1 和 S⁃ACP2⁃2 以及 J⁃ACP2⁃1 和 J⁃ACP2⁃2 两组主要组分,用扫描电子显微镜
(SEM)和原子力显微镜(AFM)对多糖的形貌进行表征并测定其体外抗氧化活性和抗肿瘤活性;对多糖 S⁃ACP2⁃2、
J⁃ACP2⁃2 进行刚果红实验测定及圆二色谱仪(CD)分析。 SEM 观测结果:S⁃ACP2⁃1 为较粗的表面光滑的丝状,
J⁃ACP2⁃1呈较细的有少量碎屑的丝状;S⁃ACP2⁃2 为较大的片状,J⁃ACP2⁃2 在大的片状周围有很多细小的碎屑。
AFM观测结果:碱液可以使多糖分子部分断裂成小片段。 刚果红实验:S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 在水溶液中为自由卷曲
构型。 CD分析:S⁃ACP2⁃2 的空间构型中有序结构较少,J⁃ACP2⁃2 在水溶液中为无序构型。 对比 4 种多糖的活性,
碱液作用的多糖 J⁃ACP2⁃2 活性高于 S⁃ACP2⁃2。
关键词:茶树菇;圆二色谱;显微镜;多糖
中图分类号:S646􀆰 1 + 9; Q539        文献标志码:A        文章编号:1672 - 3678(2013)04 - 0022 - 09
Morphology and conformation of polysaccharide from
Agrocybe aegerita and its antioxidant activity
DOU Peijuan1,ZHANG Jing2,LÜ Qingqing3,GUO Qi1,GUO Guoyun1,SUN Runguang1
(1. Laboratory of Biophysics and Biomedical Technology,College of Physics and Information Technology,
Shaanxi Normal University,Xi′an 710062,China;
2. College of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal University,Xi′an 710062,China;
3. College of Chemical Engineering and Technology,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,China)
Abstract: A polysaccharide named S⁃ACP was extracted from Agrocybe aegerita by hot water
extraction,after that, a polysaccharide named J⁃ACP was isolated from the dried leaf mustard with
alkali. The crude polysaccharides were purified by CTAB and Sephadex G⁃150 in sequence,and the
obtained ones were designated as S⁃ACP2⁃1,S⁃ACP2⁃2,J⁃ACP2⁃1 and J⁃ACP2⁃2,respectively. SEM
and AFM were used in characterizing the morphology of the polysaccharide, and AFM was used to
observe in vitro antioxidant and anti⁃tumor activities. Polysaccharide S⁃ACP2⁃2 and J⁃ACP2⁃2 were
used for Congo red test and CD analysis. SEM showed that S⁃ACP2⁃1 and J⁃ACP2⁃1 existed in
filamentous form,S⁃ACP2⁃2 and J⁃ACP2⁃2 existed in sheet form,S⁃ACP2⁃1 had stronger rigidity than
J⁃ACP2⁃1,and the sheet of S⁃ACP2⁃2 was bigger than that of J⁃ACP2⁃2 . AFM images showed that:
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the alkali could make a portion of the polysaccharide molecule break into small pieces. The
conformations of S⁃ACP2⁃2 and J⁃ACP2⁃2 were studied by complex⁃formation with Congo red,result
showed that the conformations were mainly in disorder coli in water solution. The CD spectrum
showed that only a little of ACP2⁃2 was in ordered structure in the spatial configuration and J⁃ACP2⁃2
was in disordered conformation in aqueous solution. Comparison of activities of four kinds of
polysaccharides,J⁃ACP2⁃2 treated with alkaline had stronger activity􀆰
Key words:Agrocybe aegerita;circular dichroism;microscopy;polysaccharides
    茶树菇(Agrocybe aegirita)是一种具有抗肿瘤、
抗衰老、增强免疫、降低胆固醇等功效的食用菌,其
主要的功能成分———多糖含量为 6􀆰 7% ;其中 β 葡
聚糖含量为(302􀆰 5 ± 3􀆰 2) mg / 100g[1]。 目前,关于
茶树菇多糖提取工艺方面的研究较多,但关于提取
工艺对多糖结构以及生物活性影响的报道尚不
多见[2 - 3]。
多糖的生物活性与化学结构及空间构型有关,
因此多糖形貌特征及其溶液构象,是一个值得研究
的课题。 随着对不同种多糖形貌的观测,越来越多
地倾向于形成一个统一的标准或者结论的趋势[4]。
目前,观测的技术方法不断有新的进展,如采用电
子显微镜和光学显微镜观察以及采用原子力显微
镜(AFM)研究多糖的分子形貌、精细结构以及多糖
空间结构[5]。
圆二色谱分析(CD)是研究生物大分子溶液构
象的有力工具,已普遍应用于蛋白质、核酸、多肽等
结构的分析。 多糖的圆二色性与多糖分子中的一
级结构(即糖苷键)及空间结构(即螺旋、卷曲和杆
状构象)有关[6],因此将 CD分析与扫描电子显微镜
(SEM)和 AFM结合用以研究多糖的结构是一种新
的尝试。
在前期工作中,采用传统水提以及在水提残渣
中碱提的方式分别得到 2 种茶树菇粗多糖S⁃ACP和
J⁃ACP,笔者将上述 2 种粗多糖进行分离纯化,对纯
化的多糖进行 SEM 和 AFM 观测,对多糖的形貌特
征初步表征,对含量较多的多糖组分 S⁃ACP2⁃2、
J⁃ACP2⁃2的溶液构象进一步采用刚果红实验测定及
CD分析,并对比 4 种多糖的体外抗氧化活性和体外
抗肿瘤活性,以获得茶树菇多糖的化学结构方面更
多的信息,以期为 SEM、AFM 和 CD 分析在多糖形
貌特征研究方面的应用提供理论依据。
1  材料与方法
1􀆰 1  材料与试剂
茶树菇多糖 S⁃ACP和 J⁃ACP为自制;SephadexG⁃
150(Pharmacia分装)购于科昊生物工程有限公司;二
苯代苦味酰基自由基(DPPH·)购于美国 Sigma 公
司;人白血病细胞 K562 ( ATCC), 1640 培养基
( RPMI Medium 1640, Gibco ), 噻 唑 蓝 ( MTT,
Amresco),无支原体新生牛血清购于浙江天杭生物
科技有限公司;十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、刚
果红、乙酸、NaOH、NaCl 等均为国产分析纯;实验室
用水为三蒸水。
1􀆰 2   仪器
CF16RX 高速离心机 (日本日立公司), TU ⁃
1810 紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限
责任公司),Alphal 4 真空冷冻干燥机(德国 Christ
公司),Z系列层析柱、DBS⁃100 电脑全自动部分收
集器(上海沪西分析仪器厂),Quanta 200 环境扫描
电子显微镜(德国 FEI公司),SPM 9500J3 原子力显
微镜(日本岛津公司),Chirascan 型圆二色谱仪(英
国应用光物理公司),Olympus TH4⁃200 倒置显微镜
(日本 Olympus 公司),HH. CP⁃01W 型二氧化碳细
胞培养箱(上海博讯事业有限公司医疗设备厂),
YP601N电子天平(上海精密科学仪器有限公司),
TDL80⁃2B 台式离心机 (上海安亭科学仪器厂),
DG5032 型酶联免疫检测仪(南京华东电子集团医
疗仪器设备有限责任公司),SZ⁃97 自动三重纯水蒸
馏器(上海亚荣生化仪器厂)。
1􀆰 3  茶树菇多糖的纯化
1􀆰 3􀆰 1  茶树菇多糖的制备
新鲜茶树菇购自西安朱雀农产品贸易中心,经
晾晒、粉碎、脱脂,然后水提、醇沉、脱蛋白、透析,得
到 S⁃ACP;水提残渣用 0􀆰 5 mol / L NaOH 经浸提、醇
沉、脱蛋白、透析,得 J⁃ACP。
1􀆰 3􀆰 2  季铵盐沉淀法纯化 S⁃ACP和 J⁃ACP [7]
采用季铵盐沉淀法将茶树菇多糖 S⁃ACP 和
J⁃ACP分离纯化,分别得到亚组分 S⁃ACP1、S⁃ACP2、
S⁃ACP3 及 J⁃ACP1、J⁃ACP2、J⁃ACP3。
1􀆰 3􀆰 3  S⁃ACP2 和 J⁃ACP2 的凝胶柱层析纯化
分别将 5 mg / mL多糖试样的 S⁃ACP2 和 J⁃ACP2
32  第 4 期 窦佩娟等:碱提工艺对茶树菇多糖形貌特征和构象及其生物活性的影响
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上 Sephadex G⁃150 层析柱(Φ2􀆰 5 cm × 60 cm)进一
步纯化分析,蒸馏水洗脱、苯酚 硫酸法隔管检测,直
至无糖组分流出,以洗脱管数为横坐标,吸光值(OD
值) 为纵坐标作 Sephadex G⁃150 层析柱洗脱曲线,
分别合并各主峰溶液(A > 0􀆰 4 的管),旋转蒸发浓
缩,冷冻干燥。
1􀆰 3􀆰 4  多糖的纯度鉴定———紫外光谱分析
室温下用紫外可见分光光度计对一定浓度的
多糖试样溶液进行 190 ~ 900 nm 区域扫描,记录其
扫描曲线。
1􀆰 4  茶树菇多糖的电子显微镜(SEM)分析
将少量茶树菇多糖粉 状 试 样 S⁃ACP2⁃1、
S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1、J⁃ACP2⁃2 粘在试样座上,用吸
耳球吹去浮样,喷金,置于扫描电镜的试样室中扫
描分析,观察多糖表面形貌。
1􀆰 5  茶树菇多糖的原子力显微镜(AFM)分析[8]
将多糖试样 S⁃ACP2⁃2、 J⁃ACP2⁃2 配制成 100
μg / mL的溶液,在磁力搅拌器上搅拌4 h,分别稀释为
25、10 μg / mL,搅拌均匀后滴在新剥离的云母上,干燥
后被置于原子力显微镜上测试。 图像均在 Tapping
模式下获得,测试在室温和大气环境中进行,湿度为
50% ~60%。 探针为 Si3N4,用 200 μm 长的微悬臂,
力弹性常数为 0􀆰 28 N / m。
1􀆰 6  茶树菇多糖的刚果红实验
2 mL的多糖 (5 mg / mL)中加入等体积的 80
μmol / L刚果红试剂,再逐渐加入 1 mol / L 的 NaOH
溶液,使混合溶液中 NaOH 浓度梯度增加到 0􀆰 5
mol / L,放置 10 min,进行紫外扫描,测定各碱性条件
下的最大吸收波长(以纯刚果红为对照)。 以 NaOH
浓度为横坐标,最大吸收波长为纵坐标作图。
1􀆰 7  茶树菇多糖的圆二色谱(CD)分析
采用 Chirascan型圆二色谱仪测定圆二色谱,检
测波长为 190 ~ 400 nm,测定试样经温度改变及配
位化合物刚果红对多糖圆二色性改变的影响。
1􀆰 8  茶树菇多糖的体外抗氧化活性
以对 1,1 二苯基 2 苦苯肼自由基(DPPH·)
的清除能力为指标,衡量茶树菇多糖的体外抗氧化
活性。 参照文献[9]的方法,试样多糖的质量浓度
分别为 0􀆰 1、0􀆰 2、0􀆰 4、0􀆰 8、1􀆰 0 和 2􀆰 0 mg / mL。
1􀆰 9  茶树菇多糖的体外抗肿瘤活性
取对数生长期的 K562 细胞,调节细胞密度至
1 × 105 个 / mL。 设置空白组、对照组和实验组,每组
设 6 个复孔。 于 96 孔板接种,每孔中加 100 μL 细
胞。 空白组只加完全培养基不加细胞。 培养 24 h
后,实验组各孔加入不同质量浓度的茶树菇多糖
(25、50、100、200、400 和 800 μg / mL)100 μL;空白
组和对照组不加多糖,加 1640 培养基。 培养 24 h
后加入 MTT(5 mg / mL)20 μL /孔,37℃孵育 4 h 后
离心弃上清。 加 DMSO 200 μL /孔,避光振荡 10
min,使结晶物充分溶解,用酶联免疫检测仪在波长
492 nm处测量各孔的吸光度(OD 值),平行实验 3
次,计算细胞的相对生长抑制率。
相对生长抑制率 =
OD对照 - OD实验
OD对照 - OD空白
× 100%
2  结果与讨论
2􀆰 1  茶树菇多糖的纯化
十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)是一种阳离子
表面活性剂,可与酸性多糖阴离子形成不溶于水的
化合物,在水中形成沉淀。 利用多糖与硼酸可形成
配合物的特点,则中性多糖也能被沉淀出来。 这样
通过季铵盐 硼酸就可依次把酸性多糖、中性多糖和
碱性多糖沉淀出来[7]。 2 g S⁃ACP 经 CTAB 沉淀可
得到 S⁃ACP1 0􀆰 186 g,S⁃ACP2 0􀆰 606 g 和 S⁃ACP3
0􀆰 195 g;2 g J⁃ACP经季铵盐沉淀得到 J⁃ACP1 0􀆰 142
g,J⁃ACP2 0􀆰 332 g和 J⁃ACP3 0􀆰 277 g。 由于经初步
分离后二者的中性多糖量较多,则在下一步分离纯
化过程中采用 S⁃ACP2、J⁃ACP2。
S⁃ACP2、J⁃ACP2 上 Sephadex G⁃150 柱,经苯酚
硫酸检测均有 2 组组分,分别命名为 S⁃ACP2⁃1、S⁃
ACP2⁃2,J⁃ACP2⁃1、 J⁃ACP2⁃2 (见图 1、图 2,柱体:
Φ2􀆰 5 cm × 60 cm,用蒸馏水洗脱,流速控制在 0􀆰 3
mL / min,每管 2 mL 分布收集)。 由图 1、图 2 可知:
图中的洗脱峰为对称峰,表明均为相对分子质量较
均一的多糖试样。 紫外光谱扫描未见明显的蛋白
质或核酸的吸收,进一步说明其为均一的多糖
组分[10]。
图 1  经 Sephadex G⁃150层析后的 S⁃ACP2的色谱图
Fig. 1  Sephadex G⁃150 column chromatography of S⁃ACP2
42 生  物  加  工  过  程    第 11 卷 
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图 2  经 Sephadex G⁃150 层析后的 J⁃ACP2 色谱图
Fig. 2  Sephadex G⁃150 column chromatography of J⁃ACP2
2􀆰 2  茶树菇多糖的环境扫描电子显微镜观测结果
图 3 是茶树菇多糖粉末试样在 2 500 倍数下的
SEM照片。 由图 3 可以看出:不同提取工艺对多糖
       
形貌有一定的影响,其中 S⁃ACP2⁃1 (图 3 ( a))、
J⁃ACP2⁃1(图 3(c))试样均呈现丝状外貌,前者为较
粗的表面光滑的丝状,刚性较强,而后者呈较细的
有少量碎屑的丝状,刚性较弱; S⁃ACP2⁃2 (图 3
(b))、J⁃ACP2⁃2(图 3(d))试样均呈现片状或碎屑
状形貌,前者为较大的片状,放大后仍为光滑的片
状,而后者在大的片状周围有很多细小的碎屑,可
见碱提方式对多糖分子有一定的解聚和破坏作用,
使较大分子产生多的细小的片段及碎屑。
由图 3 还可以看出,粉末试样的多糖分子聚集
成大片或粗的丝状,但都表面紧密光滑,说明在无
水状态下,茶树菇多糖分子具有较强的相互作用
力,由于没有细微网络的多孔结构,说明没有结晶
区的形成[11]。
图 3  S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1 和 J⁃ACP2⁃2 粉末试样的 SEM照片
Fig. 3  SEM images of powder samples of S⁃ACP2⁃1,S⁃ACP2⁃2,J⁃ACP2⁃1 and J⁃ACP2⁃2
2􀆰 3  原子力显微镜的观测
2􀆰 3􀆰 1  制样条件对 S⁃ACP2⁃2 的影响
图 4 为 25 μg / mL的 S⁃ACP2⁃2 稀糖溶液在室温
搅拌 30 min后直接滴在云母片上干燥后观测到的
不同分辨率的多糖形貌。 由图 4(a)可知,在低分辨
率的条件下 AFM 观测(Bar = 25 μm),可以看到多
糖链呈柔性缠绕的链状,细小的链又交织弯曲成约
4 μm 孔径大小的网;而在高分辨率条件下观测
(Bar = 500 nm)发现,相互缠绕的链自身也呈现网
状结构,链 AB宽 56 nm,高 8 nm 左右,形成的孔径
CD宽 56 nm,高 8 nm。 图 4(b ~ b″)为 25 μg / mL的
S⁃ACP2⁃2稀糖溶液在 80 ℃恒温搅拌 10 min 后热溶
液直接滴在云母片上干燥观测到的不同分辨率的
多糖形貌。 由图 4 ( b)可知:在低分辨率条件下
(Bar = 25 μm),可以明显观测到多糖链形成均匀的
网状结构,网孔大小约 2 ~ 2􀆰 5 μm;在高分辨率观测
(Bar = 1􀆰 25 μm)则可以看出,多糖链宽平均约 160
nm,高约 8 ~ 9 nm。 这是由于在加热情况下,多糖分
子内及分子间有效的氢键作用和分子间的范德华
力作用增强,多糖链由柔性变为刚性,形成了大的
网状结构。 由此还可以看出,温度对原子力显微镜
观测试样的结果有着显著的影响[12],加热可使多糖
稀溶液发生分子自组装,多糖链缔合成长链、粗链
的超分子结构。
2􀆰 3􀆰 2  多糖浓度对 J⁃ACP2⁃2 的影响
图 5(c)为 J⁃ACP2⁃2 在不同浓度情况下的 AFM
的观测图。 图 5(c ~ c″)中 J⁃ACP2⁃2 质量浓度为 25
μg / mL,图 5 ( d ~ d″)中 J⁃ACP2⁃2 质量浓度为 10
μg / mL。 从图 5(c)的低分辨率(Bar = 12􀆰 5 μm)观
测图中可以看到,多糖以小的雪花片以及小的圆球
状均匀分布于云母片,在 5(c′)的高分辨率(Bar =
1􀆰 5 μm)观测图中测量小的雪花片直径约 450 ~ 700
nm,链宽约 75 nm,高约 2 ~ 3 nm,小球宽度为 30 ~
50 nm,高度为 2 ~ 3 nm。 由图 5(d)可以明显看出
与图 5(c)的形貌不同,图 5(d)中多糖链呈环状或
片状聚集,在 5(d′)(Bar = 1􀆰 5 μm)中,环的直径约
400 ~ 500 nm,高约 2 ~ 3 nm。 图 6 为 J⁃ACP2⁃2 的高
分辨(Bar = 750 nm)AFM 图。 由图 6 可知,环是由
多股链聚合而成。 与图 5 对比可以发现,25 和 10
μg / mL的 J⁃ACP2⁃2 的 AFM 形貌不同,这主要是因
为:浓度能影响多糖分子的聚集状态[1],多糖为大
分子聚合物,糖链间存在大量氢键及其他弱作用
52  第 4 期 窦佩娟等:碱提工艺对茶树菇多糖形貌特征和构象及其生物活性的影响
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力。 在高浓度下,糖链间相互作用增强,在晾干的
过程中发生了局部的聚集,形成雪花状,周围均匀
分布的颗粒,可能是提取过程中碱液的破坏作用,
至于每一个颗粒是否是单个糖链分子卷曲聚合而
成,还有待进一步研究;在低浓度时,多糖依旧以多
股链缠绕的形式存在。
图 4  S⁃ACP2⁃2 的原子力显微镜观测图
Fig. 4  AFM images of S⁃ACP2⁃2
图 5  J⁃ACP2⁃2 的原子力显微镜观测图
Fig. 5  AFM images of J⁃ACP2⁃2
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图 6  10 μg / mL J⁃ACP2⁃2 的高分辨率(Bar =750nm)AFM观测图
Fig. 6  AFM high resolution images of 10 μg / mL J⁃ACP2⁃2(Bar =750 nm)
2􀆰 3􀆰 3  提取方式对茶树菇多糖的影响
对比图 4(a′)和图 5(c′)可见,不同提取方式对
多糖形貌有一定影响,水提多糖得到的 AFM 图
4(a′)中多糖交织呈较大的网状,链间相互缠绕,分
子间作用力较大,碱提方式的 AFM 图 5(c′)中有较
多小颗粒,由散布其中的为直径约 450 ~ 700 nm 的
雪花状对比可知,碱液作用在一定程度上破坏了多
糖分子间的相互作用,使大分子断裂为较小的片
段。 这与 SEM观测的结果相符。
2􀆰 4  茶树菇多糖的刚果红实验分析
刚果红可以与具有螺旋结构的分子发生配位化
合,配位化合物的最大吸收波长较纯刚果红发生红
移[13]。 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 与刚果红的最大吸收波
长随碱浓度变化结果见图 7。 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2均
不能和刚果红发生配位化合[14 - 15],说明其本身不具
有螺旋结构。 多糖在溶液中有 3 种构型:三股螺旋、
单股螺旋、自由卷曲,因此 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 在水
溶液中均为自由卷曲构象。
2􀆰 5  茶树菇多糖的圆二色谱分析
图 8 为 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 在不同温度(20、60
和 100 ℃)处理 30 min后冷却至室温后的 CD谱图。
加热与冷却使得多糖分子有一个变性与复性相对
图 7  不同 NaOH浓度下 S⁃ACP2⁃2 +刚果红、
J⁃ACP2⁃2 +刚果红的最大吸收波长
Fig. 7  Change in maximum absorption wavelength
of Congo red + S⁃ACP2⁃2 and Congo
red + J⁃ACP2⁃2 complexes
的可逆过程,但超过某一温度,无论怎样不能完全
恢复到原来的状态。 从图 8(a)可以看出,随着温度
升高到 60 ℃,S⁃ACP2⁃2 的 CD谱在 200 ~ 220 nm出
现了正相峰,至 100 ℃正峰略有变强并且发生少量
蓝移,说明随着温度的增强 S⁃ACP2⁃2 的分子不对称
性增强,存在的微小突变说明其本身有少量有序结
构;图 8(b)中随温度升高,各正峰、负峰峰强略有增
加,说明分子手性增强,但均未出现突变,表明经高
温处理后,多糖分子中氢键结合较弱的部分可能解
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聚,分子舒展,但在冷却后多糖分子间的相互作用
又增强而产生更大的聚集作用,不对称性增强,因
此表明 J⁃ACP2⁃2 主要以无序结构存在。
为进一步研究温度对构象的影响,即测定分子
的伸展度与对应立体构型的关系,采用程序升温方
式(由 30 ℃逐渐升温至 90 ℃)测定 S⁃ACP2⁃2 CD
谱图结果见图 9。 由图 9 可知:30 ~ 60 ℃时 CD 谱
峰形相同,190 nm 峰强度在 70 ℃有个小的跳跃变
化;30 ℃在 190、260 nm 有正相峰,在 210 nm 有负
的 Cotton效应。 随着温度的升高,圆二色谱的峰值
减弱,90 ℃时 190 nm的正相峰变至负向,说明随温
度的升高,其分子伸展,不对称性降低;由于正负峰
在 190 nm发生突变,则推测 S⁃ACP2⁃2 在溶液中有
部分有序构象,但比较少[11]。
图 8  经不同温度处理的 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 的 CD谱
Fig. 8  Effects of temperature on CD spectra of S⁃ACP2⁃2 and J⁃ACP2⁃2
图 10  刚果红对茶树菇多糖 CD谱的影响
Fig. 10  Effect of Congo red on CD spectra of S⁃ACP2⁃2 and J⁃ACP2⁃2
图 9  程序升温处理 S⁃ACP2⁃2 的 CD谱
Fig. 9  CD spectra of S⁃ACP2⁃2 treated at
different temperatures
    图 10 为刚果红对茶树菇多糖 CD 谱图的影响。
由图 10 可知,CD谱图中主峰位置、峰形均未发生大
的改变,即 S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 多糖分子均未和刚
果红发生特征的螺旋络合作用,说明 S⁃ACP2⁃2、
J⁃ACP2⁃2中不存在螺旋结构,这与刚果红实验测定
结果相符。
2􀆰 6  茶树菇多糖的体外抗氧化活性
茶树菇多糖 S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1、J⁃
ACP2⁃2 对 DPPH·的清除能力结果见图 11。 由图
11 可知,在实验浓度范围内,4 种多糖的体外抗氧化
活性都呈剂量关系,随着多糖质量浓度的增加,其
对 DPPH·的清除率越明显。在多糖质量浓度小于
0􀆰 8 mg / mL时,各多糖清除率对比不明显,大于 0􀆰 8
mg / mL时,水提、碱提茶树菇多糖组分二 S⁃ACPP2⁃
2、J⁃ACP2⁃2 的清除率均大于组分一 S⁃ACP2⁃1、 J⁃
ACP2⁃1 的清除率;对比组分 1、2 可见,当多糖浓度
大于 0􀆰 4 mg / mL时,J⁃ACP2⁃2 的清除率与 S⁃ACPP2⁃
2 对比达到显著水平,并在 0􀆰 8、1􀆰 0 mg / mL 时达到
82 生  物  加  工  过  程    第 11 卷 
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极显著水平; J⁃ACP2⁃1 的清除率与 S⁃ACPP2⁃1 对
比,S⁃ACP2⁃1 大于 J⁃ACP2⁃1,并达到显著水平,这与
文献[16]中茶树菇粗多糖的结果相似,推测组
分———S⁃ACP2⁃1、J⁃ACP2⁃1 中含有部分蛋白质,其
抗氧化活性大小与含有的蛋白含量有关。
2􀆰 7  茶树菇多糖的体外抗肿瘤活性
茶树菇多糖 S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1 和
J⁃ACP2⁃2 的体外抗肿瘤活性结果见表 1。 由表 1 可
以看出,4 种多糖对体外培养的 K562 细胞增殖表现
出一定的抑制作用,且抑制趋势都是随着浓度的增
大而增大。 在低浓度范围(25 和 50 μg / mL),高相
对分子质量的 S⁃ACP2⁃1 和 J⁃ACP2⁃1 抑制率不明
显。 在相同浓度时,低相对分子质量的 S⁃ACP2⁃2 和
J⁃ACP2⁃2 的抑制率与对照组相比达显著(P < 0􀆰 05)
与极显著水平(P < 0􀆰 01)。 随着多糖质量浓度的增
加,4 种多糖的抑制率都达到极显著水平。 对比水
提和碱提的多糖,J⁃ACP2⁃1 相对于 S⁃AP2⁃1 在质量
         
J⁃ACP2⁃1 与 S⁃ACP2⁃1 对比:∗为 P < 0􀆰 05,∗∗为 P < 0􀆰 01;
J⁃ACP2⁃2 与 S⁃ACP2⁃2 对比:∗为 P < 0􀆰 05,∗∗为 P < 0􀆰 01。
图 11  茶树菇多糖 S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1 和
J⁃ACP2⁃2 对 DDPH·的清除作用
Fig. 11  Scavenging effects of S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、
J⁃ACP2⁃1 and J⁃ACP2⁃2 on DPPH·radical
浓度为200、400 μg / mL时达到显著水平,J⁃ACP2⁃2 相
对于 S⁃AP2⁃2 在质量浓度为 100、200 和 400 μg / mL
时达到极显著水平,800 μg / mL达显著水平。
表 1  茶树菇多糖 S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1 和 J⁃ACP2⁃2 对人白血病细胞 K562 的影响
Table 1  The anticancer effects of S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃1 and J⁃ACP2⁃2 on growth inhibition in K562 cells
组别 质量浓度 /(μg·mL - 1)
OD492
(􀭰x ± s,n = 3)
RI / %
对照 0􀆰 340 8 ± 0􀆰 017 6
25 0􀆰 334 7 ± 0􀆰 029 7 —
50 0􀆰 321 9 ± 0􀆰 011 3 —
S⁃ACP2⁃1 100 0􀆰 323 6 ± 0􀆰 013 4 —
200 0􀆰 306 4 ± 0􀆰 018 9 10􀆰 09
400 0􀆰 290 1 ± 0􀆰 017 6a 14􀆰 88
800 0􀆰 260 0 ± 0􀆰 020 7b 23􀆰 71
25 0􀆰 305 4 ± 0􀆰 038 5 10􀆰 39
50 0􀆰 313 4 ± 0􀆰 018 2 —
J⁃ACP2⁃1 100 0􀆰 300 4 ± 0􀆰 017 1a 11􀆰 85
200 0􀆰 297 9 ± 0􀆰 021 5c 12􀆰 59
400 0􀆰 260 4 ± 0􀆰 014 3bc 23􀆰 6
800 0􀆰 235 0 ± 0􀆰 019 6b 31􀆰 04
25 0􀆰 290 5 ± 0􀆰 022 2a 14􀆰 76
50 0􀆰 233 3 ± 0􀆰 012 1b 31􀆰 54
S⁃ACP2⁃2 100 0􀆰 221 4 ± 0􀆰 023 3b 35􀆰 03
200 0􀆰 193 8 ± 0􀆰 017 6b 43􀆰 13
400 0􀆰 189 6 ± 0􀆰 004 9b 44􀆰 37
800 0􀆰 175 5 ± 0􀆰 004 4b 48􀆰 5
25 0􀆰 257 6 ± 0􀆰 055 6a 22􀆰 57
50 0􀆰 255 5 ± 0􀆰 011 3b 23􀆰 19
J⁃ACP2⁃2 100 0􀆰 110 0 ± 0􀆰 019 5bf 65􀆰 87
200 0􀆰 107 2 ± 0􀆰 024 0bf 66􀆰 76
400 0􀆰 119 2 ± 0􀆰 020 2bf 62􀆰 65
800 0􀆰 154 0 ± 0􀆰 016 1be 52􀆰 97
                    注:抑制率低于 10% ;与对照组对比(a为 P < 0􀆰 05,b为 P < 0􀆰 01);与 S⁃ACP2⁃1 对比(c为 P < 0􀆰 05,
d为 P < 0􀆰 01);与 J⁃ACP2⁃1 对比(e为 P < 0􀆰 05,f为 P < 0􀆰 01)。
92  第 4 期 窦佩娟等:碱提工艺对茶树菇多糖形貌特征和构象及其生物活性的影响
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3  结  论
SEM分析发现:在无水状态下, S⁃ACP2⁃1、 J⁃
ACP2⁃1 试样均呈现丝状外貌,S⁃ACP2⁃1 为较粗的
表面光滑的丝状,刚性较强;J⁃ACP2⁃1 呈较细的相
互缠绕的丝状,柔性较强;S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 试样
均呈现片状或碎屑状形貌,S⁃ACP2⁃2 为较大的片
状,J⁃ACP2⁃2 在大的片状周围有很多细小的碎屑。
AFM分析发现:温度和浓度对 AFM 观测时试
样有显著影响,加热可使多糖稀溶液发生分子自组
装,多糖链缔合成长链、粗链的超分子结构;高浓度
溶液的分子链间或链内氢键以及其他弱作用力加
强。 碱液作用在一定程度上破坏了多糖分子间的
相互作用,使大分子断裂为较小的片段。
刚果红实验发现:S⁃ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 在水溶
液中为自由卷曲构型。 CD 分析结果:不同温度处
理及程序升温处理的 CD 谱显示 S⁃ACP2⁃2 本身的
有序结构比较少,J⁃ACP2⁃2 在溶液中为无序构型存
在,这与刚果红实验的结果相符。
不同提取方式对多糖外观形貌及显微构象的
影响:通过横向比较 SEM和 AFM 观测结果可知,提
取方式对多糖形貌有一定影响,碱液对多糖分子有
一定破坏作用,使部分大分子多糖断裂为小片段或
者小颗粒。
体外抗氧化活性测定发现:分子较小的组分 S⁃
ACP2⁃2、J⁃ACP2⁃2 活性高于分子较大的 S⁃ACP2⁃1、
J⁃ACP2⁃1,碱液作用的多糖 J⁃ACP2⁃2 活性高于 S⁃
ACP2⁃2,这与 NaOH一定程度上对多糖分子的破坏
作用有关。
体外抗肿瘤活性测定显示:4 种多糖对体外培
养的 K562 细胞增殖表现出一定的抑制作用,且抑
制趋势都是随着浓度的增大抑制率在增大。 综合
比较,碱液作用的多糖 J⁃ACP2⁃1、J⁃ACP2⁃2 活性高
于 S⁃ACP2⁃1、S⁃ACP2⁃2。
碱液提取的多糖分子活性显著高于水提的多
糖分子,这与不同提取方式获得的多糖的溶液行
为和链构象的差异存在一定的相关性,关于多糖
高级结构和生物活性的关系还须要进一步的实验
分析。
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