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无梗五加果多糖组成及生物活性的研究



全 文 : 2008, Vol. 29, No. 04 食品科学 ※营养卫生378
无梗五加果多糖组成及生物活性的研究
冯 颖1,孟宪军1,王建国2,王晶晶1,张 奇1
(1. 沈阳农业大学 食品学院,辽宁 沈阳 110161;
2. 辽宁省质量技术监督局,辽宁 沈阳 110003)
摘 要:采用HPLC法对经脱色脱蛋白、DEAE52纤维素柱层析得到的主要多糖组分ASP-Ⅰ、ASP-Ⅱ进行单糖
组成和纯度、相对分子质量(Mr)测定,表明无梗五加果多糖单糖组成为甘露糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖
醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖及岩藻糖,主要由Mr为21800、147000、45400和18100的4种
均一多糖组成;其中,均一多糖ASP-Ⅰ由半乳糖和鼠李糖组成,物质的量之比为1:0.7,Mr为18100。对水提
醇沉后得到的无梗五加果多糖进行部分生物活性研究表明,其在清除自由基、抗疲劳、耐缺氧及提高免疫调节能
力等方面都具有一定功效。
关键词:无梗五加;多糖
Study on Constituents and Biological Activities of Polyose from Acanthopanax sessili lorus( Rupr. et Maxim.) Fruit
FENG Ying1,MENG Xian-jun1,WANG Jian-guo2,WANG Jing-jing1,ZHANG Qi1
(1.College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China;
2. Liaoning Bureau of Quality and Technical Supervision, Shenyang 110003, China)
Abstract :Acanthopanax sessiliflorus( Rupr. et Maxim.) has been used instead of A. enticosus northeast region of China,
but its active components have not been very clear. In this article, the constituents of polyose from A.sessiliflorus fruit we e
studied by HPLC method. The results showed that the polyose is composed of galactose, mannose, fucose, xylose rhamnose,
glucasamine, glucuronic acid, galacturonic acid with mainly fo homogeneous whose molecular weight are 21800, 147000, 45400,
18100 respectively. Among them, the monosacchrides of homogeneous polyose-1 I are Gal and Rha in the molar ratio of 1:0.7, whose
molecular weight is 18100. The biological activities experiments showd hat p lyose has certain capability on scavenging hydroxyl
radical and increasing the survival time of mice under hypoxia and loaded swimming condition and also increasing the immune
activity of mice.
Key words:Acanthopanax sessiliflorus( Rupr. et Maxim.);polysaccharide
中图分类号:TS201.21 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2008)04-0378-03
收稿日期:2007-05-28
基金项目:沈阳农业大学青年教师科研基金项目(200322)
作者简介:冯颖(1975-),女,讲师,博士,研究方向为天然产物与功能食品。E-mail:fywjg@sina.com
无梗五加,又名短梗五加,为五加科五加属植
物。长期以来,在我国东北地区代替刺五加药用,未
见不良反应报道。其根皮即五加皮具有祛风湿、补肝
肾、强筋骨、活血脉的功效,现在人们用无梗五加制
剂治疗白细胞减少症、眩晕症及妇女更年期综合征取得
了显著疗效[1]。2003年韩国学者报道无梗五加果多糖具
有抗肿瘤活性,而其它关于无梗五加果中多糖的研究未
见报道[2-3]。本研究对无梗五加果多糖的组成及生物活性
进行了研究,旨为无梗五加果多糖的进一步研究利用奠
定基础,同时为无梗五加果资源的开发利用提供理论依
据 。
1 材料与方法
1.1材料、试剂与仪器
无梗五加果干粉由人工栽培品种加工获得,购自辽
宁省丹东农业科学院。
标准糖对照品三氟醋酸(TFA) Sigma 公司;1-苯
基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)、十二烷基硫酸钠SDS(化
学纯) 上海化学试剂公司;DEAE-52纤维素 Whatman
公司;其余试剂均为国产生化试剂或分析纯。
System Gold测定用高效液相色谱仪 Beckman公
司;自动柱层析系统 上海沪西分析仪器厂;红外光
谱仪 瑞士Brucker公司。
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1.2多糖的提取纯化
水提醇沉法提取无梗五加果多糖(浸提温度80℃、
料液比1:70g/ml、提取时间3h,提取两次,5倍醇沉),
经Sevag法脱蛋白、H2O2法脱色、透析法除小分子杂
质后,以蒸馏水溶解,上DEAE-52纤维素柱,依次用
蒸馏水、0.1~2mol/L NaCl溶液洗脱,每10min收集一
管,流速为0.7ml/min。苯酚-硫酸法跟踪检测多糖流
出,收集相同峰位,透析、浓缩、干燥,对得到的
主要多糖组分进行分析。
1.3多糖的理化性质测定与红外光谱分析[4]
理化性质测定:溶解性测定、苯酚-硫酸反应、双
缩脲反应、茚三酮反应、碘-碘化钾反应、硫酸-咔唑
反应。红外光谱分析:取经真空干燥的多糖各1~2mg
进行溴化钾压片,于红外光谱仪上测定其红外光谱。
1.4多糖的单糖组成测定[5]
1.5多糖的纯度和相对分子质量(Mr)测定[4]
采用HPLC-GPC法。凝胶柱TOSOH TSK-GEL G4000
SW(7.5mm×300mm),柱温20℃;流动相(0.02mol/L乙
酸钠),流速0.5ml/min;标准Mr右旋糖酐、多糖样品
质量浓度10g/L,进样量20μl,示差检测仪检测(设置:
Time Constant:0.5;Sensitivity:0.3)。记录各标准
Mr右旋糖酐峰的淋洗体积(ml),以Mr对数为纵坐标,
淋洗体积为横坐标作出Mr对数-淋洗体积关系标准曲
线。在相同色谱条件下,将多糖样品注入柱中,记录
出峰数、各峰占总面积的百分数(%),以判断多糖的纯
度,记录各峰淋洗体积(ml),根据标准曲线,由GPC
色谱软件计算各峰的Mr。
1.6多糖的清除羟自由基活性研究
参照文献[6]方法。
1.7多糖的抗缺氧作用研究[7]
昆明种小白鼠48只,雌雄兼用,20~24g,随机
分为 4 组,分别灌胃给予蒸馏水、洋参含片YS(220 mg/
kg)及无梗五加果多糖(400mg/kg,200mg/kg),每日1
次,共7d,末次给药1h后,将小鼠放入盛有15g钠
石灰的250ml广口瓶内(每瓶1只),用凡士林涂抹瓶口,
盖严使之不漏气,立即计时,以呼吸停止为指标,观
察小鼠因缺氧而窒息性死亡的时间。
1.8多糖的抗疲劳作用研究[8]
进行了小鼠负重游泳试验。昆明种小白鼠48只,
随机分为4组,给药方式同上,末次给药1h后,按拉
丁方顺序将小鼠置于15±1℃、体积(40cm×40cm×
40cm)的水槽中游泳,每次同时放2只小鼠。鼠尾根部
负荷 1/10体质量的铁片,记录小鼠自游泳开始至没入水
中的时间(以沉入水中时间5s为限)作为小鼠游泳时间。
1.9多糖的免疫调节作用研究[9]
研究了无梗五加果多糖对小鼠碳粒廓清试验的影
响。昆明种小鼠40只,随机分组,给药方式同上,末
次给药1h 后各鼠尾静脉注射用生理盐水稀释4倍的印度
墨汁0.1ml/10g,于注入墨汁后2min及10min时从小鼠眼
眶后静脉丛取血20μl,立刻吹入0.1%Na2CO3液2ml中,
充分洗涤。取血完毕,以 20μl正常小鼠血溶于2ml
0.1% Na2CO3液校零,675nm处测定吸光度。按下列公式
计算廓清指数K。
LgA2-lgA10
K=————————
T10 - T2
取血后处死小鼠,称取肝、脾重量校正K值,以
K表示每单位组织重量的吞噬活性,计算吞噬指数,校
正式如下:α=WK /WLS
式中,T为时间;W为体重;W L S为肝脾合重。
2 结果与分析
2.1无梗五加果多糖的DEAE-52纤维素柱层析纯化
经DEAE-52纤维素柱层析纯化,共收集到两个主要
多糖组分ASP-Ⅰ和ASP-Ⅱ,如图1所示。
2.2ASP-Ⅰ、ASP-Ⅱ的理化性质测定与红外光谱分析
理化性质测定表明,ASP-Ⅰ与ASP-Ⅱ均溶于冷
水,易溶于热水,不溶于乙醇、丙酮、乙醚、正丁
醇等有机溶剂;苯酚硫酸反应为阳性;碘-碘化钾反应
呈阴性,说明为非淀粉类多糖;双缩脲反应与茚三酮反
应阴性,说明不含蛋白。ASP-Ⅰ硫酸-咔唑反应阴性,
说明不含糖醛酸,而ASP-Ⅱ硫酸-咔唑反应阳性,说明
含糖醛酸。红外光谱分析表明,ASP-Ⅰ在3423cm-1的
吸收峰为O-H键的伸缩振动,2928.2和1384.4cm-1的吸
收峰为C-H键的伸缩振动和C-H键的变角振动。ASP-Ⅱ
在3200~3600cm-1出现一宽峰,是O-H键的伸缩振动,
在2800~3000cm-1的两组吸收峰是C-H键的伸缩振动,在
1410cm-1左右出现的吸收峰为C-H键的变角振动。由此
可见,它们都具有糖类的特征吸收。由此判定其为多
糖。ASP-Ⅰ没有糖醛酸的特征吸收峰,说明其为中性
糖。ASP-Ⅱ在1730cm-1处的吸收峰为糖醛酸羧基-COOH
的C=O键的伸缩振动,1620cm-1左右的强吸收峰为羧基
的C=O键的非对称伸缩振动,说明含有酸性糖。
2.3ASP-Ⅰ、ASP-Ⅱ的单糖组成、纯度及相对分子
质量(Mr)测定
经HPLC法检测ASP-Ⅰ为均一多糖,面积归一化
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法测定其纯度为99.37%,Mr为18100,单糖组成测定
表明它主要由半乳糖和鼠李糖组成,其物质的量之比为
1:0.7。ASP-Ⅱ为非均一多糖,测定表明它主要由Mr为
21800、147000和45400的三种均一多糖组成,3种均一
多糖峰面积百分比分别为61%、22%和17%;单糖组成
测定表明ASP-Ⅱ由甘露糖、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡
萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、岩
藻糖组成,各单糖峰面积百分比分别为5.10%、7.33%、
7.66%、4.63%、15.5%、12.6%、37.74%、7.46%、
1.99%。以半乳糖含量最高,占37.74%,其次为葡萄
糖,为12.60%,鼠李糖为7.66%,半乳糖醛酸含量较
高,占15.5%,为酸性多糖。
2.4无梗五加果多糖清除羟自由基活性实验
由表1可以看出,无梗五加果多糖具有清除羟自由基
的活性,且随多糖浓度增大,清除羟自由基能力增强。
多糖样品 ASP
多糖浓度 (μg/ml) 4.4 8.8 17.5 35 70
发光抑制率 (%) 8 13.5 21 35 61.5
表1 无梗五加果多糖清除羟自由基活性研究
Table 1 Effects of polyese on scavenging·OH
组别 剂量 (mg/kg) 耐缺氧时间(min)
对照组 - 23.91±1.29
洋参含片 220 26.44±1.58
无梗五加果多糖 400 29.96±2.78*
200 32.48±2.99*
表2 无梗五加果多糖对小鼠常压耐缺氧的影响
Table 2 Effects of polyese on survival time of mice under hypoxia
注:“*”为 p<0.05 与对照组相比。
组别 剂量 (mg/kg) 游泳时间(min)
对照组 - 1.17±0.20
洋参含片 220 1.70± .15*
无梗五加果多糖 400 2.38±0.40*
200 1.72±0.15*
表 3 无梗五加果多糖对小鼠负重游泳的影响
Table 3 Effects of polyoes on loaded swimming of mice
注:“*”为 p<0.05 与对照组相比。
2.7无梗五加果多糖免疫调节实验
表4和表5结果表明,无梗五加果多糖高、低剂
量连续给药7d,可显著增强小鼠碳粒廓清的能力,增
加免疫器官脾和胸腺的重量,与对照组比较差异显著。
组别 剂量(mg/kg)
免疫器官重量(g)
脾脏 胸腺
对照组 - 0.144±0.0130.025±0.004
洋参含片YS 220 0.189±0.010* 0.038±0.004#
无梗五加果多糖ASP 400 0.189±0.020* 0.036±0.003#
200 0.183±0.014* 0.040±0.006
表4 五加多糖对小鼠免疫器官重量的影响
Table 4 Effects of pdyose on weight of immune organs in mice
注:*p< 0.05, #p< 0.05 与对照组相比。
组别 剂量(mg/kg)廓清指数K 吞噬指数α
对照组 - 0.0457±0.00454.697±0.713
洋参含片YS 220 0.0620±0.0041* 6.568±0.521#
无梗五加果多糖ASP 400 0.0613±0.0067* 6.559±0.518#
200 0.0608± .0059* 6.256±0.603
表5 无梗五加果多糖对小鼠碳粒廓清能力的影响
Table 5 Effects of ASP on the swallow index (K)and swallow
coefficient(α)of carbon clearance in mice
注:*p<0.05, #p<0.05与对照组相比。
3 结 论
3.1无梗五加果多糖经DEAE-52纤维素柱层析纯化后
得到两个主要多糖组分Polyose-Ⅰ和Polyose-Ⅱ。对二
者的单糖组成、纯度和相对分子质量(Mr)测定表明,无
梗五加果多糖主要由Mr为21800、147000、45400和18100
的四种均一多糖组成,单糖组成为甘露糖、氨基葡萄
糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半
乳糖、木糖、岩藻糖;其中均一多糖Polyose-Ⅰ由半
乳糖和鼠李糖组成,物质的量之比为1:0.7,Mr为18100。
3.2对水提醇沉后得到的无梗五加果多糖进行部分生物
活性研究表明,其在清除自由基、抗疲劳、耐缺氧及
提高免疫调节能力等方面都具有一定功效。
参考文献:
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2.5无梗五加果多糖抗缺氧实验
结果表明,灌胃给予洋参含片YS及无梗五加果多
糖(400mg/kg,200mg/kg),每日1次,共7d,明显延
长了在常压密闭缺氧条件下小鼠的存活时间,与对照组
比,有显著性差异。无梗五加多糖能提高小鼠心脑耐
缺氧能力,降低组织耗氧量,增强耐缺氧能力。
2.6无梗五加果多糖抗疲劳实验
结果表明,与对照组相比,洋参含片YS及无梗五
加果多糖(400mg/kg,200mg/kg)组小鼠负重游泳时间明
显延长,可见,无梗五加果多糖能延长小鼠负重游泳
时间,提高小鼠的体能,具有显著的抗疲劳作用,结
果见表3。