超聲-微波協(xié)提海菖蒲多糖及藥理性質(zhì)研究

夏 歡 陳 文 王湘君 蘇利興 饒梧丙 鄒承涵 蔡江賢

①海南熱帶海洋學(xué)院理學(xué)院 ②海南熱帶海洋學(xué)院水產(chǎn)與生命學(xué)院

經(jīng)查閱大量文獻(xiàn)，海菖蒲多糖具有抗衰老、抗氧化、抗腫瘤和提高免疫力等功效，是目前研究最為廣泛的生物大分子聚合糖。海菖蒲多糖藥理性質(zhì)比較廣泛，在醫(yī)療研究中扮演著重要的角色。研究表明，海菖蒲多糖的提取方法有：稀堿提取法、有機(jī)溶劑提取法、酶提取法、超聲波及微波輔助法等。本研究擬采用超聲-微波協(xié)提海菖蒲多糖，為今后海菖蒲多糖提取提供經(jīng)驗(yàn)。

1 前言

海菖蒲系為蕨類水鱉科海菖蒲屬[1]，為單子葉多年生草本海草，常分布于中國(guó)熱帶、亞熱帶東南沿海等地區(qū)，其雌雄異株，徑長(zhǎng)18 cm，徑粗約4 mm，枝節(jié)密集，花粉粒呈圓形、果實(shí)卵形。研究表明，多糖由多個(gè)單分子脫水縮合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大物質(zhì)，其有抗凝血、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒，抗癌、降血壓、調(diào)節(jié)血液循環(huán)[2]等維持人身體健康的效果，故對(duì)多糖提取、活性物質(zhì)的分析有研究必要性。在實(shí)現(xiàn)對(duì)海菖蒲的藥理價(jià)值開發(fā)及利用極具重要性。

2 海菖蒲多糖提取

2.1 海菖蒲研究現(xiàn)狀

海菖蒲雖作為海洋生物，但國(guó)內(nèi)外研究過(guò)少。這與海菖蒲生長(zhǎng)環(huán)境需在高壓和高鹽環(huán)境下方可生長(zhǎng)有關(guān)。特異的環(huán)境需求造就海菖蒲體內(nèi)優(yōu)異的代謝產(chǎn)物，其存有抗腫瘤、抗菌、抗氧化、抗蟲和抗腫瘤的活性物質(zhì)，故使海菖蒲具有高效的醫(yī)療價(jià)值。目前為止，海菖蒲的研究局限于生長(zhǎng)及分布和河床保護(hù)[3]等方面，對(duì)海菖蒲多糖提取工藝研究和天然活性物質(zhì)的研究甚少。海菖蒲多糖的傳統(tǒng)提取方法有醇提取法、索氏提取法[4]、堿提法、乙醇沉淀法、酸提法及水提法；新式提取法有PEF結(jié)合酶提取法[5]、超聲-微波協(xié)提法等。實(shí)驗(yàn)擬采用超聲波協(xié)助微波來(lái)提海菖蒲多糖，利用微波穿透力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、時(shí)間短結(jié)合超聲波強(qiáng)烈震動(dòng)，操作無(wú)需高溫等優(yōu)點(diǎn)，保證海菖蒲多糖活性，加快海菖蒲有效成分的流出，可用于海菖蒲多糖高生產(chǎn)。在新型藥品、化妝品及食品領(lǐng)域發(fā)展情景廣袤[6]，為今后人類高質(zhì)量生活奠定基礎(chǔ)。

2.2 海菖蒲多糖提取技術(shù)

翻閱大量文獻(xiàn)可知，海菖蒲多糖的提取方法有：稀堿提取法、有機(jī)溶劑提取法、酶提取法等。稀堿液提取法只針對(duì)少部分分子質(zhì)量大結(jié)構(gòu)復(fù)雜難溶于熱水，溶解度小。其缺點(diǎn)是操作較復(fù)雜，會(huì)損壞多糖結(jié)構(gòu)及其化學(xué)活性。酶提取法的作用條件溫和，具有專一性，但此法成本頗高，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境、溫度、pH有較高要求，且需考慮酶濃度的影響，底物濃度等影響，加大了分離各種活性物質(zhì)的難度。有機(jī)溶劑提取法其有機(jī)溶劑的選擇較廣泛，無(wú)需發(fā)生反應(yīng)，操作簡(jiǎn)單易行，使混合物容易分離。饒梧丙[7]等以海菖蒲多糖產(chǎn)率為指標(biāo)，使用有機(jī)溶劑提取法實(shí)驗(yàn)得：最佳時(shí)間為2.5個(gè)小時(shí)，最好的粗糖提取物為0.0317 g。此法需消耗大量的有機(jī)溶液，過(guò)多有機(jī)溶劑會(huì)給實(shí)驗(yàn)人員的健康造成潛在的傷害，有機(jī)溶劑還具有易燃的特點(diǎn)，應(yīng)少用有機(jī)溶劑。

3 超聲-微波協(xié)提海菖蒲多糖

超聲波-微波提取法結(jié)合了傳統(tǒng)工藝，利用微波釋放的高能量照射海菖蒲。使其細(xì)胞里的極性物質(zhì)發(fā)生偶極旋流、摩擦頻數(shù)高，短時(shí)高產(chǎn)熱。海菖蒲內(nèi)部細(xì)胞溫度升高，分子擴(kuò)散速率快。水汽化影響，增大海菖蒲內(nèi)部細(xì)胞壓強(qiáng)細(xì)胞壁漲破。其內(nèi)部細(xì)胞的活性物質(zhì)得以釋放，用于提取海菖蒲多糖。其溫度低、難糊化、分離較容易、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，萃取效率提高，大限度保證海菖蒲多糖不損失。但每次萃取的海菖蒲不能太多，不能保證每株海菖蒲接受同等微波照射，只可用于小實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)擬用結(jié)合超聲波輔助法[8]，結(jié)合超聲波強(qiáng)震蕩、時(shí)效短、成分活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)微波照射不全面的缺陷，使有效物質(zhì)溶出，可以大規(guī)模的用于海菖蒲多糖的提取工藝上。

4 多糖的藥理性質(zhì)綜述

海菖蒲多糖有消除自由基，增強(qiáng)抗氧化性的功效。李煦[9]等用超聲微波輔助獲取堿蓬多糖以及抗氧化性能研究中，在最佳料液比0.51:80，提取時(shí)間21 min，溫度70 ℃時(shí)，堿蓬多糖得率低。堿蓬多糖對(duì)自由基、DPPH·和O2-·均有明顯的清除作用，在多糖濃度5.1 mg/mL時(shí)，對(duì)羥基自由基、DPPH·和O2-·的清除率分別為89.3%、81.9%、79.2%，說(shuō)明所提取的堿蓬多糖具強(qiáng)抗氧化活性。海菖蒲多糖通過(guò)造血環(huán)境的影響來(lái)重建造血系統(tǒng)，優(yōu)化血液循環(huán)系統(tǒng)。周卉[10]等通過(guò)對(duì)海帶多糖影響血液循環(huán)系統(tǒng)及禽類生產(chǎn)中表明海帶多糖有助于降血脂和膽固醇。海菖蒲多糖可通過(guò)影響腫瘤細(xì)胞的微環(huán)境，控制DNA的復(fù)制作用于腫瘤細(xì)胞。趙詩(shī)雨[11]等通過(guò)Sevag法和透析法研究新疆、浙江和湖北三個(gè)地方香菇多糖的初步優(yōu)化，得到三種不同多糖。用陰離子交換色譜的高效法測(cè)各個(gè)單糖組分，檢測(cè)出香菇多糖可控制腫瘤細(xì)胞增加。李晶晶[12]等利用SSP1-1方法分離精提堿蓬多糖，研究發(fā)現(xiàn)分子量在60.32kDa，濃度為500 μg/mL的HepG2細(xì)胞，在24 h及48 h的細(xì)胞活力是52.8%與50.2%。Hoechst 33342染色實(shí)驗(yàn)觀察到SSP1-1可引起HepG2細(xì)胞核出現(xiàn)典型的細(xì)胞凋亡特征；控制SSP1-1的劑量和依賴時(shí)間可有效控制細(xì)胞分裂，抑制腫瘤細(xì)胞增值。

5 結(jié)語(yǔ)

鑒于海菖蒲多糖的提取方法還不全面，對(duì)其研究仍需全面并深入。利用超聲-微波協(xié)提海菖蒲多糖這種新穎方法，用微波的高頻電波射海菖蒲，使海菖蒲產(chǎn)熱，高速穿透，破壞海菖蒲的細(xì)胞壁結(jié)合超聲波高速?gòu)?qiáng)有力的振動(dòng)，加之操作簡(jiǎn)便，無(wú)需高溫的優(yōu)點(diǎn)，將超聲波和微波的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，保證了海菖蒲里物質(zhì)的活性，加快海菖蒲中有效成分流出，使海菖蒲多糖的得率升高，這種方法為今后新化合物的提取提供優(yōu)質(zhì)參考。海菖蒲多糖的中醫(yī)藥作用全面、豐富，有抗腫瘤、優(yōu)化循環(huán)系統(tǒng)、抗氧化、抗病毒等功效，有助于對(duì)未來(lái)新藥的開發(fā)及醫(yī)療事業(yè)發(fā)展。