鋅多糖的合成方法、結(jié)構(gòu)特征和生物活性研究進展

袁心田，陳華國，趙超，龔小見，周欣*

1(貴州中醫(yī)藥大學，貴州 貴陽，550002)2(貴州師范大學， 貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室，貴州 貴陽，550001)3(貴州師范大學， 貴州省藥物質(zhì)量控制及評價技術(shù)工程實驗室，貴州 貴陽，550001)

鋅是人體第二豐富的微量元素，其含量僅次于鐵元素，是人體必需微量元素之一，主要存在于骨骼、肌肉、皮膚和男性生殖器官中。鋅是人體300多種酶的重要組成部分，例如超氧化物歧化酶[1]、蛋白酪氨酸激酶-1B[2]和堿性磷酸酶[3]，所以鋅在蛋白質(zhì)和DNA合成、細胞生長和增殖、代謝調(diào)控等生理過程中起著重要作用。人體缺鋅會導致味覺障礙、生長發(fā)育不良、皮膚損傷、免疫功能損傷和生殖能力減弱[4]。2017年中國營養(yǎng)學會發(fā)布了WS/T 578.3—2017《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》，推薦18歲以上男性每日鋅的膳食攝入量為12.5 mg，女性每日鋅的膳食攝入量為7.5 mg。人體自身不能合成鋅，只能從膳食中攝取，但體內(nèi)鋅元素嚴重缺乏時應(yīng)通過補鋅制劑維持體內(nèi)鋅元素平衡。

鋅多糖作為一種新型的補鋅制劑，與傳統(tǒng)補鋅制劑[4](無機鋅、有機酸鋅和酵母鋅)相比，具有一定的優(yōu)點。首先，多糖可提高鋅的生物利用度，如殼聚糖、海藻酸或生馬鈴薯淀粉能減輕植酸對鋅利用率的抑制作用，提高鋅的吸收率和股骨鋅濃度[5]；枸杞葉多糖能調(diào)節(jié)大鼠體內(nèi)鋅轉(zhuǎn)運蛋白表達，促進大鼠對鋅的吸收[6]，由此可以推測，多糖與鋅螯合形成的鋅多糖可有效提高鋅的生物利用度。其次，鋅多糖維持了多糖的活性結(jié)構(gòu)，且部分鋅多糖的活性要優(yōu)于原多糖。DONG等[7]、董金滿[8]對比羅耳阿太菌多糖和羅耳阿太菌鋅多糖的紅外光譜和核磁共振波譜，發(fā)現(xiàn)羅耳阿太菌鋅多糖的基本骨架沒有改變，只有部分羥基和羰基發(fā)生改變，而羅耳阿太菌鋅多糖的體內(nèi)外抗氧化活性都要優(yōu)于羅耳阿太菌。本文綜述了鋅多糖的化學合成法、微生物轉(zhuǎn)化法和植物轉(zhuǎn)化法，并分析各自的優(yōu)缺點；歸納了鋅多糖結(jié)構(gòu)特征分析方法，包括原子吸收光譜分析、氣相色譜、高效凝膠滲透色譜、掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析、核磁共振波譜分析和熱重量分析等；最后總結(jié)了鋅多糖抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調(diào)節(jié)、抗菌和保肝等活性，以期為鋅多糖的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 合成方法

天然鋅多糖在自然界中存在較少，常存在于植物和菌絲體內(nèi)，例如金針菇菌絲體內(nèi)有35%左右的鋅與多糖結(jié)合[9-10]。天然鋅多糖來源較少且含量較低，而使用合成方法可得到鋅含量和純度均較高的鋅多糖，還能以不同來源的多糖作為原料進行合成，極大地拓寬了鋅多糖的研究范圍，所以探索鋅多糖合成方法很有必要。目前，鋅多糖的合成方法主要包括化學合成法、微生物轉(zhuǎn)化法和植物轉(zhuǎn)化法。

1.1 化學合成法

化學合成法是指利用多糖結(jié)構(gòu)中游離的—OH、—COOH或—NH2吸附鋅化試劑的Zn2+，以—O—Zn鍵或—N—Zn鍵的形式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[11-12]，常用的鋅化試劑包括硫酸鋅、氯化鋅和醋酸鋅?；瘜W合成法幾乎沒有改變多糖的空間結(jié)構(gòu)，保持了多糖的大部分生物活性，且操作步驟簡單、反應(yīng)可控、成本低、可制備不同種類的鋅多糖，是大部分研究人員合成鋅多糖的首選方法。

部分鋅多糖的合成條件、鋅含量和生物活性如表1所示。由表1可知，不同多糖進行鋅化修飾后鋅含量有所差異，這可能與多糖的單糖組成、分子質(zhì)量、糖苷鍵和空間結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。

表1 鋅多糖的合成條件、鋅含量和生物活性Table 1 Synthesis conditions, zinc content amd bioactivities of zinc polysaccharides

1.2 微生物轉(zhuǎn)化法

微生物轉(zhuǎn)化法是指將一定濃度的鋅化試劑添加到微生物培養(yǎng)基中，微生物可吸收富鋅環(huán)境中的鋅離子并在體內(nèi)轉(zhuǎn)化形成鋅多糖的方法。微生物轉(zhuǎn)化后的鋅多糖可通過傳統(tǒng)的多糖提取方法進行直接提取，不同來源的鋅多糖提取時間和溫度不同。ZHENG等[21]在90 ℃、pH=8條件下提取2 h得到光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖，ZHANG等[22]在80 ℃提取3 h得到灰樹花SH-05胞內(nèi)鋅多糖。此外，可使用堿、酸或酶作為輔助技術(shù)提高鋅多糖提取率。許諾[23]、XU等[24-25]通過向培養(yǎng)基中加入醋酸鋅在白靈菇菌絲體內(nèi)富集鋅元素，以HCl、NaOH和4 %的蝸牛酶溶液作為溶劑提取出白靈菇菌絲體鋅多糖，分別得到酸提白靈菇菌絲鋅多糖(AcMZPS，由甘露糖、半乳糖和葡萄糖組成，摩爾比為4.0∶5.97∶1.9)、堿提白靈菇菌絲鋅多糖(AlMZPS，由半乳糖和葡萄糖組成，摩爾比為6.55∶38)和酶提白靈菇菌絲鋅多糖(EnMZPS，由葡萄糖、半乳糖和甘露糖組成，摩爾比1.3∶1.0∶3.8)。

1.3 植物轉(zhuǎn)化法

植物轉(zhuǎn)化法是指植物在酶系統(tǒng)的作用下，通過新陳代謝將土壤或培養(yǎng)基中的無機鋅轉(zhuǎn)化為有機鋅的方法。已有文獻表明土壤中的無機鋅可通過植物轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為鋅多糖，YANG等[26]用ZnSO4得到高鋅含量的糙米，該糙米最佳培養(yǎng)條件為ZnSO4200 mg/L，浸泡時間30.28 min，培養(yǎng)時間3 d，在此條件下糙米的最大鋅含量為304.71 μg/g。糙米體內(nèi)的有機鋅主要以鋅多糖、鋅蛋白、鋅核酸、脂質(zhì)和低分子質(zhì)量化合物等形式固定和儲存在植物體內(nèi)，其中鋅多糖占比最高為30.42 %。FAN等[27]用不同濃度的ZnSO4處理金釵石斛，觀察其在不同鋅濃度下的生長情況，結(jié)果表明低濃度鋅(< 400 μmol/L)可增加金釵石斛的光合速率和蒸騰作用，提高金釵石斛葉片中抗氧化酶活性。高濃度鋅元素(800 μmol/L)可促進金釵石斛體內(nèi)的多糖與鋅螯合形成鋅多糖，減輕鋅脅迫對其造成的損害。已有文獻采用植物轉(zhuǎn)化法得到硒多糖并進行深入研究[28]，而鮮有文獻對植物轉(zhuǎn)化法得到的鋅多糖進行深入研究，需要研究工作者今后彌補該方面的空白。

綜上可以看出每種鋅多糖合成方法的優(yōu)缺點?；瘜W合成法無需培養(yǎng)菌絲體或植物，實驗周期短、操作步驟少、成本低且鋅元素應(yīng)用率高，適用于工業(yè)生產(chǎn)，但鋅多糖的鋅含量受到反應(yīng)條件和多糖結(jié)構(gòu)等因素影響，需要找到最佳的實驗條件。微生物轉(zhuǎn)化法的產(chǎn)物活性較穩(wěn)定、毒性較小、反應(yīng)綠色環(huán)保，但存在反應(yīng)過程機制尚不明確和產(chǎn)物難分離等問題。植物轉(zhuǎn)化法的研究較少，且存在植物培養(yǎng)周期長的問題，但該方法操作簡單、反應(yīng)過程綠色環(huán)保、可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。制備鋅多糖時應(yīng)考慮多糖種類、操作過程難易程度、成本等問題，選擇適當?shù)闹苽浞椒ㄖ苽滗\多糖，不同制備方法得到的鋅多糖性質(zhì)可能有差異，需要進行比較以選擇最好的制備方法。

2 結(jié)構(gòu)特征分析方法

鋅多糖的基本骨架結(jié)構(gòu)仍是多糖鏈，所以鋅多糖的結(jié)構(gòu)可采用表征多糖結(jié)構(gòu)的方法進行分析，包括原子吸收光譜分析、氣相色譜、高效凝膠滲透色譜、掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析、核磁共振波譜分析和熱重量分析，以獲取鋅多糖的鋅含量、單糖組成、分子質(zhì)量、微觀表面結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特征和熱穩(wěn)定性等信息。

2.1 原子吸收光譜(atomic absorption spectroscopy，AAS)分析

AAS是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對特定譜線的吸收作用來進行定量分析的一種方法，是測定鋅多糖中鋅含量的一種方法。鋅多糖在HNO3-HClO4混合溶液中水解12 h，適當稀釋水解液后使用AAS分析其鋅含量[21]。LI等[13]通過AAS測定夏枯草鋅多糖中鋅含量為(27.0±2.4) mg/g，XUE等[16]通過AAS測定猴頭菇鋅多糖中鋅含量為340 mg/g。AAS具有檢測限低、準確度高、分析速度快、分析范圍廣等優(yōu)點，但容易產(chǎn)生干擾效應(yīng)，使結(jié)果產(chǎn)生誤差，需配合其他方法如X射線能譜儀分析法使測量結(jié)果準確。

2.2 氣相色譜(gas chromatography，GC)

GC采用氣體作為流動相，利用物質(zhì)的沸點、極性及吸附性質(zhì)的差異來實現(xiàn)混合物的分離，可定量分析鋅多糖的單糖組成，有助于判斷哪種多糖更適合制備鋅多糖。ZHANG等[29]通過GC分析姬菇SS-03鋅多糖(intracellular zinc polysaccharides fromPleurotuscornucopiaeSS-03，IZPS)的單糖組成，結(jié)果表明IZPS的單糖分別為鼠李糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，含量分別為29.25%、0.78%、19.45%、29.84%和20.67%，摩爾比為1.65∶0.05∶1∶1.50∶1.07。ZHENG等[21]測定光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖的單糖組成，光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖由葡萄糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，摩爾比為33.04∶4.49∶4.28∶1。研究發(fā)現(xiàn)，提取方法的不同會影響鋅多糖的單糖組成，進而影響其生物活性[23]。

2.3 高效凝膠滲透色譜(high performance gel permeation chromatography，HPGPC)

HPGPC是測定鋅多糖分子質(zhì)量大小和分布的一種常用手段，其分離原理是基于溶液中分子體積的大小差異進行分離。WANG等[30]測定香菇SD-08菌絲體鋅多糖(mycelia zinc polysaccharides ofLentinusedodesSD-08，MZPS)的分子質(zhì)量，其重均分子質(zhì)量為1.20×105Da，數(shù)均分子質(zhì)量為7.14×102Da。通常采用分子質(zhì)量分布系數(shù)(Mw/Mn)表示聚合物的分散性，分布系數(shù)越大說明聚合物分子質(zhì)量越分散。MZPS的Mw/Mn為168.19，表明MZPS的分子質(zhì)量分布較寬，長短鏈混雜。WANG等[15]測定了桑葚鋅多糖的分子質(zhì)量，其平均分子質(zhì)量為1.561×105Da。硒多糖的分子質(zhì)量與生物活性具有一定關(guān)系[31]，而鋅多糖分子質(zhì)量與生物活性之間的研究較為缺乏，這可能是鋅多糖構(gòu)效關(guān)系的研究方向之一。

2.4 掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)

SEM利用聚焦窄的高能電子束來掃描樣品, 通過光束與物質(zhì)間的相互作用, 反映各種物理信息, 對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質(zhì)微觀表面結(jié)構(gòu)表征的目的。SEM可觀察鋅多糖的微觀表面結(jié)構(gòu)，通過對比多糖和鋅多糖SEM的差異，結(jié)合其他檢測方法確定鋅是否與多糖螯合。猴頭菇多糖(Hericiumerinaceuspolysaccharides，HEP)的微觀結(jié)構(gòu)為不規(guī)則的海綿狀，提供了較大的螯合面積。XUE等[16]觀察到HEP-Zn的結(jié)構(gòu)表面有鱗片，表明鋅被吸附在HEP表面，形成HEP-Zn。鋅多糖與多糖表面結(jié)構(gòu)的差異會導致兩者生物活性的差異。ZHANG等[32]發(fā)現(xiàn)，鋅與平貝母多糖(Fritillariaussuriensispolysaccharides，F(xiàn)UP)螯合后，F(xiàn)UP與鋅在生物活性方面的協(xié)同作用和FUP-Zn較大的孔徑是導致FUP-Zn抗氧化活性增強的原因。SEM可直觀地揭示鋅多糖的微觀表面結(jié)構(gòu)，但無法獲得共價鍵連接方式和內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)等信息，需要結(jié)合紅外光譜分析和核磁共振分析等方法對鋅多糖的結(jié)構(gòu)進行分析。

2.5 紅外光譜(infrared absorption spectrometry，IR)分析

IR分析是利用紅外光譜對物質(zhì)分子的分析和鑒定，將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。IR可測定多糖和鋅多糖的官能團信息，通過對比多糖與鋅多糖的IR，可判斷鋅元素是否螯合在多糖上以及推測鋅元素連接官能團的種類。對比大蒜多糖和大蒜鋅多糖的IR，兩者紅外光譜相似，說明鋅化修飾沒有改變多糖的基本骨架。大蒜鋅多糖在3 368 cm-1吸收峰變?nèi)?，并? 286 cm-1移動，1 600 cm-1和424 cm-1處出現(xiàn)弱吸收峰，說明Zn2+與多糖螯合成功[33]。對比修飾前后的IR圖，發(fā)現(xiàn)肉蓯蓉鋅多糖的—OH伸縮振動峰藍移，—COO—的反對稱伸縮振動峰藍移，說明鋅與—COOH和—OH發(fā)生螯合[34]。桑葚鋅多糖的—OH伸縮振動峰發(fā)生紅移，并在2 146 cm-1和984 cm-1處出現(xiàn)新的吸收峰，推測產(chǎn)生了—O—Zn[15]。IR操作簡單、結(jié)果易于分析，但只能分析出鋅多糖的官能團相關(guān)信息，鋅多糖的精確結(jié)構(gòu)需要甲基化分析和核磁共振波譜分析進行佐證。

2.6 核磁共振波譜(nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR)分析

NMR分析是指原子核在外加磁場中吸收從一個自旋能級到另一個自旋能級的電磁波后產(chǎn)生的吸收光譜。NMR作為一種分析化學技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于研究多糖的分子結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，結(jié)合一維譜、同核和異核二維核磁共振譜中的化學位移和偶合常數(shù)可以推測糖基的連接和序列。DONG等[7]、董金滿[8]收集了羅耳阿太菌鋅多糖的核磁共振氫譜和碳譜，發(fā)現(xiàn)羅耳阿太菌鋅多糖的化學位移主要集中在δ 3.0～5.5，這是多糖的典型特征信號；在δ 5.2和δ 4.7 處的異常質(zhì)子信號表明，α和β構(gòu)型都存在；在δ 5.4處沒有信號進一步證實了該鋅多糖屬于吡喃糖。由碳譜可知，在δ 80～90處沒有信號，可進一步證實吡喃糖的存在。此外，羅耳阿太菌鋅多糖氫譜中的峰強度明顯減弱，質(zhì)子信號的峰型也有一定程度的展寬，說明鋅與多糖發(fā)生了螯合。NMR是分析多糖結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的常用工具，然而NMR仍存在一些局限性[35]：(1)NMR需要更高的分辨率和靈敏度，才能最大限度地提高結(jié)構(gòu)解析能力;(2)結(jié)構(gòu)復雜或黏度高的多糖仍然是核磁共振分析的巨大障礙;(3)核磁共振分析的規(guī)則不統(tǒng)一，包括測試溫度和內(nèi)標。

2.7 熱重量分析(thermogravimetric analysis，TGA)

TGA是在程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度或時間的關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，可知樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成的產(chǎn)物等與質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的信息。平貝母鋅多糖發(fā)生熱分解的溫度高于平貝母多糖，且多糖損失率更低，說明多糖-鋅螯合物的熱穩(wěn)定性比未修飾的多糖高[32]。亞側(cè)耳鋅多糖(zinc-Hohenbueheliaserotinapolysaccharides，Zn-HSP)在TGA中損失質(zhì)量主要包括3個階段：(1)在20～240 ℃，Zn-HSP的質(zhì)量緩慢下降，主要是以吸附或氫結(jié)合的方式結(jié)合在鋅多糖表面的水蒸發(fā)導致的。(2)在240～500 ℃，Zn—HSP熱分解，導致其質(zhì)量迅速下降。(3)隨著溫度不斷上升，Zn—HSP質(zhì)量趨于恒定。在20～500 ℃，亞側(cè)耳多糖質(zhì)量損失略大于Zn—HSP，其原因可能是引入Zn—O基團取代了亞側(cè)耳多糖中的—OH，導致結(jié)合水的減少，熱損失質(zhì)量減少[11]。

2）退出控制電源、儲能電源后，繼保人員手動復歸，兩信號消失。投分一次控制電源后，“告警”信號又出現(xiàn)，且無法復歸。保護裝置掉電重啟后，告警信號可手動復歸。再次分投一次控制電源，告警信號再次無法手動復歸。

除了上述方法分析鋅多糖的結(jié)構(gòu)，高效液相色譜[36]和甲基化[15]也是常用的分析鋅多糖結(jié)構(gòu)的方法。目前，鋅多糖的結(jié)構(gòu)較為復雜、不同鋅多糖之間結(jié)構(gòu)差異較大、結(jié)構(gòu)分析方法較多，需對每一種鋅多糖選擇合適的分析方法進行分析。

3 生物活性

已有實驗表明，與未鋅化的多糖相比，鋅多糖在許多方面均表現(xiàn)出生物活性的提高，包括抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調(diào)節(jié)、抗菌和保肝等活性。

3.1 抗氧化

氧化應(yīng)激是由于促氧化劑和抗氧化劑之間缺乏平衡造成的?；钚匝?reactive oxygen species，ROS)過度增加、抗氧化劑不足或細胞緩沖系統(tǒng)未能維持氧化還原，會導致平衡失調(diào)和生物分子變化，最終引發(fā)各種疾病，如癌癥、腎損傷、各種炎癥和糖尿病等[37]。研究表明，ZnSO4和枸杞多糖能協(xié)同抑制酒精性肝損傷所帶來的氧化應(yīng)激，表明多糖和鋅都具有抗氧化活性[38]。所以，鋅多糖的抗氧化活性研究一直是主要研究的方向，在已發(fā)表的文中找到許多有關(guān)不同來源和制備方法的鋅多糖抗氧化活性的研究，包括體內(nèi)動物實驗和體外自由基清除活性實驗。表2總結(jié)了鋅多糖體內(nèi)外抗氧化活性研究。

表2 鋅多糖體內(nèi)外抗氧化活性研究Table 2 Study on antioxidant activities of zinc polysaccharide in vivo and in vitro

此外，鋅多糖具有抗衰老活性，其原因在于鋅多糖具有較好的抗氧化活性。衰老是一種以漸進性生理功能損害為特征的自然過程，可導致個體發(fā)生多種與衰老相關(guān)的退行性疾病。目前，越來越多的證據(jù)表明，氧化應(yīng)激在衰老過程中起著重要作用，最流行的解釋衰老過程的理論之一是自由基學說[47]。氧在代謝過程中會產(chǎn)生自由基，但過量的自由基對人體是有害的。常用D-半乳糖建立衰老模型，體內(nèi)抗氧化酶活性下降可確定造模成功。王麗芹[48]通過D-半乳糖對小鼠進行造模，造模小鼠體內(nèi)SOD、CAT和GSH-Px活性下降，說明衰老模型造模成功。給予小鼠香菇鋅多糖后，小鼠心、肝、腎、血中SOD、CAT和GSH-Px活性顯著提高，MDA含量顯著降低，說明香菇鋅多糖具有抗衰老作用。

3.2 降血糖

糖尿病是一種因胰島素分泌不足或靶細胞對胰島素敏感性降低引起的代謝紊亂。鋅在人體中起重要作用，補鋅可促進血糖水平的適度降低[49]。糖尿病患者體內(nèi)鋅含量不足，缺鋅可能會對體內(nèi)鋅依賴激素和酶的功能產(chǎn)生不利影響，從而導致不必要的并發(fā)癥。多糖能調(diào)節(jié)磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt/PKB)信號通路、核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)和炎癥信號通路，起到降血糖作用[50]。二者都具有降血糖作用，因此鋅和多糖結(jié)合形成的鋅多糖，其降血糖活性受到科技研究人員關(guān)注。

3.3 抗炎

炎癥是人體對于刺激的一種防御反應(yīng)，常見于抵御外來病原體侵襲或修復感染造成的組織損傷，然而在某些情況下，炎癥反應(yīng)本身會損害宿主組織并導致器官功能障礙。脂多糖可誘導炎癥的產(chǎn)生，促使炎癥細胞分泌腫瘤壞死因子(TNF-α)、INF-γ、白細胞介素-6(IL-6)和NO等炎癥因子。金針菇鋅多糖可降低脂多糖誘導的RAW 264.7細胞中TNF-α、INF-γ、IL-6和NO水平，表現(xiàn)出良好的抗炎活性，且活性與濃度呈正相關(guān)[12]。干巴菌菌絲體鋅多糖能清除斑馬魚體內(nèi)自由基，降低脂多糖誘導的ROS水平，抑制中性粒細胞向損傷部位遷移和浸潤，起到抗炎作用[53]。滸苔鋅多糖可顯著抑制仔豬空腸黏膜中NF-κB的激活，并減弱炎癥因子的釋放，表明滸苔鋅多糖可以作為抗生素的替代品添加到斷奶仔豬飼料中，增強其免疫調(diào)節(jié)提高存活率[54]。

3.4 抗癌

癌癥是以細胞異常增殖為顯著特征的一種疾病，目前治療癌癥主要依靠手術(shù)和放射性治療，對人體有嚴重損害，因此找出并利用具有抗腫瘤活性且低毒副作用的天然活性物質(zhì)成為治療癌癥的熱點課題。LI等[13]發(fā)現(xiàn)，夏枯草鋅多糖可以抑制肝癌細胞增殖，有潛在的抗肝癌活性，其表現(xiàn)為細胞形態(tài)改變、染色質(zhì)凝聚和G0/G1期細胞周期阻滯，深入研究發(fā)現(xiàn)，夏枯草鋅多糖使ROS過度增加，降低線粒體膜電位，激活caspase-3和caspase-9信號通路，誘導HepG2細胞凋亡。張笑然等[55]發(fā)現(xiàn)，姬松茸胞內(nèi)鋅多糖能抑制小鼠體內(nèi)肝癌細胞增殖，對脾臟的生長有一定的促進作用，同時還能提高血清中鋅含量，表明姬松茸胞內(nèi)鋅多糖具有抗肝癌和補鋅的功能。YAN等[56]對比了茯苓多糖、茯苓鋅多糖、茯苓硒多糖和茯苓鐵多糖抑制卵巢癌細胞A2780的增殖能力，結(jié)果表明茯苓鋅多糖的抑制能力最強，在20 μg/mL質(zhì)量濃度下，A2780細胞的存活率僅為81.087%。LIAO等[57]發(fā)現(xiàn)竹蓀鋅多糖可阻滯細胞周期S期、破壞細胞線粒體功能和誘導細胞內(nèi)ROS過度生成，同時激活caspase通路，促進人乳腺癌細胞MCF-7的凋亡。

3.5 免疫調(diào)節(jié)

免疫系統(tǒng)在人體抵御病毒或細菌感染中起著至關(guān)重要的作用，但在某些情況下免疫系統(tǒng)會被抑制或失調(diào)，因此尋找新的干預(yù)措施改善機體的免疫反應(yīng)是預(yù)防或治療疾病的關(guān)鍵方向之一。鋅多糖具有較好的免疫調(diào)節(jié)活性，可通過多種途徑進行免疫調(diào)節(jié)。阿苯達唑是唯一治療泡狀棘球蚴病的藥物，但該藥會引起全身性免疫抑制，具有強烈的副作用，而鋅葡聚糖螯合物與阿苯達唑聯(lián)合使用可減少阿苯達唑的副作用。鋅葡聚糖螯合物具有免疫刺激活性，可促進小鼠T淋巴細胞增殖，提高IFN-γ水平，激活Th1型細胞免疫應(yīng)答，減輕阿苯達唑所產(chǎn)生的全身性免疫抑制[58]。蜜蜂采集的枸杞花粉多糖(polysaccharides from bee collected pollen of Chinese wolfberry，WBPPS)是一種天然的鋅多糖，ZHOU等[59]從WBPPS中分離出3個組分，并評價其免疫調(diào)節(jié)活性。結(jié)果表明，WBPPS-1、WBPPS-2和WBPPS-3均能提高RAW 264.7細胞NO、TNF-α、IL-6和IL-1β水平，具有良好的免疫刺激作用，其中WBPPS-3的免疫刺激活性最好，推測與WBPPS-3單糖組成中較多的半乳糖和鼠李糖有關(guān)。

3.6 其他

除了上述活性之外，鋅多糖還具有抗菌和保肝活性，以及存在潛在的調(diào)節(jié)腸道菌群活性的可能性。ZHANG等[22]在培養(yǎng)基中加入鋅化試劑，通過微生物轉(zhuǎn)化法合成灰樹花菌株鋅多糖(intracellular zinc polysaccharides fromGrifolafrondosaSH-05，IZPS)，并測定IZPS和IPS(intracellular polysaccharides fromGrifolafrondosaSH-05，IPS)的抗菌活性。結(jié)果表明，IZPS具有較好的抑菌活性，抑菌活性大小順序為：金黃色葡萄球菌>大腸桿菌>單增李斯特氏菌>巨大芽孢桿菌。此外，與IPS相比，IZPS的抑菌活性更強，說明多糖鋅化是提高多糖抑菌能力的一種有效手段。NETANEL等[60]發(fā)現(xiàn)紫球藻鋅多糖對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性均強于天然多糖，紫球藻鋅多糖不僅抑制了細菌的生長，而且減少了活細胞的數(shù)量，表現(xiàn)出較強的抗菌活性。ZHANG等[36]研究了紅平菇菌絲鋅多糖對CCl4所致急性肝損傷的保護作用。紅平菇菌絲鋅多糖能降低血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和肝臟指數(shù)，顯著升高血清中SOD、GSH-Px和CAT活性，具有抗氧化和保肝作用。目前沒有相關(guān)文獻研究鋅多糖的調(diào)節(jié)腸道菌群活性，但鋅[61]和多糖[42]均能調(diào)節(jié)由疾病引起的腸道菌群紊亂，本文猜想鋅多糖同樣具有調(diào)節(jié)腸道菌群的活性，這是科技研究工作者今后研究鋅多糖生物活性的方向之一。

4 總結(jié)與展望

鋅多糖是一種新型的補鋅制劑，具有高生物利用度、低毒性、易消化吸收等特點。現(xiàn)有研究采用了化學合成法、微生物轉(zhuǎn)化法和植物轉(zhuǎn)化法制備鋅多糖，這些方法均能將多糖與無機鋅螯合，且穩(wěn)定性良好。目前鋅多糖的結(jié)構(gòu)分析主要采用AAS、GC、HPGPC、SEM、IR、NMR和TGA等方法，獲取鋅多糖的鋅含量、單糖組成、分子質(zhì)量、微觀表面結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特征和熱穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)信息，這有助于研究其構(gòu)效關(guān)系。部分鋅多糖表現(xiàn)出比天然多糖更好的生物活性，包括抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調(diào)節(jié)、抗菌和保肝等，說明鋅多糖在醫(yī)學領(lǐng)域和保健食品領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用價值和廣闊的前景。

隨著研究逐漸深入，鋅多糖的研究仍然存在諸多問題，需要在今后的研究中加以解決。

(1)不同制備方法得到的鋅多糖的鋅含量差異較大，然而目前沒有證據(jù)表明鋅含量提高會增強其生物活性，因此不同鋅含量鋅多糖對生物活性的影響值得深入研究。

(2)多糖是一種天然大分子物質(zhì)，結(jié)構(gòu)較為復雜，引入鋅會導致多糖結(jié)構(gòu)更為復雜。目前鋅多糖結(jié)構(gòu)分析方法仍具有一定的局限性，采用更加新穎的方法全面地解析鋅多糖結(jié)構(gòu)是該領(lǐng)域研究的方向之一。此外，鋅多糖的構(gòu)-效關(guān)系還需要更多的研究。

(3)在鋅多糖生物活性相關(guān)研究中，大部分研究集中在抗氧化和降血糖方面，相比之下抗炎、抗癌、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、保肝和調(diào)節(jié)腸道菌群活性的研究較少，應(yīng)重視這些活性的研究。

(4)許多體內(nèi)外實驗證明了鋅多糖有一定的生物活性，但其作用機制尚未研究。

(5)目前鋅多糖缺乏臨床試驗數(shù)據(jù)，在開發(fā)成為新型功能食品之前，必須收集充足的臨床試驗數(shù)據(jù)，確保鋅多糖對人體安全有效。

因此，需對上述問題進行重點研究，這對鋅多糖基礎(chǔ)理論的研究、鋅多糖作為新一代功能食品或藥物輔助治療劑的研發(fā)和生產(chǎn)都具有十分重要的意義。