裙带菜多糖提取方法及其功用研究概述

2013-08-15 00:54刘一鹿方月妮
大家健康(学术版) 2013年4期
关键词:柱层析纯度超声波

刘一鹿 方月妮 钱 强

(哈尔滨商业大学药学院 黑龙江 哈尔滨 150076)

裙带菜属褐藻门昆布纲,是一种大型的经济海藻,在我国人工栽培裙带菜十分普遍,其为温带性海藻,能忍受较高的水温,产量较高。裙带菜多糖是其重要的组成部分,有很多生物活性且具有与人体健康相关的活性因子,具有良好的抗肿瘤抗氧化活性,有广阔的药用前景。

1 裙带菜多糖的提取方法及纯度鉴定

裙带菜中含有褐藻多糖硫酸酯(FSP),又称为褐藻糖胶、岩藻聚糖硫酸酯或岩藻聚糖,它是一种存在于褐藻的细胞间多糖。其可溶于水,不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。裙带菜多糖有着多种生物活性,根据体内外研究实验证明其抗肿瘤的活性较高,有一定的促进肿瘤细胞凋亡的作用[1]。裙带菜多糖的主要提取方法有乙醇沉淀法、超声波提取法、DEAE离子交换柱层析和凝胶柱层析法。纯度鉴定的方法有紫外光谱鉴定、多糖的纸色谱鉴定、高效液相色谱法鉴定等。

1.1 乙醇沉淀法:乙醇分级沉淀是提取多糖的一种普遍方法,其原理是指在混合组分的溶液中加入与该溶液能够互溶的溶剂,通过分次加入乙醇使含醇量逐步增高而改变溶剂的极性,从而改变混合液中某些成分的溶解度使其从溶液中析出。一般用乙醇沉淀法提取出的裙带菜多糖为粗多糖,需要进一步纯化。由于进行沉淀的方法不同,得到的粗多糖中所含有的蛋白质的含量不同,若蛋白质质量分数较高的话,可用Sevage法去除蛋白。

1.2 超声波提取法:超声波提取法是利用超声波的空化作用、机械效应和热效应等加速胞内有效物质的扩散、释放和溶解,能够显著提高提取效率的方法。超声波法利用超声空化中微小气泡的爆裂而产生的巨大压力使得植物细胞壁及整个生物体的破裂在瞬间完成,大大缩短了破裂时间。同时超声波产生的震动作用加强了胞内物质的释放、扩散和溶解,从而能够有效的提高提取效率。超声波提取法通常与其它的方法一同使用从而提高多糖的提取效率[2],经超声波提取后,冷却、离心、浓缩、乙醇沉淀、干燥可得到多糖纯品。

1.3 柱层析法

1.3.1 离子交换柱层析:离子交换柱层析是根据带电的溶质分子与离子交换层析介质中可交换离子的特性而进行的分离纯化的一种方式,它主要依赖电荷间的相互作用,利用带电分子中电荷的微小差异而进行分离。其优点是分辨率高,工作容量大并且容易操作。提取裙带菜多糖常用DEAE-52离子交换柱层析,上样后用蒸馏水和不同浓度的NaCl溶液洗脱,收集洗脱液再继续提取洗脱液中的有效成分[3],常与其它的提取方法合用。

1.3.2 凝胶柱层析:凝胶柱层析法又称排阻层析或分子筛方法,是按照分子量的大小分离混合物的方法,一般大分子先流出,小分子后流出。层析柱中的填料是某些惰性的多孔网状结构物质,多是交联的聚糖类物质,小分子物质可以进入其内部,而大分子物质被排阻在外部,从而造成小分子流下时的路程长于大分子,大分子先流出。一般可选用排阻限度略大于样品中最高分子量物质的凝胶,如提取裙带菜多糖可选用SephadexG-25或G-50,层析过程中物质能够不同程度的进入到凝胶的内部最后得到分离。其突出优点是采用的凝胶多为惰性的载体,操作条件温和,可在相当广的温度范围下进行,不需有机溶剂,对高分子物质有很好的分离效果。可将离子交换柱层析的洗脱液进行凝胶柱层析,有利于有效的分离多糖。

1.4 多糖的纯度鉴定

1.4.1 紫外光谱法:多糖在紫外-可见光区没有明显的吸收峰,而杂质在紫外区有较强的吸收,可利用紫外光谱来检验其纯度。

1.4.2 纸色谱法:用纸作为载体,在纸上均匀的吸附液体固定相(如水或甲酰胺),用与固定相不相溶的溶剂作为流动相。将试样滴在纸的一端,在展开罐中展开,由于各组分在纸上移动的距离不同来鉴定其纯度。

1.4.3 高效液相色谱法:高效液相色谱法是多糖纯度鉴定中最常用的方法,若进样后产生的色谱峰形单一,对称性好则纯度较高。

2 裙带菜多糖的功用研究

2.1 抗肿瘤作用:体内抗肿瘤实验结果表明裙带菜多糖对小鼠的肿瘤细胞有抑制作用。MTT 法观察体外抗肿瘤作用,培养HepG-2细胞至对数生长期,加入裙带菜多糖继续培养,一段时间后观察到肿瘤细胞凋亡,不同浓度的裙带菜多糖抑制效果不同。分析体内外实验结果,其抗肿瘤的机制可能为:(1)阻断肿瘤组织的局部血流而使肿瘤细胞坏死;(2)增强炎症部位单核-巨噬细胞系统活性及NK 细胞的细胞毒作用;(3)直接杀伤肿瘤细胞[3]。

2.2 抗氧化作用:活性氧自由基能够使不饱和脂肪酸侧链产生不饱和烷基自由基,形成的过氧化物可造成细胞膜脂质过氧化,导致细胞凋亡。以POV 法和DPPH 法对提取物进行抗氧化实验,结果表明不同溶剂提取物有着不同程度的抗氧化活性,其中裙带菜石油醚提取物具有很高的抗氧化活性[4]。

2.3 免疫调节作用:裙带菜多糖可以刺激淋巴细胞的增殖,使淋巴细胞产生IL-2的数量增加。也可以通过影响淋巴细胞中CD4+T/CD8+T 的比例和NK 细胞的增殖从而影响机体的免疫调节功能[5]。

3 展望

裙带菜在我国栽培相当普遍,裙带菜多糖在未来的抗肿瘤领域将起到不可小觑的力量,通过研究裙带菜的提取工艺和功用能够为大批量生产裙带菜多糖进而投入市场提供理论基础,具有实际的意义。

[1] 邹向阳,王雪,王华新,等.裙带菜多糖诱导人肝癌HepG-2细胞凋亡的研究[J].营养学报,2007,29(5):470-472

[2] 谭洁怡,王一飞,钱垂文.超声波法提取裙带菜中褐藻多糖硫酸酯的工艺研究[J].分离与提纯,2006,32(1):115-117

[3] 王雪,邹向阳,郭莲英,等.裙带菜多糖抗肿瘤作用的研究[J].大连医科大学学报,2006,28(2):98-100

[4] 韩华,战松海,韩彦弢,等.裙带菜提取物体外抗氧化活性研究[J].中国海洋药物,2007,26(3):50-52

[5] 肖红波,卢向阳,孙志良,等.裙带菜膳食纤维对小鼠某些免疫功能指标的影响[J].食品科学,2007,28(4):324-326

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