西洋參品質(zhì)評價、多糖提取純化工藝及生物活性研究.pdf

1、我國大氣污染問題日益嚴峻,由大氣污染物誘發(fā)的免疫系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)相關(guān)疾病的發(fā)病率逐漸升高。西洋參作為一種藥食同源的植物資源,具有增強免疫、降血糖等多種生理活性,對于防治由環(huán)境污染誘發(fā)的多種疾病具有重要的研究價值。
　　論文從不同產(chǎn)地中篩選出安全優(yōu)質(zhì)的西洋參資源,采用多種現(xiàn)代技術(shù)手段提取、分離、純化得到西洋參多糖組分,運用色譜和光譜手段對其進行結(jié)構(gòu)表征,并通過體外和動物實驗研究其生物活性,以期為西洋參多糖功能產(chǎn)品的開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2、主要研究進展和成果如下:
　　1、西洋參重金屬元素與營養(yǎng)功能成分分析:收集中國和加拿大不同產(chǎn)地西洋參資源共24份,采用原子吸收等常規(guī)儀器分析方法對其重金屬元素和營養(yǎng)功能成分進行分析。結(jié)果表明:不同產(chǎn)地西洋參銅、鉛、砷、鎘、汞五種重金屬的含量范圍為9.79-14.23mg/kg。重金屬含量最低的為吉林省白山市撫松縣西洋參。中加兩國西洋參樣品重金屬平均含量十分接近,國產(chǎn)西洋參重金屬元素含量產(chǎn)地差異相對較大。不同產(chǎn)地西洋參粗蛋白、粗脂肪

3、、粗淀粉、總皂苷及粗多糖的含量范圍分別為10.44-14.98％、0.45-0.78%、21.77-31.59%、3.28-4.66%及8.78-10.16%。蛋白含量最高的為黑龍江省牡丹江市東寧縣西洋參,且其淀粉含量也較高(29.65%)?？傇碥张c粗多糖含量最高的均為吉林白山撫松西洋參。中加兩國西洋參樣品營養(yǎng)功能成分平均含量相差不大,國產(chǎn)西洋參營養(yǎng)功能成分含量產(chǎn)地差異相對較大。在所有樣品中,吉林白山撫松西洋參重金屬元素含量最低,且總皂

4、苷和粗多糖含量均為最高,其可作為優(yōu)質(zhì)安全的原料用于西洋參產(chǎn)品開發(fā)。
　　2、西洋參多糖的超聲輔助提取工藝研究:采用超聲輔助熱水浸提法對西洋參多糖進行提取,通過單因素實驗考察了提取次數(shù)、超聲功率、提取溫度、提取時間及液料比五個因素對西洋參多糖超聲輔助提取得率的影響,并采用響應(yīng)面法對西洋參多糖的超聲輔助提取工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明:五個因素對西洋參多糖的得率均有影響,其中,超聲功率、提取時間及液料比的影響較大。采用三因素三水平的Box-

5、Behnken設(shè)計對提取工藝進行優(yōu)化,得到回歸模型。方差分析表明,回歸模型顯著,實驗方法可靠。采用該模型預(yù)測得出最優(yōu)工藝參數(shù),并結(jié)合實際操作條件,得到西洋參多糖超聲輔助提取的最佳工藝條件為:超聲功率400W,提取時間71min,液料比33mL/g。在此條件下,多糖實際得率為8.09%,與模型預(yù)測值(8.13%)接近。與熱水浸提法相比(提取率7.85%),超聲輔助提取具有提取率高、提取時間短、提取溫度低等優(yōu)點。
　　3、西洋參多糖的

6、分離純化及成分分析:采用超濾膜對超聲輔助提取的西洋參多糖(AGP)進行初步分離,并用離子交換層析柱和凝膠層析柱進一步分離和純化,利用凝膠滲透色譜、氣相色譜和紅外光譜法對純化后的多糖組分進行純度鑒定、分子量測定和結(jié)構(gòu)解析。結(jié)果表明:AGP經(jīng)超濾膜分離后,得到四段不同分子量范圍的多糖,分別命名為AGP1(>100ku)、AGP2(30~100ku)、AGP3(10~30ku)與AGP4(<10ku),其得率分別為29.79%、2.10%、7

7、.78%、24.23%;超濾得率最大的多糖組分AGP1經(jīng)DEAE Sepharose Fast Flow陰離子交換柱分離得到四個組分,分別命名為AGP1-1、AGP1-2、AGP1-3、AGP1-4,其得率分別為3.29%、10.37%、32.83%、3.85%;離子交換洗脫得率較大的多糖組分AGP1-2和AGP1-3經(jīng)Sephacryl S-400 HR凝膠柱純化后,均只有1個洗脫峰,表明兩者皆為比較均一的多糖組分;結(jié)構(gòu)分析顯示, A

8、GP1-2與 AGP1-3均不含蛋白及核酸;AGP1-2的純度為98.45%,重均分子量為117.25ku,單糖組成為阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、葡萄糖醛酸,其百分比為9.54:16.75:19.66:21.45:14.97:17.63;AGP1-3的純度為96.27%,重均分子量為956.48ku,單糖組成為阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸,其百分比為6.94:8.87:14.21:

9、20.15:16.34:11.15:9.66:12.68。
　　4、西洋參多糖的免疫調(diào)節(jié)活性研究:以小鼠單核巨噬細胞白血病細胞為體外模型,采用酶聯(lián)免疫法對細胞因子進行測定,考察不同西洋參多糖組分對巨噬細胞NO和細胞因子生成的影響,建立環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫抑制小鼠模型,考察AGP的干預(yù)對模型鼠免疫器官、免疫細胞及免疫因子的影響。結(jié)果表明:大分子量多糖組分AGP、AGP1、AGP2、AGP1-2與AGP1-3均可上調(diào)巨噬細胞NO、TNF

10、-α、IL-6及IL-10的表達,表現(xiàn)出較強的體外免疫增強活性,小分子量多糖組分AGP3和AGP4未表現(xiàn)出免疫增強活性;以AGP連續(xù)灌胃免疫抑制小鼠10天,可顯著提高小鼠的脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、校正碳廓清指數(shù)、血清溶血素含量、耳腫脹程度及 NK細胞的殺傷活性,表明AGP可促進免疫器官的生長,提高單核-巨噬細胞功能、體液免疫功能及細胞免疫功能,增強NK細胞活性,具有較好的免疫增強活性。
　　5、西洋參多糖的降血糖活性研究:以α-葡萄糖

11、苷酶的體外抑制率為考察指標,對西洋參多糖AGP和AGP1的體外降血糖活性進行評價,并以KK-Ay鼠為糖尿病模型小鼠,采用血糖儀、酶標儀等對相關(guān)血液指標進行分析,考察AGP對模型鼠血糖及相關(guān)血液生化指標的影響。結(jié)果表明:AGP和AGP1均可抑制α-葡萄糖苷酶的活性,兩者的IC50分別為1.26mg/mL和0.82mg/mL,約是阿卡波糖(陽性對照物)的3倍和2倍;以AGP連續(xù)灌胃糖尿病模型鼠35天,可顯著降低其血糖水平,改善口服糖耐量水平