西洋參品質(zhì)評(píng)價(jià)、多糖提取純化工藝及生物活性研究.pdf

1、我國(guó)大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)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(qiáng)免疫、降血糖等多種生理活性,對(duì)于防治由環(huán)境污染誘發(fā)的多種疾病具有重要的研究?jī)r(jià)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(yùn)用色譜和光譜手段對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,并通過(guò)體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究其生物活性,以期為西洋參多糖功能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2、主要研究進(jìn)展和成果如下:
　　1、西洋參重金屬元素與營(yíng)養(yǎng)功能成分分析:收集中國(guó)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(duì)其重金屬元素和營(yíng)養(yǎng)功能成分進(jìn)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(guó)西洋參樣品重金屬平均含量十分接近,國(guó)產(chǎn)西洋參重金屬元素含量產(chǎn)地差異相對(duì)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%)。總皂苷與粗多糖含量最高的均為吉林白山撫松西洋參。中加兩國(guó)西洋參樣品營(yíng)養(yǎng)功能成分平均含量相差不大,國(guó)產(chǎn)西洋參營(yíng)養(yǎng)功能成分含量產(chǎn)地差異相對(duì)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(kāi)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(duì)西洋參多糖進(jìn)行提取,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了提取次數(shù)、超聲功率、提取溫度、提取時(shí)間及液料比五個(gè)因素對(duì)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(duì)西洋參多糖的超聲輔助提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明:五個(gè)因素對(duì)西洋參多糖的得率均有影響,其中,超聲功率、提取時(shí)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(jì)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化,得到回歸模型。方差分析表明,回歸模型顯著,實(shí)驗(yàn)方法可靠。采用該模型預(yù)測(cè)得出最優(yōu)工藝參數(shù),并結(jié)合實(shí)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(shí)間71min,液料比33mL/g。在此條件下,多糖實(shí)際得率為8.09%,與模型預(yù)測(cè)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(shí)間短、提取溫度低等優(yōu)點(diǎn)。
　　3、西洋參多糖的

6、分離純化及成分分析:采用超濾膜對(duì)超聲輔助提取的西洋參多糖(AGP)進(jìn)行初步分離,并用離子交換層析柱和凝膠層析柱進(jìn)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(duì)純化后的多糖組分進(jìn)行純度鑒定、分子量測(cè)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(gè)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(gè)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(xì)胞白血病細(xì)胞為體外模型,采用酶聯(lián)免疫法對(duì)細(xì)胞因子進(jìn)行測(cè)定,考察不同西洋參多糖組分對(duì)巨噬細(xì)胞NO和細(xì)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(duì)模型鼠免疫器官、免疫細(xì)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(xì)胞NO、TNF

10、-α、IL-6及IL-10的表達(dá),表現(xiàn)出較強(qiáng)的體外免疫增強(qiáng)活性,小分子量多糖組分AGP3和AGP4未表現(xiàn)出免疫增強(qiáng)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(xì)胞的殺傷活性,表明AGP可促進(jìn)免疫器官的生長(zhǎng),提高單核-巨噬細(xì)胞功能、體液免疫功能及細(xì)胞免疫功能,增強(qiáng)NK細(xì)胞活性,具有較好的免疫增強(qiáng)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(biāo),對(duì)西洋參多糖AGP和AGP1的體外降血糖活性進(jìn)行評(píng)價(jià),并以KK-Ay鼠為糖尿病模型小鼠,采用血糖儀、酶標(biāo)儀等對(duì)相關(guān)血液指標(biāo)進(jìn)行分析,考察AGP對(duì)模型鼠血糖及相關(guān)血液生化指標(biāo)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(yáng)性對(duì)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