陳小聞+山藥中活性物質(zhì)多糖的研究進(jìn)展+2013574310

1、嶺南師范學(xué)院生物活性物質(zhì)專題課程論文山藥中活性物質(zhì)多糖的研究進(jìn)展二級(jí)學(xué)院：生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專 業(yè)：生物科學(xué)（師范）年 級(jí)：2013級(jí)學(xué) 號(hào)：2013574310作者姓名：陳小聞指導(dǎo)教師：孫玉林完成日期：2016年5月12日山藥中活性物質(zhì)多糖的研究進(jìn)展陳小聞（嶺南師范學(xué)院生科院，湛江，524048）摘 要：山藥是藥食兼用植物，山藥多糖被認(rèn)為是山藥中重要的活性物質(zhì)。本文從山藥多糖提取與分離方法，生理活性研究現(xiàn)狀等方面展開(kāi)綜述；為未來(lái)研究山藥多糖的新提取工藝,探討構(gòu)效關(guān)系,作用機(jī)制提供參考。關(guān)鍵詞：淮山；多糖；提取與分離；生理活性Research progress of active polysa

2、ccharide from Chinese yamChen Xiaowen(Life science and technology apartment of Lingnan Normal University，zhanjing 524048)Abstract:Chinese yam is medicinal and edible, Chinese yam polysaccharides are regarded as important active substances in yam. In this paper, the extraction and separation methods

3、of Polysaccharides from Chinese yam, physiological activity research status and other aspects of the review, for the future study of the new extraction process of yam polysaccharide,to explore the relationship between structure and effect, mechanism of action to provide reference.Key words:Chinese y

4、am；polysaccharide；extraction and separation;Physiological activity山藥是薯蕷科薯蕷屬植物薯蕷的根莖1，主產(chǎn)于河南、河北、山東、山西等省，以河南焦作市所產(chǎn)“懷山藥”最佳。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為山藥具有補(bǔ)益強(qiáng)壯，補(bǔ)脾養(yǎng)胃，生津益肺，補(bǔ)腎澀精，治療消渴功效?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，山藥含有多糖、尿囊素、皂甙、糖蛋白等活性成分。山藥多糖是被公認(rèn)的重要活性成分之一，國(guó)內(nèi)學(xué)者在山藥多糖提取分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定和生理活性研究等方面做了大量工作，而國(guó)外研究報(bào)道較少。1山藥多糖的研究現(xiàn)狀淮山中的主要活性成分之一山藥多糖，也是近年的研究熱點(diǎn)。許多研究結(jié)果顯示，山藥多糖具

5、有很好的降糖功效。何云3通過(guò)分別給糖尿病模型大鼠灌服0.8mg/kg二甲雙胍，50、75、100mg/kg山藥多糖及普通喂養(yǎng)對(duì)照，連續(xù)灌服15d后測(cè)血糖、空腹胰島素、EDTA-K2抗凝的血常規(guī)，發(fā)現(xiàn)山藥多糖組較二甲雙胍組和對(duì)照組血糖明顯降低、胰島素明顯升高，說(shuō)明山藥多糖在保護(hù)胰細(xì)胞受損，促進(jìn)胰島素分泌方面有明顯效果且優(yōu)于純西藥降糖制劑，并通過(guò)聯(lián)合監(jiān)測(cè)血小板參數(shù)得出山藥多糖能有效改善早期血糖升高引起的全身組織器官微小病變，從而全面調(diào)節(jié)早期糖尿病機(jī)體生理變化。楊宏莉等4報(bào)道對(duì)STZ模型大鼠灌服40、70、100mg/kg山藥多糖，在連續(xù)灌服28d后分別檢測(cè)血糖、血清胰島素及胰高血糖素含量以及肝臟組

6、織中的己糖激酶（HK）、琥珀酸脫氫酶（SDH）、肌肉組織中的蘋(píng)果酸脫氫酶（MDH）活性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明山藥多糖可以顯著降低2型糖尿病大鼠的血糖值，且在不同程度上提高了大鼠體內(nèi)HK、SDH、MDH的活性。2提取與分離2.1水浸提法水浸提過(guò)程是溶質(zhì)從山藥內(nèi)部向水中進(jìn)行擴(kuò)散的兩相間傳質(zhì)過(guò)程，可以看作是由水?dāng)U散進(jìn)入山藥顆粒，顆粒內(nèi)部有效成分被水溶解后向表面擴(kuò)散，以及溶質(zhì)由顆粒表面向水中擴(kuò)散5。浸提工藝:原料去皮粉碎(打漿)脫脂乙醇回流水浸提離心分離減壓濃縮乙醇沉淀脫蛋白脫色減壓干燥粗多糖。各學(xué)者研究和比較后發(fā)現(xiàn)原料為懷山藥，提取溫度在60左右，總的料水比在13040(gmL)，提取時(shí)間約為3h時(shí)，粗多糖

7、得率較高。2.2超聲輔助法超聲輔助提取是在水浸提的同時(shí)施加超聲波輔助。超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和其他次級(jí)效應(yīng)能在不改變多糖結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，縮短提取時(shí)間，提高提取率【6】。李金忠等通過(guò)正交試驗(yàn)研究懷山藥超聲波輔助提取山藥多糖的試驗(yàn)條件，粗多糖得率20.27%，最佳工藝:功率1000W，時(shí)間50min，溫度60，料水比112.5(gmL)。2.3微波輔助法微波輔助是在水浸提的同時(shí)加入微波，利用不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在微波場(chǎng)中吸收微波能力的差異，使物質(zhì)中的某些區(qū)域或提取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被提取物從物質(zhì)或體系中分離，該法溶劑用量少，提取率高，提取速度快【】。許本波等采用正交試驗(yàn)優(yōu)

8、化微波輔助提取山藥多糖工藝，粗多糖得率10.52%。與常規(guī)水提法相比，微波輔助法效果較好。2.4酶法酶法提取是在水浸提山藥多糖時(shí)加入酶，適當(dāng)?shù)拿缚梢允辜?xì)胞壁及細(xì)胞間質(zhì)中的纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等物質(zhì)降解，破壞細(xì)胞壁的致密構(gòu)造，減小細(xì)胞壁、細(xì)胞間質(zhì)等對(duì)多糖從胞內(nèi)向提取介質(zhì)擴(kuò)散的傳質(zhì)阻力，從而有利于多糖的溶出【】。常用的酶有-淀粉酶、纖維素酶和堿性、中性蛋白酶。山藥細(xì)胞壁和細(xì)胞間質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和果膠等物質(zhì)組成，纖維素酶能分解纖維素和半纖維素破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)的多糖更好的被釋放;山藥中淀粉使提取液黏度增大，影響山藥多糖的擴(kuò)散，淀粉酶能水解淀粉，降低提取液黏度，提高多糖溶出率;山藥多糖

9、主要與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起呈黏液質(zhì)形式存在，蛋白酶可對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，可將與多糖結(jié)合的蛋白質(zhì)酶解，使存在于細(xì)胞內(nèi)部的多糖釋放出來(lái)。比較后發(fā)現(xiàn)，纖維素酶效果較好，酶解溫度應(yīng)控制在4055。pH值應(yīng)根據(jù)酶的特性確定。從文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)酶法提取效果優(yōu)于其他方法，是未來(lái)提取山藥多糖的首選方法，而各類酶的作用機(jī)理不同，可在山藥多糖不同提取階段采用不同的酶，最大限度的提高多糖溶出量。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)各文獻(xiàn)報(bào)道的同類提取方法得率差異較大，這與原料是鮮料還是干料，粗多糖雜質(zhì)的含量，粗多糖測(cè)定方法不同有很大關(guān)系，也嚴(yán)重影響了各組數(shù)據(jù)的可比性。在未來(lái)改進(jìn)山藥多糖提取方法的研究時(shí)，在相同分析條件下，考察不同山藥品種，不同提取

10、方法的效果，提高數(shù)據(jù)可比性和可信度，為尋找最佳提取工藝提供可靠依據(jù)。3生理活性3.1促進(jìn)腸胃功能中醫(yī)認(rèn)為“脾虛”時(shí)消化系統(tǒng)功能處于紊亂狀態(tài)，機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫狀態(tài)均有不同程度的降低，以細(xì)胞免疫功能最為明顯，而且脾虛證機(jī)體免疫功能的下降與胸腺和脾臟明顯相關(guān)。傅紫琴等研究發(fā)現(xiàn)山藥粗多糖能抑制脾虛小鼠胃排空及小腸推進(jìn)，同時(shí)脾臟指數(shù)與胸腺指數(shù)均有增加，促進(jìn)小鼠腸胃功能恢復(fù)，初步推測(cè)調(diào)節(jié)免疫可能是其作用機(jī)制之一。3.2保護(hù)肝臟山藥粗多糖能降低小鼠血清中ALT、AST活性和MDA的含量，提高肝細(xì)胞中GSH的含量及SOD活性，具備保護(hù)肝臟作用。孫設(shè)宗等【9】，陳培波等，劉偉萍等均發(fā)現(xiàn)山藥粗多糖可減輕化

11、學(xué)性肝損傷所致炎性反應(yīng)，降低肝體指數(shù)，孫設(shè)宗還發(fā)現(xiàn)與鎂離子聯(lián)合作用效果更佳。3.3降血糖糖尿病由人的胰島素-細(xì)胞合成和分泌胰島素的功能均下降或障礙引起。山藥多糖能促進(jìn)胰島素分泌，提高與胰島素相關(guān)酶的活性，從而降低血糖。郜紅利等【10】、何云等推測(cè)山藥粗多糖的降血糖機(jī)制可能與增加胰島素分泌、改善受損壞的胰島-細(xì)胞功能及清除過(guò)多自由基等有關(guān)。楊宏莉等發(fā)現(xiàn)山藥粗多糖使大鼠血糖顯著性降低，提高己糖激酶(HK)、琥珀酸脫氫酶(SDH)及蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH)活性，從而推測(cè)其機(jī)制可能是直接或間接地提高了糖代謝或關(guān)鍵酶的酶活性。3.4抗衰老抗衰老是當(dāng)今人類重點(diǎn)關(guān)注的課題，研究發(fā)現(xiàn)山藥多糖能提高谷胱甘肽過(guò)氧化

12、物酶、過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶和腦Na+/K+-ATP酶的活性，降低單胺氧化酶B活性及過(guò)氧化脂質(zhì)和脂褐質(zhì)含量;還可拮抗免疫器官組織的萎縮，使皮質(zhì)厚度增加，皮質(zhì)細(xì)胞數(shù)增加，淋巴細(xì)胞數(shù)增加，達(dá)到抗衰老的效果。詹彤等【11】從代謝角度證實(shí)了懷山藥粗多糖的抗衰老作用與清除代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基有關(guān)。蔣艷玲等【12】推測(cè)其抗衰老機(jī)制可能與興奮免疫器官，增強(qiáng)免疫細(xì)胞功能有關(guān)。3.5抗突變抗突變就是指通過(guò)某些化學(xué)或食品成分有效降低細(xì)胞或生物體基因的突變【13】。研究中常用化學(xué)(如黃曲霉素Bl、苯并芘BaP、2-氨基芴等)，生物(如乙型肝炎病毒、愛(ài)潑斯坦巴爾癥疹病毒(EB病毒)、乳頭狀瘤病毒(HPV)等)，

13、物理(如紫外線、X-射線、核輻射等)致突變物與山藥多糖同時(shí)作用于細(xì)胞，觀察效果驗(yàn)證其抗突變作用。3.6抗腫瘤活性多糖抗腫瘤的機(jī)理有兩種:一是細(xì)胞毒性直接殺死癌細(xì)胞，二是生物免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)間接抑制或殺死癌細(xì)胞【14】。趙國(guó)華等【15-16】發(fā)現(xiàn)山藥多糖RDPS-1在體內(nèi)能顯著抑制荷瘤小鼠B16黑色素瘤和Lewis肺癌，提高T淋巴細(xì)胞增殖能力、NK細(xì)胞活性、脾臟細(xì)胞產(chǎn)生IL-2的能力和腹腔巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-的能力，推測(cè)山藥多糖通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體免疫功能實(shí)現(xiàn)抗腫瘤。并發(fā)現(xiàn)化學(xué)改性(低度羧甲基化、低度甲基化和中度乙?；?后抗腫瘤活性顯著提高。3.7抗氧化自由基(活性氧)對(duì)細(xì)胞膜上多價(jià)不飽和脂肪酸的過(guò)氧化作用

14、，生成脂質(zhì)過(guò)氧化物影響細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能。山藥多糖能清除超氧自由基(O-2)、羥自由基(OH)和自由基(R)。何書(shū)英等發(fā)現(xiàn)山藥多糖RP能降低維生素C-NADPH及Fe2+-半脫氨酸誘發(fā)的微粒體過(guò)氧化脂質(zhì)的含量，并清除自由基。聶凌鴻等發(fā)現(xiàn)淮山藥多糖具有清除氧自由基活性，粗多糖活性優(yōu)于純多糖。舒媛等也發(fā)現(xiàn)山藥粗多糖清除自由基能力較強(qiáng)。王麗霞等發(fā)現(xiàn)山藥蛋白多糖對(duì)活性氧自由基(H2O2、O2-、OH)具有良好的清除作用。柳愛(ài)蓮等還發(fā)現(xiàn)懷山藥粗多糖與牛血清蛋白相互作用，推測(cè)其在蛋白質(zhì)表面形成絡(luò)合物，使蛋白質(zhì)免遭或減少自由基的攻擊。3.8提高免疫力免疫是重要的人體自身防御機(jī)制。很多文獻(xiàn)報(bào)道山藥多糖在小鼠、大

15、鼠和雞體內(nèi)進(jìn)行的免疫試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)山藥多糖可明顯提高巨噬細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞的增殖能力、NK細(xì)胞活性、血清溶血素活性、血清IgG含量，具有非特異性免疫和特異性免疫功能。山藥多糖RDPS-既具有非特異性免疫功能又具有提高特異性細(xì)胞免疫和體液免疫功能。4結(jié)語(yǔ)山藥是衛(wèi)生部認(rèn)定的藥食兼用植物，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與醫(yī)療保健作用。目前，山藥粗多糖研究較多，山藥純多糖的提取分離、純化工藝、構(gòu)效關(guān)系、生理活性、藥理作用和毒理試驗(yàn)等仍需大量研究。部分研究發(fā)現(xiàn)粗多糖比純多糖更具活性，日本學(xué)者傾向研究山藥多糖蛋白的研究。多糖蛋白聚合物的制取工藝，結(jié)構(gòu)特性和生理活性而規(guī)模化的提取、精制、純化工藝及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)等將會(huì)成為新的研究

16、熱點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：1劉玉萍，何報(bào)作，曹暉.基因測(cè)序技術(shù)在中藥質(zhì)量研究中的應(yīng)用()-山藥基原的DNA測(cè)序鑒別J.中草藥，2001，32(11):1026.2馮雪鋒,黃璐琦,格小光,等.山藥道地藥材形成源流考J.中國(guó)中藥雜志,2008,33(7):859-862.3何云,戚玉敏,劉景升,等.山藥多糖對(duì)糖尿病大鼠胰島素及血小板數(shù)的影響J.河北北方學(xué)院學(xué)報(bào),2009,26(1):29-31.4楊宏莉,張宏馨,王燕,等.山藥多糖對(duì)2型糖尿病大鼠降糖機(jī)理的研究J.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(3): 100-103.5王唯涌,韓魯佳,王振,等.植物功能成分浸提過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展J.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),20

17、06,11(1):100-104.6Jalbani N,Kazi T ,A rain B,etal.Application of factorial design in optimization of ultrasonic-assisted extraction of alu-minum in juices and soft drinksJ.Talanta,2006,70:307-314.7G U JA R J,WA G H S,GAIKARV.Experimental and modeling studies on microwave -assisted extraction of thym

18、ol from seeds of T rachyspermum ammi(TA)J.Separation and Purification Technology,2010,70 :257 -264.8Sowbhagya H,Purnima K,Florence S.Evaluation of enzyme -assisted extraction on quality of garlic volatile oil J . Food Chemistry,2009, 113:1234 -1238.9何鳳玲.山藥中活性成分的提取及降糖活性研究D.重慶:西南大學(xué),2011.10苗明三,孫艷紅.玉米須總皂苷降糖作用研究J.中國(guó)中藥雜志,2004,29(7):711-712.11孫寶瑩,孫寶全,張朝.苦瓜皂苷的藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)研究J.河南中醫(yī)藥學(xué)刊,1994,9(6):19-21.12柴瑞華,肖春瑩,趙余慶.苦瓜總皂苷降血糖作用的研究J.中草藥, 2007,38(2):248-250.13Issa A A H,Jamal A A B,Mohammeda S T.T