兜唇石斛多糖提取及脱蛋白工艺研究
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011241372.5(22)申请日 2020.11.09(71)申请人 杨牧融地址 230000 安徽省合肥市蜀山区井岗镇和一花园一幢106室(72)发明人 杨牧融 (74)专利代理机构 杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙) 33240代理人 乐俊(51)Int.Cl.C08B 37/00(2006.01)(54)发明名称一种石斛多糖的提取方法(57)摘要本发明公开了一种石斛多糖的提取方法,包括以下步骤:步骤一:将石斛切成小片放入粉碎机打粉2min ;步骤二:称取10g石斛粉末,置于250ml锥形瓶,加入50‑90ml蒸馏水;步骤三:将步骤二的锥形瓶放入水浴锅中水浴1‑3h;步骤四:浸提完成后,用纱布进行过滤,并将得到的滤液放到低速离心机中,离心10min;步骤五:将离心后的上清液浓缩至10mL,然后加入4‑6倍体积的95%乙醇,搅拌均匀静置片刻有沉淀析出;步骤六:将步骤五的混悬液放入低速离心机中,以3500r/min离心10min,弃上清得沉淀;步骤七:将沉淀放入干燥箱中干燥1.5h ,即可得到粗多糖,并记录其质量。
有益效果是:利用水提醇沉法对石斛多糖进行提取,发现提取时间为2.5h,提取温度为90℃,料液比为1:8时,多糖提取量比较高。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 112239510 A 2021.01.19C N 112239510A1.一种石斛多糖的提取方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将石斛切成小片放入粉碎机打粉2min;步骤二:称取10g石斛粉末,置于250ml锥形瓶,加入50-90ml蒸馏水;步骤三:将步骤二的锥形瓶放入水浴锅中水浴1-3h;步骤四:浸提完成后,用纱布进行过滤,并将得到的滤液放到低速离心机中,离心10min;步骤五:将离心后的上清液浓缩至10mL,然后加入4-6倍体积的95%乙醇,搅拌均匀静置片刻有沉淀析出;步骤六:将步骤五的混悬液放入低速离心机中,以3500r/min离心10min,弃上清得沉淀;步骤七:将沉淀放入干燥箱中干燥1.5h ,即可得到粗多糖,并记录其质量。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710064699.1(22)申请日 2017.02.05(71)申请人 安徽中升生物科技有限公司地址 237200 安徽省六安市霍山县经济开发区(72)发明人 汪国民 (51)Int.Cl.C08L 5/00(2006.01)C08K 5/053(2006.01)C08B 37/00(2006.01)C09B 61/00(2006.01)(54)发明名称石斛多糖的提取方法(57)摘要石斛多糖的提取方法,涉及中药石斛深加工技术领域。
将石斛破碎,接着加入95%乙醇,利用打浆机进行打浆;对浆料进行过滤,向滤渣中加入95%乙醇,加热回流提取,冷却后再次过滤,滤渣待用,合并两次滤液获得滤液;将滤液通过离心机进行离心,然后静置获得上清液和沉淀;将滤渣b和沉淀合并,再加入蒸馏水,加热回流,然后降温至室温,静置过滤除去滤液,对滤饼进行干燥,最后粉碎、研磨、过筛获得多糖干粉,向多糖干粉中加入木糖醇,搅拌混合均匀获得石斛多糖。
本发明的提取方法采用了95%乙醇替代水,从而使有效成分能够被充分释放出来,从而使提取效率更高,且可大幅度提升提取产物的收率。
较之传统多糖的提取,可提升产率80%以上。
权利要求书1页 说明书2页CN 106800676 A 2017.06.06C N 106800676A1.一种石斛多糖的提取方法,其特征在于:步骤如下:①、破碎打浆首先将石斛破碎,接着加入95%乙醇,利用打浆机进行打浆,石斛与乙醇的使用量按照1:10(g:mL)添加;②、过滤对浆料进行过滤,保留滤液a;向滤渣a中加入其3倍重量的95%乙醇,加热回流提取,冷却后再次过滤,滤渣b待用,合并两次滤液获得滤液b;③、离心将滤液b通过离心机进行离心,然后静置1小时,获得上清液和沉淀;④、石斛多糖的制备将滤渣b和沉淀按照1:2的重量比合并,再加入10倍混合物重量的蒸馏水,加热回流30分钟,然后降温至室温,静置24小时,过滤除去滤液c,对滤饼进行干燥,最后粉碎、研磨、过100目筛获得多糖干粉,向多糖干粉中加入木糖醇,多糖干粉和木糖醇的重量比为20:1,搅拌混合均匀获得石斛多糖。
铁皮石斛多糖Sevage法脱蛋白效果分析潘雪丰【摘要】Polysaccharides extracts from Dendrobium candidum Wall. ex Lindll were hydrolyzed with equimolar solutions of cellulase and pectinase. The efficiency of removing proteins from the polysaccharide extracts using a deproteinization Sevage method was inves-tigated in this study. The results showed that one time of sevage treatment resulted in removal of 21.9% of the protein, but also lost about 28.3% of the polysaccharides, from the sugar extracts. No significant increases in protein removal were observed with two or more sevage treatments, which adversely caused polysaccharide losses to 56.6%-62.1%. Therefore, we recommend that the depro-teinization Sevage method be applied only once during the protein removal process from the polysaccharide extracts.%采用纤维素酶与果胶酶等量混合酶解法提取铁皮石斛多糖,分析Sevage法脱多糖溶液蛋白效果. 结果表明,Sevage法脱多糖溶液蛋白1次,脱蛋白率为21.9%,多糖损失率为28.3%;脱蛋白2次或2次以上,脱蛋白率提高不明显,但多糖损失严重,损失率高达56.6%-62.1%. 因此,铁皮石斛多糖Sevage法脱除蛋白次数以1次为宜.【期刊名称】《亚热带农业研究》【年(卷),期】2015(011)004【总页数】4页(P258-261)【关键词】铁皮石斛;多糖;Sevage法;酶解法【作者】潘雪丰【作者单位】福建卫生职业技术学院药学系,福建福州350101【正文语种】中文【中图分类】R284.2铁皮石斛(Dendrobium candidum Wall.ex Lindll),属兰科(Orchidaceae)石斛属(Dendrobbium)多年生附生型草本植物,主要分布于安徽、浙江、福建等地。
铁皮石斛多糖提取工艺研究进展摘要:铁皮石斛能够发挥功效最重要的成分就是铁皮石斛多糖(Dendrobium officinale polysaccharides,DOP),由于这种物质具有广泛的生物活性,逐渐地成为了该领域研究的重点。
这篇文章对提取铁皮石斛方法进行了介绍,并系统的论述了不同方法对生物活性所产生的影响,主要是为了对开发、研究提取的工艺提供一定的参考。
关键词:铁皮石斛;铁皮石斛多糖;提取工艺;抗氧化1.前言铁皮石斛主要属于兰科,石斛属于多年生的草本植物,主要在我国的安徽、浙江、云南等地有所分布,这是我国传统中医中较为名贵的药材,它的功效主要有益胃生津、滋阴清热等;能够用于治疗人们出现的阴伤津亏,口干烦渴等相关症状。
现代医学研究表明,铁皮石斛含有多糖、生物碱等多种有效的活性成分,其中多糖是最为突出的活性成分,同时也是含量最高的物质,它的功效主要能够降低人们的血糖、降低人们身体中的血脂、缓解人们的高血压症状、使自身的免疫力得到进一步增强等相关疗效。
由于这种物质具有广泛的生物活性,逐渐地受到该领域科研工作人员的广泛关注,成为了当前研究的重点,为今后对其进行深度研究,推出保健治疗药物打下了坚实的基础。
这篇文章主要是从提取DOP 、测定其含量等方面内容展开研究,并对当前的研究现状综述如下:2 铁皮石斛多糖提取2.1 浸渍法浸渍法通常情况下是比较常用的提取方法,其主要的原理就是在溶剂中浸泡药材,通过加热或常温条件下浸出该药材的有效成分。
刘静平等研究人员[1]对采用热水浸泡的方式来提取铁皮石斛多糖工艺进行了深入的研究,通过采取正交试验得到了最佳提取条件,即保证料液比达到1∶20,进行提取3次,温度要保持在80℃,达到2 h的浸泡时间,提取多糖率达到了40.73%。
王培培等研究人员[2]也采取了正交试验得出所得到了料液比1∶40,而提取温度可以降至70 ℃,提取次数2 次,提取多糖率达到了 31.6%。
动物营养学报2019,31(10):4473⁃4480ChineseJournalofAnimalNutrition㊀doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.10.009石斛多糖的生理功能及其在动物生产中的潜在应用价值高㊀骞㊀杨㊀婷㊀段平男㊀赵玉蓉∗(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南畜禽安全生产协同创新中心,长沙410128)摘㊀要:石斛多糖是兰科石斛属植物中的主要有效成分,具有抗氧化㊁调节免疫㊁抗炎以及降血糖等生物活性,开发前景广阔㊂本文综述了石斛多糖的理化性质㊁消化吸收机制㊁提取工艺㊁主要生理功能及其在动物生产中的潜在应用价值㊂关键词:石斛多糖;生理功能;应用价值中图分类号:S816㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)10⁃4473⁃08收稿日期:2019-03-28基金项目:湖南农业大学 双一流 创新团队建设项目(kxk201801004)作者简介:高㊀骞(1996 ),男,陕西西安人,硕士研究生,动物营养与饲料科学专业㊂E⁃mail:1398688027@qq.com∗通信作者:赵玉蓉,教授,博士生导师,E⁃mail:1335434506@qq.com㊀㊀石斛多糖是石斛属植物中各种多糖化合物的总称,广泛存在于石斛属植物的根茎叶中㊂研究发现其具有抗氧化[1]㊁增强免疫[2]㊁抗炎[3]㊁降血糖[4]等药理作用,但目前主要局限于医药学领域的研究㊂随着绿色健康养殖这一理念不断深入人心,以及石斛种植产业的快速发展和石斛多糖提取工艺的不断进步,石斛多糖因其绿色㊁无毒副作用并具有多种生理功能,具备开发成为一种功能性饲料添加剂的潜力㊂因此,本文旨在就石斛多糖的生物学功能㊁可能的作用机制以及在畜牧生产中潜在的应用价值等方面进行综述,以期为石斛多糖在畜牧生产中的研究和开发应用提供理论参考㊂1㊀石斛多糖的理化性质和消化吸收机制1.1㊀石斛多糖的理化性质㊀㊀石斛多糖是一种水溶性多糖化合物,呈灰色粉末状,可溶于水,易溶于稀碱和酸液,不溶于乙醇㊁丙酮等有机试剂㊂研究证实石斛多糖的生理作用与其分子质量[5]和化学结构[6]密切相关㊂通过查阅近些年学者们关于各种石斛多糖组分化学结构的研究发现,石斛多糖主要由葡萄糖㊁甘露糖和半乳糖组成,同时伴有少量的阿拉伯糖㊁木糖和鼠李糖,不同品种石斛单糖组分的摩尔比有很大差异,其分子质量分布从几千至上百万ku不等[7-12]㊂石斛多糖主链主要由(1ң6)/(1ң4)-α-D-葡萄吡喃糖基/甘露吡喃糖基和(1ң6)-β-D-葡萄吡喃糖基等组成,常见的侧链基团包括α/β-D-甘露吡喃糖基/葡萄吡喃糖基等,并且其化学结构中常含有O-乙酰基[9-14]㊂1.2㊀石斛多糖的消化吸收机制㊀㊀目前,关于石斛多糖的消化吸收机制研究较少㊂李凡[15]和Xie等[16]研究发现霍山石斛多糖经过唾液后,其分子质量和还原糖含量不发生变化,而经过胃液作用降解成一个在肠液中稳定存在的片段,然后被吸收进入血液㊂与之类似,研究表明铁皮石斛多糖和兜唇石斛多糖经过唾液后,其分子质量不变,经胃肠消化后其多糖的整体结构完好,但分子质量均有不同程度地下降,并且还原糖增加,同时在体外酵解试验中发现,这2种多糖的糖苷键可被肠道细菌降解生成单糖,并作为发酵的底物生成挥发性脂肪酸促进结肠发育,改善肠道功能[17-18]㊂这表明不同的石斛多糖在胃肠道中的降解和吸收机制的研究结果存在一定差㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷异,其具体机制还有待进一步研究㊂2㊀石斛多糖来源㊀㊀石斛多糖是存在于兰科石斛属植物中的糖类化合物的总称㊂石斛属植物来源广泛,世界上存在1500种左右,我国有74种,主要分布于云南㊁贵州㊁福建和两广等地区㊂在本草考证中石斛的药用部位是茎部,目前市场上多以石斛茎秆为原料加工成枫斗㊁胶囊等产品,但研究发现石斛的根㊁叶㊁花中也存在不同质量分数的多糖成分[19]㊂因此可通过将石斛全株作为原料来源以提高石斛资源的利用率,降低生产成本,以促进其开发利用㊂㊀㊀粗多糖的一般提取流程如图1所示㊂首先将原料进行烘干㊁粉碎㊁有机溶剂浸泡,然后离心过滤并保留滤渣,用合适的方法对滤渣处理,保留滤液㊂随后将上述提取液进行浓缩后,加有机溶剂反复进行沉淀㊁离心,最终经干燥得到粗石斛多糖㊂目前常采用的分离提取方法有:水提醇沉法㊁超声波辅助法㊁微波辅助法和酶解辅助法㊂水提醇沉法是目前最常用的提取石斛多糖的方法,此法操作简单㊁设备要求低㊁对多糖的活性影响小,但提取率较低㊂黄晓君等[20]对水提醇沉法提取铁皮石斛多糖的工艺进行优化,结果表明,最佳提取工艺为温度为90ħ㊁提取时间为2h㊁水料比为30ʒ1,多糖提取率可达30.56%㊂研究发现超声波和微波辅助提取可显著缩短提取时间,但多糖的糖苷键在超声或微波条件下可能会发生断裂[21]㊂酶解辅助法提取多糖所需条件温和且提取率较高,但酶的价格较高,提取时对温度和pH的控制要求十分严格,且所用的酶可能会影响多糖的高级结构[22]㊂以上方法获取的石斛粗多糖中往往含有蛋白质杂质,这会给粗多糖的进一步分离纯化造成障碍,因此需要去除其中的蛋白质㊂去除多糖中的蛋白质常采用Sevag法[23],该法利用蛋白质在三氯乙烷等有机溶剂中变性的特点,将提取液与Sevag试剂(三氯乙烷和正丁醇按照一定的比例混合而成)混合㊁振荡㊁离心,变性后的蛋白质介于提取液与Sevag试剂交界处,从而很容易被分离除去㊂此法操作简单㊁反应条件温和并且不会引起多糖的变性,因此被广泛应用于多糖的除杂工艺中㊂赵俊凌等[24]用Sevag法对齿瓣石斛粗多糖除蛋白质工艺进行优化,研究表明,Sevag试剂即三氯乙烷ʒ正丁醇=4ʒ1(体积比),样品ʒSevag试剂=4ʒ1(体积比),振荡时间30min的条件下脱蛋白效果最佳㊂图1㊀石斛多糖提取流程图Fig.1㊀FlowchartforextractingpolysaccharidesfromDendrobiumplants[25]3㊀石斛多糖的主要生理功能及其作用机制3.1㊀抗氧化作用㊀㊀石斛多糖的抗氧化机制主要体现在以下几个方面:1)提供质子的能力㊂羟基自由基是机体内最有害的自由基,它会引起脂类㊁蛋白质㊁DNA等生物分子氧化损伤,从而导致细胞死亡和组织损伤[25-26]㊂Luo等[27]研究发现,金钗石斛多糖在0.5mg/mL浓度时清除羟基自由基的活性接近于维生素C,可能的机制为多糖提供的氢与羟基自由基结合形成稳定的自由基,从而终止自由基链式反应[28]㊂2)石斛多糖具有较强的金属螯合活性㊂某些金属离子,如Fe2+在脂质氧化中起催化作用,通过Fenton反应可使过氧化物产生自由基,从而导致细胞中的脂质㊁蛋白质㊁DNA等化合物受损㊂Luo等[9]研究发现,在0.05 0.80mg/mL浓度内,铁皮石斛多糖的金属螯合能力从6.3%提高到85.2%㊂3)石斛多糖通过维持细胞线粒体的正常结构和功能从而减少氧自由基的生成㊂线粒体是机体内活性氧产生的主要场所,在大多数细胞中超过90%的氧在线粒体中被消耗,其中2%的氧在线粒体内膜和基质中被转变成为氧自由基[29]㊂因474410期高㊀骞等:石斛多糖的生理功能及其在动物生产中的潜在应用价值此,维持线粒体结构和功能的完整有助于减少自由基的生成㊂研究表明,石斛多糖保护细胞线粒体可能机制是:通过干扰肿瘤坏死因子-α(TNF⁃α)与其受体结合,减少TNF⁃α对线粒体结构和功能的损伤[30],以及抑制机体自然衰老表达过程中p53/Bcl⁃2介导的线粒体凋亡信号通路从而改善线粒体功能[31]㊂4)参与激活细胞中的核因子E2相关因子2(Nrf2)⁃Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)-抗氧化反应元件(ARE)信号通路,从而强化其自我保护机制,维持细胞内氧化还原稳态㊂研究表明,石斛多糖可通过上调机体内Nrf2基因的转录水平,增加Nrf2蛋白表达和Nrf2蛋白核移位进而促进醌氧化还原酶1基因mRNA和蛋白的表达,提高血液和组织中抗氧化酶的水平,从而抵抗高糖诱导下的氧化应激损伤,维持细胞内的氧化还原稳态[32-33]㊂3.2㊀免疫调节作用㊀㊀免疫器官㊁免疫细胞和免疫分子共同组成机体的免疫系统㊂胸腺作为中枢免疫器官是T淋巴细胞发育成熟的场所,并且其胸腺基质细胞可以产生多种肽类激素参与调节外周成熟的T细胞㊂脾脏是机体最大的免疫器官,含有大量的免疫细胞,是体液免疫和细胞免疫的中心㊂对免疫器官指数的影响,可作为评价某一物质免疫调节作用的初步指标[34]㊂研究表明,石斛多糖可增加脾脏指数[35]和胸腺指数[31]㊂T淋巴细胞和B淋巴细胞分别参与细胞免疫和体液免疫,在宿主防御中发挥重要作用㊂有报道称石斛多糖能够促进脾脏T细胞和B细胞的增殖和活化[7,36]㊂辅助T细胞(Th)主要分为1型辅助T细胞(Th1)与2型辅助T细胞(Th2)2种,其中Th1参与细胞免疫和迟发性超敏性炎症反应,Th2可辅助B细胞分化为抗体分泌细胞参与体液免疫应答㊂研究表明,铁皮石斛多糖[37]和霍山石斛多糖[38]均能通过促进Th细胞增殖并诱导其产生相关的细胞因子㊂Xie等[39]进一步研究发现,铁皮石斛多糖可能通过改变Th1/Th2平衡进而增加干扰素-γ(IFN⁃γ)与白细胞介素-4(IL⁃4)的比率,从而促进小鼠肠道分泌型免疫球蛋白A(SIgA)的产生并调节小肠黏膜结构,最终有效调节肠道免疫功能㊂NK细胞作为淋巴细胞类的一员,在机体免疫反应的早期阶段可控制感染[40]㊂研究表明石斛多糖可以增加脾脏NK细胞的数量并促进NK细胞的细胞毒性[8]㊂巨噬细胞是动物机体抵御外来病原体入侵㊁清除异物和识别并杀伤癌变细胞的第1道防线[41]㊂研究证实石斛多糖具有促进巨噬细胞增殖㊁分泌免疫活性物质以及增强其吞噬能力的作用[42]㊂蔡海兰等[43]和Li等[44]研究发现,石斛多糖可促进小鼠巨噬细胞(RAW264.7)分泌炎性细胞因子,激活Jun氨基末端激酶(JNK)㊁细胞外信号调节激酶(ERK)㊁p38丝裂原激活蛋白激酶(p38)以及核因子-κB(NF⁃κB)信号通路,增加TNF⁃α的表达㊂这表明石斛多糖对巨噬细胞的免疫调节涉及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和NF⁃κB信号通路㊂Xie等[45]进一步研究证实,石斛多糖通过结合巨噬细胞表面的Toll样受体4(TLR4)进而触发TLR4信号转导,从而激活MAPK㊁NF⁃κB和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT)信号通路,最终促进炎性细胞因子的分泌㊂Huang等[46]研究表明,铁皮石斛多糖能显著刺激脾淋巴细胞的增殖并促进脾淋巴细胞中IFN⁃γ和IL⁃2的分泌,从而激活巨噬细胞㊂此外,石斛多糖免疫调节功能可能与自身抗氧化活性有关㊂例如,巨噬细胞作为促氧化剂作用的主要靶点可被一些具有毒性作用的细菌通过刺激产生活性氧导致死亡[47],而石斛多糖通过清除机体内过多的自由基减少其对免疫细胞的攻击,从而间接发挥免疫调节作用㊂㊀㊀综上所述,近几年国内外对石斛多糖的研究偏向于动物体液免疫㊁细胞免疫和细胞因子诱生等方面,而对石斛多糖在免疫细胞上的受体㊁细胞表面和细胞内信号传递以及调控其所控制基因的表达机制等方面还有待进一步深入研究㊂3.3㊀抗炎作用㊀㊀动物机体的适度炎症反应对机体免疫具有促进作用,相反过度的炎症反应会造成机体细胞㊁组织和器官损伤㊂目前,学者们常用四氯化碳(CCl4)或脂多糖(LPS)刺激动物机体构建炎症模型,研究表明这2种物质的致炎机制均涉及LPS与靶细胞表面TLR4结合,进而通过TLR4介导的信号传导通路触发下游MAPK和NF⁃κB信号通路,促进TNF⁃α和NO等炎性因子大量产生[48-49]㊂Tian等[50]和黄杰等[51]分别在采用CCl4和LPS诱导的小鼠巨噬细胞所构建的炎症模型中研究发现,石斛多糖可通过降低炎性细胞因子的分泌从而减轻巨噬细胞的炎症损伤㊂推测其可能的机制是石斛多糖与LPS竞争细胞膜表面的5744㊀动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷TLR4,由于石斛多糖对细胞的刺激较为温和,相较于LPS,石斛多糖对NF⁃κB和MAPK这2个信号通路的刺激较弱,因此相对于CCl4和LPS介导的炎症模型组,石斛多糖组可缓解LPS诱导的小鼠巨噬细胞内NF⁃κB信号通路的过度激活以及相关炎性细胞因子mRNA的表达,从而减少炎性因子的分泌㊂此外,小鼠RAW264.7细胞表型可分为M1型和M2型㊂M1型表面主要含有CD16和CD32标记物,分泌促炎因子白细胞介素-6(IL⁃6)㊁TNF⁃α㊁一氧化氮(NO)等㊂M2型表面标记物主要含有CD206,分泌抗炎因子白细胞介素-10(IL⁃10)㊁转化生长因子-β1(TGF⁃β1)等㊂研究发现,LPS可诱导RAW264.7细胞向M1型极化,而铁皮石斛多糖可促进RAW264.7细胞向M2型极化,逆转LPS的作用从而起到抗炎作用[52]㊂Lin等[38]研究发现,铁皮石斛多糖诱导的抗炎因子白细胞介素-1受体拮抗剂(IL⁃1ra)的水平是白细胞介素-1β(IL⁃1β)的10倍,表明石斛多糖诱导的抗炎活性可能超过IL⁃1β介导的炎症活性从而表现出抗炎效果㊂TNF⁃α是激活NF⁃κB的一种重要炎性介质,其诱导的细胞凋亡及炎症被认为是通过激活TNF⁃α受体(TNFR1和TNFR2)介导的[52]㊂研究发现,石斛多糖呈剂量依赖性抑制TNF⁃α对人涎腺细胞系A⁃253细胞内NF⁃κB和MAPK信号通路的激活,并且使用抗凋亡药物抑制TNF⁃α与其受体结合同样可以抑制NF⁃κB的激活,因此推测石斛多糖可能通过干扰TNF⁃α与其受体形成复合物从而抑制下游信号通路的激活[30]㊂此外,氧化应激反应是炎症反应的一个重要组成部分,石斛多糖的抗氧化活性也可在一定程度上有助于抵抗机体炎症反应㊂㊀㊀综上所述,石斛多糖的抗炎活性可能归因于3个方面:1)诱导细胞产生抗炎因子,如IL⁃1ra和IL⁃10;2)与致炎物质竞争细胞膜表面的TLR4并干扰炎性细胞因子与受体结合形成复合物,从而抑制其介导的NF⁃κB㊁MAPK等下游信号通路的过度激活;3)其抗氧化活性有助于降低氧化应激从而抑制炎症反应㊂3.4㊀降血糖㊀㊀Pan等[53]研究发现,3个不同品种石斛的多糖对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠均有明显的降糖作用,同时提高肝脏和肾脏抗氧化酶的活性,并可干预胰腺组织损伤㊂胰腺十二指肠同源盒-1(PDX⁃1)是胰岛β细胞发育过程中的重要调控因子[54],其活性与正常表达是保证胰岛细胞的完整性和正常功能的重要条件[55]㊂过度的氧化应激可通过激活JNK信号途径抑制PDX⁃1蛋白的核内转位[56],最终导致胰岛素的生物合成减少[57]㊂因此,石斛多糖的降血糖活性与其抗氧化功能密切相关㊂另外,研究证实铁皮石斛多糖可显著降低高血糖小鼠的血糖水平并促进胰岛素分泌,但对正常老鼠血糖以及血清胰岛素水平无显著影响,同时发现铁皮石斛多糖通过抑制肾上腺素引起的肝糖原分解和促进肝糖原合成从而发挥胰外降血糖作用[58]㊂胰岛素抵抗(IR)己成为Ⅱ型糖尿病的主要病理标志[59]㊂税维智[60]研究表明,石斛多糖的降血糖活性与胰岛素受体底物1(IRS1)⁃PI3K-葡萄糖转运子2(Glut2)信号通路密切相关,其通过抑制JNK的表达,促进IRS1蛋白表达及其与胰岛素受体β(IR⁃β)结合,增加PI3K的表达,从而影响PI3K通路进而促进Glut2表达增加,最终改善IR发挥调节血糖的作用㊂此外,肌腱膜纤维肉瘤癌基因同源物A基因(MafA)是调控胰岛素转录的重要因子之一,MafA蛋白正常的表达对胰岛β细胞的成熟及维持其功能至关重要[61]㊂赵亨[62]研究表明,金钗石斛多糖可显著减轻高糖对MafA基因表达的抑制作用,从而维护胰岛β细胞的功能发挥降血糖的作用㊂㊀㊀综上所述,石斛多糖主要通过以下途径调节机体血糖:1)通过自身抗氧化㊁抗炎活性以及减弱高糖对相关基因mRNA表达的抑制作用维护胰岛β细胞正常的生理功能;2)抑制肾上腺素导致的糖原分解,同时促进肝脏细胞糖原的合成,发挥胰外降血糖功能;3)调节IRS1⁃PI3K⁃Glut2信号通路改善胰岛素抵抗,从而起到降血糖的作用㊂4㊀在动物生产中的潜在应用价值㊀㊀石斛属植物生境独特,对小气候环境要求严格,种子细小㊁无胚乳㊁发芽困难[63]㊂这导致其野生资源临近枯竭㊁价格昂贵,其研究主要局限于医药学领域㊂目前,石斛种植产业已经度过起步期进入发展期㊂石斛产业从原料种植到加工成相关产品已经形成了完整的产业链,初具一定的产业规模,而且在品种选育㊁细胞组织培养㊁设施栽培等关键技术上也已取得突破性进展[64]㊂同时据相关研究报道石斛种苗价格㊁种植成本和销售价格674410期高㊀骞等:石斛多糖的生理功能及其在动物生产中的潜在应用价值近年来有很大幅度下降[65]㊂受石斛种植和加工产业的规模效应以及相关技术革新等因素的影响,石斛多糖的生产成本有望进一步降低㊂此外,由上述可知,石斛多糖具有抗氧化㊁调节免疫㊁抗炎㊁降血糖等生理功能,能通过多靶点不同途径在动物机体内发挥广泛而有效的免疫调节作用㊂Xie等[39]研究表明,石斛多糖能促进小鼠肠道SIgA的产生并增加小肠绒毛高度和隐窝深度,从而有利于动物的肠道免疫和养分消化吸收㊂在集约化养殖过程中,动物常常会出现氧化应激以及炎症反应造成动物生长性能下降㊂石斛多糖所具有的抗氧化和抗炎活性能有效减缓这些不利影响,这在老鼠身上已得到证实[66]㊂综上所述,石斛多糖具备替代抗生素的潜力㊂同时国家农业农村部规定在2020年饲料中全面禁抗,这对畜牧行业既是一个挑战也是一个机遇㊂在国家法律和政策的导向下加快对天然㊁绿色㊁安全㊁无公害的饲料添加剂的开发和应用既是大势所趋也是时代赋予畜牧人的使命㊂在此背景下,作为明星中草药之一的石斛被进一步深入研究并开发应用于动物生产中具有其现实意义与潜在经济价值㊂5㊀小㊀结㊀㊀石斛多糖在抗氧化㊁调节机体免疫㊁抗炎㊁降低血糖等方面起着重要的作用,这使得石斛多糖在动物生产中具有潜在的应用价值㊂然而,其在动物生产上的应用仍存在很多问题㊂首先,石斛种植产业起步较晚㊁规模较小㊁而且石斛多糖提取工艺尚不成熟,导致其生产成本较高㊂其次,关于石斛多糖发挥各种生理功能的具体作用机制仍不是特别明确,还有待进一步探索和研究㊂今后随着石斛种植产业规模的扩大㊁石斛多糖提取工艺的成熟以及关于石斛多糖作用机制研究的进一步深入,石斛多糖有望作为一种天然㊁绿色㊁无公害的饲料添加剂应用于动物生产中,促进绿色无抗养殖的良好发展㊂参考文献:[1]㊀FANHR,MENGQR,XIAOTC,etal.Partialchar⁃acterizationandantioxidantactivitiesofpolysaccha⁃ridessequentiallyextractedfromDendrobiumofficina⁃le[J].Journalof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,mainphysiologicalfunctionsanditspotentialapplicationvalueinanimalproductionwerereviewedinordertoprovidereferencesforbetterdevel⁃opmentandutilization.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2019,31(10):4473⁃4480]Keywords:Dendrobiumpolysaccharides;physiologicalfunction;applicationvalue0844。
两种药用石斛多糖提取、纯化和结构研究的开题报告题目:两种药用石斛多糖提取、纯化和结构研究一、研究背景和意义石斛是一种重要的中药材,具有滋阴补肾、养心安神等功效,在医疗保健和保健食品领域有广泛的应用。
石斛中的多糖是其中的一种主要活性成分,能够调节免疫功能、抗氧化、抗炎和抗肿瘤等。
目前,针对不同来源的石斛多糖的提取、纯化和结构研究有所报道,但对比研究较少。
本研究从两种药用石斛中提取和纯化多糖,并通过结构分析比较它们的结构性质,为药用石斛的开发利用提供科学依据。
二、研究目的1.利用不同的方法从石斛中提取多糖。
2.通过分子量测定、紫外光谱和红外光谱分析比较两种石斛多糖的基本结构性质。
3.研究两种石斛多糖的生物学活性,为它们的开发利用提供参考。
三、研究内容和方法1.石斛多糖的提取:采用水提法、酸提法和酶解法三种方法对两种石斛进行多糖提取。
2.石斛多糖的纯化:采用凝胶渗透色谱、DEAE离子交换色谱和高效液相色谱(HPLC)等方法对提取的多糖进行纯化。
3.石斛多糖的结构分析:利用分子量测定、紫外光谱和红外光谱等手段比较两种石斛多糖的基本结构性质。
4.生物学活性的研究:通过体外细胞实验和小鼠实验研究两种石斛多糖的生物学活性。
四、预期结果及意义通过本研究,我们将对两种药用石斛多糖的提取、纯化和结构研究进行比较,同时对其生物学活性进行了系统的研究。
预计能够得到如下结果:1.获得两种石斛多糖的纯化样品。
2.比较两种石斛多糖的基本结构性质,如分子量、糖组成和空间构象等。
3.研究两种石斛多糖的生物学活性,包括对体外细胞实验和小鼠实验等。
4.我们的研究成果将为药用石斛的开发利用提供科学的依据,具有一定的研究和应用价值。
收稿日期:2009 09 28; 修订日期:2010 03 20基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务专项(No .YZYN 08 04)作者简介:赵俊凌(1981 ),男(汉族),四川三台人,现任中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所云南分所助理研究员,硕士学位,主要从事药用植物化学成分及分析工作.兜唇石斛多糖提取及脱蛋白工艺研究赵俊凌,马 洁,李 戈,段立胜(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所云南分所,云南景洪 666100)摘要:目的研究兜唇石斛多糖提取及脱蛋白的制备工艺。
方法采用正交实验设计制备不同提取条件多糖溶液,苯酚-硫酸法测定溶液中多糖含量,光密度差值法测定蛋白含量。
结果兜唇石斛多糖提取的最佳条件,提取温度100 ,提取时间2h ,加水量200m ,l 醇析浓度为80%,醇析时间30h ,多糖脱蛋白的最佳条件,样品/萃取剂(V /V )为4 1,氯仿/正丁醇(V /V )为4 1,萃取时间30m in 。
结论不同提取及萃取条件下,兜唇石斛多糖提取及脱蛋白测定结果存在明显差异。
关键词:兜唇石斛; 多糖; 提取; 脱蛋白; 正交设计DO I 标识:do:i 10.3969/.j issn .1008 0805.2010.08.016中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1008 0805(2010)08 1884 03St udy on the Extraction T echnology and Deprotei n ization Technology of Polysaccharide fro m Dendrobiu m devonianu mZHAO J un ling ,M A J ie ,L I G e ,DUAN L i sheng(Yunnan B ranch,Institute of M idicinal P lant ,ChineseA cade my ofM edical Sciences ,Yunnan,J inghong 666100,China )Abst ract :O bjective T o investi ga te t he optim u m cond iti ons of ex traction and deprote i n i zati on from po l ysaccharide of D endrobiu m devoni anu m.M ethods The d iffe rent concentrations o f po lysacchar i de ex tracti on we re acquired w it h the orthogona l exper i m enta l des i gn ,and the phenolsu lf ur ic ac i d m et hod and UV spectrophoto m e tric m e t hod w ere used to de ter m i ne the content and deprote i n i za ti on of po l y sacchar i de .R es u lts The opti m u m conditi ons of po lysacchar i de extrac tion from D endrob i u m were estab lished as fo ll ow s :ex tracti ng te m pera t ure o f 100 ,ex tracti ng ti m e 2hours ,vo l ume o f add i ng w ate r 200m ,l prec i p itati on concen tra ti on of et hano l 80%,prec i pita ti on ti m e of ethano l 30hours ,t hat of deprote i n i zati on w ere estab lished as f o ll ow s :Ch l orofo r m -n-butano l 4:1,Ch l o ro for m:n-butano l 4:1,stirri ng ti m e 30m i nutes .Con cl u si on U nder t he different conditi on o f ex tracti on and depro te i niza tion ,there has sign ifi cant differences on the deter m i nation resu lts f o r the content o f po l y sacchar i de and pro te i n in D endrobi um devon i a nu m .K ey w ords :D endrobiu m devonianum ; P olysaccha ri de ; Ex tracti on ; Depro te i niza ti on ; O rthogonal des i gn 石斛属D endrobiu m 是兰科中的第二大属,全球共有约一千五百多种,主要分布于亚洲的热带和太平洋岛屿的东亚、东南亚及澳大利亚等地区,我国有76种(74个种,2个变种)主要分布于华南及西南地区。
石斛作为一种名贵中药被!本草纲目∀收录,在!神农本草经∀中也被列为上品,其有养胃生津、滋阴清热、明目的功能,用于阴伤津亏,口干烦渴,食少干呕,病后虚热,目暗不明等症状。
现代药理研究发现石斛属植物具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、抗血小板聚集、扩张血管、降低血糖等多种活性[1],同时在治疗胃肠道疾病和治疗白内障方面也有很好疗效。
兜唇石斛D endrobiu m aphyllu m (Rohb .)C .E .F i shche r 为市场上流通品种,其药理和化学成分的研究都相对较少,赵永灵[2]等从兜唇石斛的茎中分离得到3种多糖:AP -1,AP -2,A P -3。
它们的分子量分别为86300,61500,43100。
它们是 -(1#4)连接的,含O -乙酰基的,吡喃型的直链D -葡萄甘露聚糖,能使ICR 纯系小鼠脾重量、胸腺重量增加,抗体细胞数明显增多,T 细胞和B 细胞显著增殖,具有免疫增强作用。
张朝凤等[3]从兜唇石斛分离了11个芳香族类成分,其中9个为茋类化合物是首次从该植物中分离得到,4,4∃-二羟基-3,3∃、5-二甲氧基联苄(1)、3∃,4-二羟基-3,5∃-二甲氧基联苄、3,3∃-二羟基-5-甲氧基联苄(3),3,4,5-三羟基-3-甲氧基联苄,3,5,4∃-三羟基联苄,3,5-二甲氧基-4,4∃-二羟基-联苄,2,5-二羟基-4-甲氧基菲,2,4,7-三羟基-9,10-二氢菲和2,5-二羟基-4-甲氧基-9,10-二氢菲(h i rc i no,l 9);另外两个苯乙烷类衍生物,对羟基苯乙醇葡萄糖苷和对羟基苯乙酸为首次从石斛属分离得到。
邵莉等[4]从兜唇石斛分离并鉴定了8个化合物,其中4∃-甲氧基苜蓿素,苜蓿素,7,3∃,5-'tri-O -m et hy ltr i cetin ,阿洛醇,蔗糖和icar isi de DZ 为首次从该属植物中分离得到;酚类化合物丁香酸、木脂素类化合物丁香脂素为首次从该植物中分离得到。
黎英等[5]发现兜唇石斛的水提物对%OH 均有很强的清除作用。
本实验对兜唇石斛多糖的提取及脱蛋白纯化工艺进行研究,为兜唇石斛开发利用提供参考。
1 材料与仪器1.1 材料兜唇石斛产地为云南省,由药用植物研究所云南分所王云强助理研究员鉴定。
1.2 试剂与仪器苯酚、浓硫酸、石油醚、无水乙醇、氯仿、正丁醇、丙酮、乙醚等均为分析纯。
旋转蒸发器R -210(瑞士布奇),TU -1901新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),数显恒温水浴锅HH -4(常州国华电器有限公司),G ZX -9140恒温数显鼓风干燥箱(上海博讯设备有限公司),M ETTLER TO LEDO 系列分析天平AB135-S ,PL203。
%1884%时珍国医国药2010年第21卷第8期L IS H I ZHEN M ED I C I NE AND M ATER I A M EDICA RE SEARCH 2010VOL .21NO.82 方法与结果2.1 标准溶液配制[6~9]精密称取105 干燥恒重的标准葡萄糖100.0m g ,置100m l 容量瓶中,加蒸馏水适量使溶解,稀释至刻度,摇匀。
精密吸取10m l 置100m l 容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,每毫升含葡萄糖0.1m g 。
2.2 检测波长的选择精密吸取标准葡萄糖溶液0.3m ,l 置于具塞比色管中,加蒸馏水至2.0m ,l 再加苯酚试液1.0m ,l 摇匀,迅速滴加浓硫酸5.0m ,l 盖好塞子,迅速摇匀,放置5m i n ,置沸水浴中加热15m i n ,取出,冷水迅速冷却至室温,作为供试溶液。
另以2.0m l 蒸馏水同样操作,作为空白对照,在400~600n m 范围对供试溶液进行扫描。
葡萄糖溶液在490n m 波长处有最大吸收度,兜唇石斛多糖溶液在490.50n m 波长处有最大吸收度,故选490.50nm 作为样品的测量波长。
2.3 标准曲线制作精取葡萄糖对照液,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7m ,l 分别加入具塞比色管中,加蒸馏水使成2.0m ,l 各加苯酚试剂1.0m ,l 在旋转混匀器上摇匀,迅速滴加浓硫酸5.0m ,l 摇匀,放置5m in ,置沸水浴中加热15m i n ,冷水迅速冷却至室温。
另以蒸馏水2.0m l 同法操作,作为空白对照,在490nm 处测其吸收度。
以吸收度值为Y,葡萄糖浓度为X ,得回归方程:Y =0.00811+0.01731X,r =0.9995,说明该工作曲线在5.00~35.00 g 间的线性关系良好。
图1 标准曲线2.4 精密度实验精取供试溶液5份,每份0.3m ,l 加蒸馏水使成2.0m ,l 各加苯酚试剂1.0m ,l 按标准曲线操作,测定其吸收度。
测定结果,葡萄糖RSD =1.23%,兜唇石斛RSD =0.70%,精密度较好。
2.5 重复性实验精取干燥后的样品6份,分别提取,每份供试溶液取0.3m ,l 加蒸馏水使成2.0m ,l 各加苯酚试剂1.0m ,l 按标准曲线操作,测定其吸收度。