山茱萸为主要产地分布在河南、陕西等省,是我国的名贵滋补中药

山茱萸为山茱萸科(Cornaceae)植物山茱萸Cornusofficinalis Sieb.etZucc.的干燥成熟果肉,主要产地分布在河南、陕西和浙江等省,是我国传统的名贵滋补中药材,应用历史悠久。

2020年版《中国药典》载其性酸、涩,微温,归肝、肾经,具有补益肝肾、涩精固脱的功效,主要用于治疗眩晕耳鸣、腰膝酸痛、阳痿遗精、内热消渴等症。

山茱萸所含化学成分丰富,主要含有环烯醚萜及其苷类、多糖类、三萜类、苯丙素类、鞣质类及有机酸类等成分,主要作用集中在免疫系统、循环系统、神经系统及泌尿系统。

现代研究表明,山茱萸多糖作为其主要生物活性成分之一,具有降血糖、抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、抗炎抑菌、免疫调节、神经保护和肝脏保护等生物学活性,应用前景十分广阔。

本文对山茱萸多糖的提取、分离纯化、化学结构特征和生物活性进行综述,为山茱萸多糖的进一步开发利用提供参考。

水提醇沉法是多糖提取最常见的方法之一,一般先将其干燥的果实用95%的乙醇或石油醚脱脂,再经热水提取后,加入一定量的无水乙醇沉淀得粗多糖。

该法提取所用溶剂蒸馏水经济易得,操作安全简便,污染小,但其温度高,易造成多糖活性降低,提取时间较长且能耗较大。

赵惠茹等以陕西产山茱萸为原料,利用正交试验对水提醇沉法提取多糖进行优化,确定最佳提取工艺为料液比1:16、提取时间1.5h、提取温度80℃。

张晓文采用水提醇沉法提取商洛山茱萸粗多糖,实验分别用3倍体积无水乙醇和6-7倍量去离子水各回流提取2次,将浓缩提取液反复冻融后,用Sevag法除蛋白,过氧化氢(H2O2)法脱色素,透析纯化多糖,最终从500g山茱萸果肉得粗多糖29.42g。

超声波提取是近年来中药提取分离研究应用较多的方法,具有提取效率高、耗能少、提取药液杂质少、有效成分易于分离纯化等优点。

姚瑞祺等研究多频超声波辅助对山茱萸多糖提取率的影响,并通过正交试验确定超声波辅助提取山茱萸多糖最佳工艺条件,结果显示,超声波辅助提取能有效提高山茱萸多糖的提取率,且双频组合超声波优于单频超声波,最佳工艺条件为:超声频率双频28/45kHz,浸提温度52℃,浸提时间80min,液料比1:6,山茱萸多糖提取率为18.92%。

雷呈等研究表明超声波预处理40min,提取温度为80℃,料液比1:30时,山茱萸多糖平均提取得率为5.29%。

Tan等利用超声波辅助双水相提取法,并构建响应面法和人工神经网络模式识别法,两种模型均可准确预测山茱萸多糖的提取率,但是人工神经网络模式识别法预测的更为精准。

筛选的最优提取条件为:超声功率350W、提取温度为51℃、液固比为17mL/g、提取时间为38min,多糖提取率最高为7.85%±0.09%。

微波辅助提取原理是将微波和传统浸提联合使用,利用微波的热效应提取多糖等物质。

利用微波辅助法可提高多糖的提取速度及效率。

胡园园等利用响应曲面法试验优化微波辅助提取山茱萸多糖的最佳工艺,得到最佳提取工艺为:浸泡时间120min,微波功率456W,料液比1:33(m:V),微波处理时间3.2min,此时山茱萸多糖提取率可达11.12%。

吴艳芳等采用微波辅助提取山茱萸多糖,结果表明,当料液比1:25、浸泡时间70min,微波功率560W、微波处理时间10min时,山茱萸多糖平均提取率为10.53%。

程俊文等使用纤维素酶2.0%、果胶酶2.0%、中性蛋白酶1.5%组成的复合酶,通过响应面分析法对复合酶法提取山茱萸多糖的工艺条件进行优化,确定最佳提取工艺为:浸提时间69min,浸提温度50℃,pH值3.8,此条件下山茱萸多糖得率可达5.54%。

You等通过响应面法优化了山茱萸多糖的酶辅助提取工艺,确定最佳工艺条件为:复合酶用量为2.15%,pH值为4.2,温度为55℃,时间为97min,多糖得率可达9.29%±0.31%。

李平等以四川产山茱萸为原料,先以95%乙醇回流脱脂,再用水提取后,残渣4倍体积2.5mol/LNaOH提取4h,重复提取两次,合并滤液,以2mol/L盐酸调节pH值至中性,再经减压浓缩、醇沉、洗涤和真空干燥后得到褐色碱提山茱萸粗多糖。

Yang等对山茱萸水提取后的残渣先用5%NaOH在4℃下提取4h,再用2mol/LHCl中和离心后,用10%NaOH在4℃下提取4h,中和离心,合并两种碱提取物,浓缩后加入4倍体积的乙醇,沉淀过夜,离心沉淀物并重新溶解在蒸馏水中,采用Sevag法去蛋白质、H2O2法脱色素,透析后冻干,得到山茱萸粗多糖。

上述提取方法所得粗多糖大都含有一定的杂质,主要包括蛋白质、无机盐、色素和单糖等,这些杂质的存在会影响多糖结构表征及生物活性的深入研究,因此,粗多糖需要进一步分离和纯化。

山茱萸粗多糖中蛋白质去除方法有Sevag法、冻融法、三氯乙酸法(TCA法)和酶解法等,其中以Sevag法最为经典,蛋白脱除率较高;脱色方法常采用活性炭吸附、过氧化氢(H2O2)氧化法和离子交换大孔树脂法;小分子去除通常采用透析法和超滤法。

分级制备多糖的方法包括柱层析法、分级沉淀法、盐析法和膜分离法等。

柱层析法是多糖分级纯化的主要手段,该方法不仅使多糖重复研究成为可能,同时可保持其天然结构和生物活性,常采用离子交换柱层析法和凝胶柱层析法。

柱色谱

脱色方法

脱蛋白方法

分离纯化多糖名称

多糖纯度

DEAE-纤维素柱、Bio-GelP-60柱

H2O2法

Sevag法

FCP5-A

均一多糖

DEAE-纤维素柱、Bio-GelP-10柱

H2O2法

Sevag法

FCAP1

均一多糖

DEAE-SephadexA-25、SephadexG-100

H2O2法

Sevag法、冻融法

PFC-1、PFC-2、PFC-3、PFC-4、PFC-5

均一多糖

DEAE-纤维素柱、SephadexG-200


Sevag法

PFCAIII、PFCCI


DEAE-CelluloseDE-52、SephadexG-100、SepharoseCL-6B


Sevag法

山茱萸多糖A'

均一多糖

DEAE-52、SephadexG-100

活性炭吸附


COP-1、COP-2、COP-3、COP-4


DEAE-52、SephadexG-100

H2O2法

Sevag法

COSP-4

均一多糖

DEAE-52


冻融法

FCPA、FCPB、FCPC、FCPD


DEAE-cellulose、SephacrylS-300


Sevag法

酸性多糖M

均一多糖

DEAE-32、SephacrylS-300


Sevag法

CSZP

均一多糖

DEAE-52、SephadexG-200

H2O2法

Sevag法

SZYS、SZYP

均一多糖

多糖亦称多聚糖,是指由10个及以上单糖残基通过糖苷键连接而成的天然高分子化合物。

其结构可分为一级结构和高级结构。

多糖的一级结构包括分子量、单糖组成及比例、糖苷键类型与糖苷键连接方式、支链的长度、取代度和位置等。

多糖的高级结构包括二、三和四级结构,是在多糖一级结构的基础上,通过大量的非共价相互作用(氢键、离子键、范德华力和疏水作用)而形成的空间结构。

多糖的一级结构在很大程度上决定着其高级结构,因此多糖一级结构的解析尤为重要。

目前,多糖的研究主要从分子量分布和多糖的单糖组成两方面开展研究。

常用的技术方法包括(1)仪器分析方法,如高效凝胶渗透色谱法(Highperformancegelpermeationchromatography,HPGPC)、质谱法(Massspectrometry,MS)、高效液相色谱法(Highperformanceliquidchromatography,HPLC)、气相色谱法(Gaschromatography,GC)、高效凝胶电泳法(Highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE)和核磁共振光谱法(Nuclearmagneticresonance,NMR)等;(2)化学分析方法,如甲基化分析、部分酸水解、高碘酸氧化和Smith降解等;(3)生物学方法,如酶学方法、免疫学方法等。

多糖的高级结构测定,目前主要采用物理方法,比如二维核磁共振、X-衍射、圆二色谱及原子力显微镜等。

山茱萸多糖的研究目前主要集中在一级结构的解析,已经明确均一多糖的分子量、单糖组成及比例、糖苷键类型及连接顺序的多糖共9个:首个从山茱萸中分离得到的均一多糖是Co-4,属于水溶性多糖,分子量为24700Da,,由葡萄糖-木糖-半乳糖-果糖(7.75:3.88:3.20:1.00)组成。

主链为1,4连接的β-D葡聚糖,部分葡萄糖残基6位上有分枝,其支链组成为:α-D-Xyl(1→、α-D-Xyl(1→2)α-D-Xyl(1→、β-D-Glc(1→、β-D-Gal(1→2)α-D-Xyl(1→、Fuc(1→2)β-D-Gal(1→2)α-D-Xyl(1→)。

白色粉末状多糖PFCC-I[17,28],其经过完全酸水解、薄层色谱、红外光谱分析,证明PFCC-I由木糖和葡萄糖以18.8:81.2摩尔比组成,平均相对分子质量为75700Da,主链为1,4连接的β-D葡聚糖,部分葡萄糖残基6位上有分枝,其支链组成为:→1)-β-D-Glc、(1→6)-β-D-Glc、(1→4)-β-D-Xyl。

酸性多糖FCP5-A,分子量为87000Da,由鼠李糖-阿拉伯糖-半乳糖-半乳糖醛酸(1.0:5.7:0.6:1.2)组成,主链为1,2连接的α-L鼠李糖和1,4连接的α-D半乳糖组成,部分鼠李糖残基4位上有分枝,分枝上含有阿拉伯糖和1,3连接的半乳聚糖。

采用稀碱提取法得山茱萸粗多糖后,经DEAE-纤维素柱、DE-52阴离子交换柱分离,再通过Bio-GelP-30色谱柱进一步纯化,透析冻干得到白色多糖FCAP1,经分析后证明FCAP1分子量为34500Da,由岩藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖组成,摩尔比为0.29:0.19:1.74:1:3.30:1.10,主链为1,4连接的β葡聚糖,葡萄糖残基6位上部分主链被Xylp-(1→、Galp-(1→2)-Xylp-(1→、Fucp-(1→2)-Galp-(1→2)-Xylp-(1→取代,支链组成为:→3)-Ara-(1→4)-Glc-(1→4)-Man(1→4,6)-Man(1→,Ara-(1→和Glc-(1→。

PFC-1、PFC-2为典型的线性1,6-α-葡聚糖,分子量分别为4400Da和82000Da,主链均为1,6连接的α-D葡聚糖。

将山茱萸多糖水提浓缩液反复冻融,Sevag法脱蛋白、H2O2除色素、透析、冷冻干燥得到粗多糖PFC,经DEAESephadexA-25色谱柱分离洗脱,SephadexG-100色谱柱进一步纯化得到白色粉末状多糖PFC-3,采用高效液相色谱、红外光谱、核磁共振方法分析,证明PFC-3分子量为40300Da,由葡萄糖-木糖-半乳糖(2.35:12.49:1.00)组成,主链为1,3连接的α-D木糖、1,6连接的α-D半乳糖和1,2连接的α-D葡萄糖组成,主要结构单元为:→6)-α-D-Galp-(1→2)-α-D-Glcp-(1→3)-α-D-Xylp-(1→。

采用上述相同方法得到多糖PFC-4和PFC-5,其中PFC-4分子量为59000Da,由半乳糖醛酸-葡萄糖-半乳糖-木糖-鼠李糖(27.75:2.41:2.49:6.71:1.00)组成,主链中糖链连接片段为:T-Glcp-(→1)-Rhap-(2→1)-Xylp-(2,5→T-Glcp-(→1)-Galp-(3,4→1)-GalpA(3→1)-Galp-(3→)-T-Glcp。

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页面更新:2024-02-26

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