刺梧桐多糖的硒酸化*

高義霞，周向軍，李娥春，楊聲，張繼，2

1(天水師范學院生命科學與化學學院，甘肅天水，741001)2(西北師范大學生命科學學院，甘肅蘭州，730070)

刺梧桐多糖的硒酸化*

高義霞1，周向軍1，李娥春1，楊聲1，張繼1，2

1(天水師范學院生命科學與化學學院，甘肅天水，741001)2(西北師范大學生命科學學院，甘肅蘭州，730070)

利用水提醇沉法制備刺梧桐粗多糖，經高速離心、酶及sevage聯用法除蛋白質及淀粉等雜質，得刺梧桐純多糖。在BaCl2催化作用下，利用Na2SeO3對刺梧桐多糖進行硒酸化修飾，得刺梧桐多糖硒酸酯，并利用紅外、紫外、熱重的方法對合成產物進行表征。結果表明:與刺梧桐純多糖相比，刺梧桐硒酸酯在896.00cm－1處有一弱吸收峰，歸屬為C—Se=O的伸縮振動峰，紫外法測定出刺梧桐硒酸酯硒含量為1 747.2 mg/kg。熱重分析表明，硒化后，多糖的穩定性降低。

刺梧桐多糖，多糖硒酸化，紅外光譜，紫外光譜，熱重分析

硒是生命體必需的一種微量元素，在自然界存在形式分為無機硒與有機硒2種。與無機硒相比，有機硒因具有更高的生物活性和更低的毒性而易被生物體吸收利用。目前已研究的有機硒包括硒多糖、硒蛋白、硒核酸等。其中硒多糖又稱硒酸酯多糖，是硒與活性多糖鍵合的化合物，能發揮微量元素硒和多糖的雙重功能，并且活性高于硒與多糖，因而備受國內外很多學者關注。目前，硒多糖在防癌抗癌、延緩衰老、增強機體免疫力等方面的應用越來越廣，如胡群寶等［1］研究了螺旋藻硒多糖對腫瘤細胞抑制和對小鼠免疫功能的影響;程繼忠等［2］采用體內、外實驗方法研究了硒多糖和亞硒酸鈉拮抗亞砷酸鈉毒性作用機制，認為硒多糖通過增強GSH-Px的活性，清除有害的過氧化代謝產物，阻斷脂質過氧化鏈反應，拮抗亞砷酸鈉對線粒體丙酮酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶活性的抑制，且作用強于亞硒酸鈉。

刺梧桐膠(sterculia gum)是來源于梧桐科(Sterculiaceae)蘋婆屬(Sterculia)高大的刺蘋婆樹以及其他蘋婆屬樹種的樹干分泌物［3］，屬部分乙酰化的弱酸性多糖，具有復雜的多支鏈結構，相對分子質量高達900萬以上，在人體內吸水膨脹達百倍且又不會被人體所消化和吸收，具有有效的催瀉功能和明顯的減肥作用，全世界刺梧桐膠的90%都應用于制藥工業［4］。本研究合成刺梧桐硒酸酯，并對其性質、結構進行表征，為綜合開發刺梧桐膠提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料:刺梧桐膠(食品級，河南鄭州成果商貿有限公司)。

主要試劑:亞硒酸鈉、三氯甲烷、氯化鋇、甲苯、鄰苯二胺等，均為國產分析純。

1.2 主要的儀器

旋轉蒸發儀(RE52CS－1)，上海亞榮;DF-101S集熱式恒溫磁力攪拌器，鄭州長城;紫外光譜儀(UV－2450)，島津分析儀器;熱重/差熱綜合熱分析儀(CS－9301PC)，美國鉑金埃爾默;真空冷凍干燥器(ALPHA1－4LLD)，德國。

1.3 實驗方法

1.3.1 刺梧桐多糖的制備

稱取食品級刺梧桐膠50 g，溶于5 000mL水中，80℃水浴下提取2 h，4層紗布過濾，棄濾渣，濾液離心后，取上清液濃縮至1 000mL，加入4倍體積的75%乙醇沉淀，離心，沉淀冷凍干燥至恒重得粗多糖。取上述粗多糖，以固液比1∶100(g∶mL)加入蒸餾水于70℃水浴中溶解，用 Sevage［V(三氯甲烷)∶V(正丁醇)=4∶1)］+木瓜蛋白酶法除去蛋白質等雜質，上清液依次用自來水和蒸餾水各透析1 d，透析后的糖液濃縮至1/4，冷凍干燥至恒重，得刺梧桐多糖。

1.3.2 刺梧桐多糖硒酸酯的制備

刺梧桐多糖硒酸酯合成過程:將1.00 g刺梧桐多糖粉末加入三口燒瓶中，加入體積分數0.5%HNO3溶液100mL，加熱攪拌使多糖全部溶解，得10 mg/L的多糖溶液［5］。水浴加熱至70℃時，分別加入0.8g Na2SeO3和1.44g BaCl2，反應 6h［6］。反應結束后，反應液冷卻到室溫，抽濾，用無水Na2CO3調pH值5～6，加入適量無水Na2SO4沉淀，離心去沉淀，透析，取透析液少量加入抗壞血酸檢測，無紅色時停止透析，冷凍干燥得刺梧桐硒酸酯。

1.3.3 紫外掃描及硒含量的測定

0.05g硒置于50mL錐形瓶中，加入HNO31mL消化至溶液澄清時，加熱，揮出 HNO3稀釋到100mL，加入8mL鄰苯二胺溶液(0.1%)，再用氨水調pH值為1.0～2.5，蒸餾水稀釋到50mL，在暗處放置40 min，10mL 甲苯萃取振蕩 3 min，靜置 5 min，棄去水相定容到10mL容量瓶中，再稀釋100倍，得硒標準溶液。用石英比色皿，甲苯為參比，在波長200～600 nm內掃描，λ=334 nm處有最大吸收。分別吸取上述硒標準溶液 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0mL，分別移入25mL容量瓶中，蒸餾水定容至刻度。在如上條件下λ=334 nm處，測定相應的吸光度A值，由測得的吸光度A值與硒濃度繪制校準曲線如圖如上述制作標準曲線［6］。

將0.02 g刺梧桐多糖和0.02 g刺梧桐硒酸酯樣品分別置于50mL錐形瓶中，加入混酸［V(HClO4)∶V(H2SO4)∶V(HNO3)=1∶1∶4］2mL 消化至溶液澄清時，冷卻，轉移到10mL容量瓶中定容，搖勻，蒸發除酸，移入50mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度。按照上述方法處理，然后在300～400nm內進行紫外掃描。

1.3.4 紅外光譜掃描

分別取刺梧桐多糖及硒酸酯約1 mg，與干燥的溴化鉀混勻，在瑪瑙研缽中研磨壓片，在4 000～450cm－1上進行紅外掃描測定，比較硒酸化前后多糖結構的變化。

1.3.5 熱重分析

分別對刺梧桐多糖和刺梧桐硒酸酯樣品進行熱重掃描，比較硒酸化前后多糖結構穩定性的變化。采用CS－9301PC型綜合熱分析儀對樣品進行熱分析，升溫速率10℃/min，升溫范圍25～700℃。氣氛為靜態氮氣;參比物為Al2O3。

2 結果與分析

2.1 刺梧桐硒酸酯的硒含量測定及紫外光譜分析

由圖1可知，刺梧桐硒酸酯在λ=334 nm處有一個強吸收峰，刺梧桐多糖在此波長處無吸收峰。據文獻［5］報道吻合，由此可以看出，合成產物中存在硒。此波長下制作硒標準曲線，見圖2。

圖1 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的紫外光譜圖

圖2 硒標準曲線

測定出合成產物中硒含量為1 747.2 mg/kg。

2.2 硒化刺梧桐多糖的紅外光譜分析

圖3 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的紅外光譜圖

由圖3可知，A在3 412.27cm－1處有一強而寬的峰，是氫鍵締合的羥基O—H健的伸縮振動產生的，歸屬為多糖的特征吸收峰;而B可看出此處的峰移向3 411.20cm－1，且峰變窄。由于亞硒酸基的取代，改變了局部的空間位置情況，使得羥基參與分子氫鍵的狀態發生了變化，有利于提高多糖的水溶性。峰高度的削弱表明亞硒酸基發生了取代，使羥基的數量減少。在950～1 200cm－1有強吸收峰，表明有吡喃單體存在［10］，說明它是一種吡喃糖。經查資料，硒酸酯(Se=O)在 896.00cm－1處有伸縮振動峰［11］。從圖3可以看出，刺梧桐多糖在900～800cm－1之間沒有吸收峰，而刺梧桐硒酸酯在896.00cm－1處有一弱吸收峰，歸屬為Se=O的伸縮振動峰。

2.3 硒化刺梧桐多糖的熱重分析

以純多糖為對照對合成產物熱重分析，由圖4知，第一個失重峰都是失去吸附水，在30℃左右。刺梧桐多糖29.5～192.9℃內失重量為20.4%，刺梧桐硒酸酯在34.9～186.9℃內失重量為16.3%;隨著溫度的上升，刺梧桐多糖和刺梧桐硒酸酯在200～390℃內出現快速的失重現象，相比之下，刺梧桐硒酸酯的失重量峰更陡峭。刺梧桐多糖在216.1～377.3℃失重為 51.66%，在 400～600℃失重為22.7%，而刺梧桐硒酸酯在207.1～387.3℃失重為44.76%，在600℃前已完全分解，說明硒酸化刺梧桐多糖熱穩定性大大降低，即亞硒酸基對刺梧桐多糖熱穩定性產生了影響，由于亞硒酸的引入降低了刺梧桐多糖的熱分解溫度。

圖4 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的熱重譜圖

3 結論

以刺梧桐多糖為材料，在金屬Ba2+離子催化條件下，合成了刺梧桐硒酸酯，并通過紫外、紅外及熱重分析法對其進行了表征。紅外、紫外掃描都可證實合成產物有硒的存在，歸屬為Se=O的伸縮振動峰。熱重分析發現硒化后合成產物的穩定性低于多糖的穩定性，與文獻報道［7］報道一致，可能是由于合成產物中形成了酯。而對于硒化多糖的結構分析有待于進一步研究。硒化刺梧桐多糖制備及表征，對開發毒性小的補硒劑具有重要意義。

［1］胡群寶，郭寶江.螺旋藻硒多糖對小鼠免疫功能的影響［J］. 中國海洋藥物雜志，2001，20(5):18－20.

［2］程繼忠，鄔惠瓊，宋瑞琨，等.硒多糖、亞硒酸鈉對大鼠肝線粒體酶的影響及其拮抗亞砷酸鈉毒性作用的機理［J］. 同濟醫科大學學報，1996，25(2):119－123.

［3］Davidson Robert L.Handbook of water-soluble gums and resinsm［M］.NewYork:McGraw Hill，1980.

［4］何智健，陳建偉，李祥.多糖的硫酸酯化研究探要［J］.中醫藥學刊，2003，21(12):2087－2088.

［5］趙玉蘋.海藻硒多糖的合成及生物活性研究［D］.廣州:暨南大學，2006.

［6］張繼，劉忠旺，王鳳霞，等.蘭州百合多糖硒酸酯的合成及表征［J］. 高分子通報，2009，10:48－52.

［7］侯家麟，程松林，蘇寶林.紫外分光光度法測定微量硒［J］. 藥物分析雜志，1987，7(1):37.

［8］吳鳳山.紫外分光光度法測定食品中微量硒的研究［J］. 松遼學刊:自然科學版，2001，1(4):4.

［9］劉慶堂，李銳增，李堅.紫外分光光度法測定龍膽中微量元素硒［J］. 廣東藥學，2001，6(11):31.

［10］龔曉鐘，歐陽政.硒化黃茂多糖制備條件及其結構的研究［J］. 天然產物研究與開發，1997，10(2):26－32.

［11］李柱來，林媚，王津，等.硒化殼聚糖的制備及其表征［J］. 海峽藥學，2005，17(3):10－13.

Study on Selenium-polysaccharides from Gum Karaya

Gao Yi-xia1，Zhou Xiang-jun1，Li E-chun1，Yang Sheng1，Zhang Ji1，2
1(College of Life Science and Chemistry，Tianshui Normal University，Tianshui 741001，China)2(College of Life Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，China)

After high speed centrifugation，enzyme treatment combined with sevag method，crude polysaccharide from gum karaya was prepared by water extraction and ethanol precipitation.Under the activation of BaCl2，selenium－polysaccharides were obtained when hydroxy group of polysaccharide of gum karaya was modified by sodium selenite.The final products were characterized by ultraviolet spectroscopy，infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis.The results indicated that the products had a weak absorption peak at 896cm－1compared to control group，which is attributed to C—Se ═══O stretching vibration band.The concentration of selenium-polysaccharide was 1 747.2 mg/kg using ultraviolet spectroscopy.Thermogravimetric analysis showed that the stability of selenium－polysaccharidese decreased a little.

polysaccharides of gum karaya，selenium-polysaccharides，infrared spectroscopy，ultraviolet spectroscopy，thermogravimetric analysis

碩士，講師(楊聲為通訊作者，E-mail:eqaoxy@126.com)。

*天水師范學院重點學科支持項目

2010－07－23，改回日期:2010－10－20