超聲-微波協提海菖蒲多糖及藥理性質研究

夏 歡 陳 文 王湘君 蘇利興 饒梧丙 鄒承涵 蔡江賢

①海南熱帶海洋學院理學院 ②海南熱帶海洋學院水產與生命學院

經查閱大量文獻，海菖蒲多糖具有抗衰老、抗氧化、抗腫瘤和提高免疫力等功效，是目前研究最為廣泛的生物大分子聚合糖。海菖蒲多糖藥理性質比較廣泛，在醫療研究中扮演著重要的角色。研究表明，海菖蒲多糖的提取方法有：稀堿提取法、有機溶劑提取法、酶提取法、超聲波及微波輔助法等。本研究擬采用超聲-微波協提海菖蒲多糖，為今后海菖蒲多糖提取提供經驗。

1 前言

海菖蒲系為蕨類水鱉科海菖蒲屬[1]，為單子葉多年生草本海草，常分布于中國熱帶、亞熱帶東南沿海等地區，其雌雄異株，徑長18 cm，徑粗約4 mm，枝節密集，花粉粒呈圓形、果實卵形。研究表明，多糖由多個單分子脫水縮合成結構復雜龐大物質，其有抗凝血、免疫調節、抗病毒，抗癌、降血壓、調節血液循環[2]等維持人身體健康的效果，故對多糖提取、活性物質的分析有研究必要性。在實現對海菖蒲的藥理價值開發及利用極具重要性。

2 海菖蒲多糖提取

2.1 海菖蒲研究現狀

海菖蒲雖作為海洋生物，但國內外研究過少。這與海菖蒲生長環境需在高壓和高鹽環境下方可生長有關。特異的環境需求造就海菖蒲體內優異的代謝產物，其存有抗腫瘤、抗菌、抗氧化、抗蟲和抗腫瘤的活性物質，故使海菖蒲具有高效的醫療價值。目前為止，海菖蒲的研究局限于生長及分布和河床保護[3]等方面，對海菖蒲多糖提取工藝研究和天然活性物質的研究甚少。海菖蒲多糖的傳統提取方法有醇提取法、索氏提取法[4]、堿提法、乙醇沉淀法、酸提法及水提法；新式提取法有PEF結合酶提取法[5]、超聲-微波協提法等。實驗擬采用超聲波協助微波來提海菖蒲多糖，利用微波穿透力強、操作簡便、時間短結合超聲波強烈震動，操作無需高溫等優點，保證海菖蒲多糖活性，加快海菖蒲有效成分的流出，可用于海菖蒲多糖高生產。在新型藥品、化妝品及食品領域發展情景廣袤[6]，為今后人類高質量生活奠定基礎。

2.2 海菖蒲多糖提取技術

翻閱大量文獻可知，海菖蒲多糖的提取方法有：稀堿提取法、有機溶劑提取法、酶提取法等。稀堿液提取法只針對少部分分子質量大結構復雜難溶于熱水，溶解度小。其缺點是操作較復雜，會損壞多糖結構及其化學活性。酶提取法的作用條件溫和，具有專一性，但此法成本頗高，對實驗環境、溫度、pH有較高要求，且需考慮酶濃度的影響，底物濃度等影響，加大了分離各種活性物質的難度。有機溶劑提取法其有機溶劑的選擇較廣泛，無需發生反應，操作簡單易行，使混合物容易分離。饒梧丙[7]等以海菖蒲多糖產率為指標，使用有機溶劑提取法實驗得：最佳時間為2.5個小時，最好的粗糖提取物為0.0317 g。此法需消耗大量的有機溶液，過多有機溶劑會給實驗人員的健康造成潛在的傷害，有機溶劑還具有易燃的特點，應少用有機溶劑。

3 超聲-微波協提海菖蒲多糖

超聲波-微波提取法結合了傳統工藝，利用微波釋放的高能量照射海菖蒲。使其細胞里的極性物質發生偶極旋流、摩擦頻數高，短時高產熱。海菖蒲內部細胞溫度升高，分子擴散速率快。水汽化影響，增大海菖蒲內部細胞壓強細胞壁漲破。其內部細胞的活性物質得以釋放，用于提取海菖蒲多糖。其溫度低、難糊化、分離較容易、實驗操作簡單，萃取效率提高，大限度保證海菖蒲多糖不損失。但每次萃取的海菖蒲不能太多，不能保證每株海菖蒲接受同等微波照射，只可用于小實驗。本實驗擬用結合超聲波輔助法[8]，結合超聲波強震蕩、時效短、成分活性強等優點彌補微波照射不全面的缺陷，使有效物質溶出，可以大規模的用于海菖蒲多糖的提取工藝上。

4 多糖的藥理性質綜述

海菖蒲多糖有消除自由基，增強抗氧化性的功效。李煦[9]等用超聲微波輔助獲取堿蓬多糖以及抗氧化性能研究中，在最佳料液比0.51:80，提取時間21 min，溫度70 ℃時，堿蓬多糖得率低。堿蓬多糖對自由基、DPPH·和O2-·均有明顯的清除作用，在多糖濃度5.1 mg/mL時，對羥基自由基、DPPH·和O2-·的清除率分別為89.3%、81.9%、79.2%，說明所提取的堿蓬多糖具強抗氧化活性。海菖蒲多糖通過造血環境的影響來重建造血系統，優化血液循環系統。周卉[10]等通過對海帶多糖影響血液循環系統及禽類生產中表明海帶多糖有助于降血脂和膽固醇。海菖蒲多糖可通過影響腫瘤細胞的微環境，控制DNA的復制作用于腫瘤細胞。趙詩雨[11]等通過Sevag法和透析法研究新疆、浙江和湖北三個地方香菇多糖的初步優化，得到三種不同多糖。用陰離子交換色譜的高效法測各個單糖組分，檢測出香菇多糖可控制腫瘤細胞增加。李晶晶[12]等利用SSP1-1方法分離精提堿蓬多糖，研究發現分子量在60.32kDa，濃度為500 μg/mL的HepG2細胞，在24 h及48 h的細胞活力是52.8%與50.2%。Hoechst 33342染色實驗觀察到SSP1-1可引起HepG2細胞核出現典型的細胞凋亡特征；控制SSP1-1的劑量和依賴時間可有效控制細胞分裂，抑制腫瘤細胞增值。

5 結語

鑒于海菖蒲多糖的提取方法還不全面，對其研究仍需全面并深入。利用超聲-微波協提海菖蒲多糖這種新穎方法，用微波的高頻電波射海菖蒲，使海菖蒲產熱，高速穿透，破壞海菖蒲的細胞壁結合超聲波高速強有力的振動，加之操作簡便，無需高溫的優點，將超聲波和微波的優點相結合，保證了海菖蒲里物質的活性，加快海菖蒲中有效成分流出，使海菖蒲多糖的得率升高，這種方法為今后新化合物的提取提供優質參考。海菖蒲多糖的中醫藥作用全面、豐富，有抗腫瘤、優化循環系統、抗氧化、抗病毒等功效，有助于對未來新藥的開發及醫療事業發展。