石來(lái)寶,陳 靜,殷 霞
(瑞陽(yáng)制藥有限公司,山東淄博256100)
香菇(Lentinusedodes)為擔(dān)子菌亞門,擔(dān)子菌綱,傘菌目,側(cè)耳科。香菇屬真菌,因其口味鮮美,香味濃郁,營(yíng)養(yǎng)豐富,有顯著的藥用及滋補(bǔ)作用而被譽(yù)為“蘑菇皇后”、“抗癌新兵”、“菌中之秀”[1]、“諸菌之冠蔬菜之魁”,它的學(xué)名很多,有冬菇、花菇、香草、香信等。香菇不僅是一種美味佳肴,也是一種著名的藥用菌。我國(guó)歷代的醫(yī)藥學(xué)家對(duì)香菇的藥性及功能均有著述,如《日用本草》認(rèn)為香菇“益氣、不饑、治風(fēng)、破血”[2]。香菇多糖(Lentinan,LNT)是香菇中的重要藥用成分,是一種天然人體免疫調(diào)節(jié)劑,具有抗腫瘤、抗感染和調(diào)節(jié)免疫力等作用。1969年日本學(xué)者千原率先證實(shí)了香菇熱水提取物的抗腫瘤活性,并對(duì)其進(jìn)行了分析測(cè)定,證實(shí)此類物質(zhì)主要是一些高分子多糖(LNT),它能提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力,誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-l(IL-1)和腫瘤壞死因子(TNF)的生成;促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)其分泌白細(xì)胞介素-2(IL-2);提高B淋巴細(xì)胞活性,增加多種抗體的分泌,增強(qiáng)機(jī)體的體液免疫調(diào)節(jié)功能,從而增強(qiáng)機(jī)體的抗病能力,并作為優(yōu)良的免疫調(diào)節(jié)劑進(jìn)入臨床,國(guó)內(nèi)于1988年引進(jìn)并實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化[3]。羽田、佐木進(jìn)一步研究證實(shí)其有效成分是香菇多糖,CoroChi-h(huán)ara從香菇子實(shí)體中浸提出6種香菇多糖,并證明其中一種具有明顯的抗腫瘤作用,定名為L(zhǎng)entinan[4]。另一些香菇中的多糖物質(zhì)由D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖及D-木糖構(gòu)成。1980年恂二等確認(rèn)香菇多糖為Th細(xì)胞激活劑,它使機(jī)體免疫功能得到恢復(fù)和提高而殺滅腫瘤細(xì)胞,可用于輔助癌癥治療[5]。自此,世界各地掀起了從大型真菌中尋找抗腫瘤藥物的熱潮,有關(guān)香菇多糖的研究尤其活躍。目前,我國(guó)已將槐耳制劑(一類新藥)、香菇多糖注射液(二類新藥)、云芝糖肽膠囊(二類新藥)、褐藻多糖硫酸酯、真菌多糖等多糖的研發(fā)列入高新技術(shù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)支持項(xiàng)目。
香菇多糖是一種以β-D[1→3]葡聚糖殘基為主鏈,側(cè)鏈為(1→6)葡聚糖殘基的葡聚糖[6]。關(guān)于香菇多糖的提取研究很多,大致分為酶法提取、酸法提取、堿法提取和水浸提法提取以及微波提取、超聲提取。水提醇沉法為最經(jīng)典的提取香菇多糖的方法,以工藝簡(jiǎn)單、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)為人們所接受。
本研究采用熱水浸提法、三氯乙酸浸提法、熱水浸提/超聲波處理后提取法、超聲波處理后/熱水浸提提取法從香菇子實(shí)體中提取香菇多糖,旨在比較這幾種方法的優(yōu)劣、提高得率、降低成本。
1.1 儀器 FW177型中草藥粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器公司);紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(Spectrumlab 54上海棱光技術(shù)有限公司);電子調(diào)溫電熱套(HDM-500,江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司);數(shù)控超聲波清洗器KQ-250DB型,昆山市超聲儀器有限公司);離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);電熱溫鼓風(fēng)干燥箱(山東濰坊集團(tuán)股份有限公司醫(yī)療器械廠);電子分析天平(MP300D,上海恒平科學(xué)儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52A,上海亞榮生化儀器廠)。
1.2 材料和試藥 香菇(市售,55~60℃烘干,粉碎,備用);三氯乙酸(分析純,天津市巴斯夫化工有限公司);乙酸(分析純,天津市巴斯夫化工有限公司);無(wú)水乙醇(分析純,天津市永大化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心);葡萄糖(分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠);苯酚(分析純,天津市永大化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心);硫酸(優(yōu)級(jí)純,天津市化學(xué)試劑三廠);乙醚(分析純,天津市巴斯夫化工有限公司);溴化十六烷基三甲銨(分析純,國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司);水為去離子水。
2.1 香菇多糖的提?。?]取香菇子實(shí)體放入烘箱內(nèi),調(diào)溫98~100℃烘干、粉碎,過(guò)60目篩,備用。
2.1.1 熱水浸提法提取 稱取香菇粉10 g,置于燒杯中,加200 mL蒸餾水,96℃水浴提取2 h,靜置12 h后過(guò)濾。收集沉淀再水浴提取兩次,過(guò)濾,合并3次濾液,濃縮至100 mL,加入200 mL無(wú)水乙醇,靜置1 d,4 000 rpm離心10 min,沉淀用無(wú)水乙醇、乙醚依次洗滌后,自然風(fēng)干得粗香菇多糖。
2.1.2 三氯乙酸浸提法提取 稱取香菇粉10 g,置于燒杯中,加0.2 mol·L-1三氯乙酸(TCA)200 mL,室溫浸提12 h,過(guò)濾。收集沉淀再提取兩次,過(guò)濾,合并3次濾液,濃縮至100 mL,加入200 mL無(wú)水乙醇,靜置1 d,4 000 rpm離心10 min,沉淀用無(wú)水乙醇、乙醚依次洗滌后,自然風(fēng)干得粗香菇多糖。
2.1.3 熱水浸提/超聲波處理后提取 稱取香菇粉10 g,置于燒杯中,加200 mL蒸餾水浸提2 h后,96℃水浴1 h,超聲波處理1 h,靜置20 h后過(guò)濾。收集沉淀再提取兩次,過(guò)濾,合并3次濾液,濃縮至100 mL,加入200 mL無(wú)水乙醇,靜置1 d,4 000 rpm離心10 min,沉淀用無(wú)水乙醇、乙醚依次洗滌后,自然風(fēng)干得粗香菇多糖。
2.1.4 超聲波處理后/熱水浸提法提取 稱取香菇粉10 g,置于燒杯中,加200 mL蒸餾水浸提2 h后,超聲波處理1 h后96℃水浴1 h,靜置20 h,過(guò)濾。收集沉淀再提取兩次,過(guò)濾,合并3次濾液濃縮至100 mL,加入200 mL乙醇,靜置1 d,4 000 rpm離心10 min,沉淀用乙醇、乙醚洗滌后,自然風(fēng)干得粗香菇多糖。
2.2 香菇粗多糖純化[8]取干燥粗香菇多糖稱量后加蒸餾水(W∶V=1∶50)溶解,再加等體積0.15 mol·L-1的溴化十六烷基三甲銨(CTAB)與硼酸-硼砂緩沖液充分混勻,靜置,離心,沉淀用2 mol·L-1乙酸溶解,離心,上清液加入等體積乙醇,靜置24 h,離心,沉淀用乙醇洗滌兩次,凍干即為純化香菇多糖。
2.3 香菇多糖含量測(cè)定
2.3.1 對(duì)照品溶液的配制 取葡萄糖約10 mg,精密稱定,置100 mL量瓶中,用水溶解稀釋至刻度,即得葡萄糖對(duì)照品溶液(100 mg·L-1)。
2.3.2 最大吸收波長(zhǎng)的選擇[9]采用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量。精密吸取0.6 mL對(duì)照品溶液,加蒸餾水至1.0 mL,加入5%苯酚溶液1 mL,混勻,迅速加入5 mL濃硫酸,振搖5 min,置沸水浴中15 min,然后置水中冷卻30 min。同時(shí)做空白,在200~800 nm范圍內(nèi)測(cè)定吸收度,結(jié)果在490 nm處有最大吸收。
2.3.3 線性關(guān)系考察 精密吸取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 葡萄糖對(duì)照品溶液(100 mg·L-1),加蒸餾水至1.0 mL,加入5%苯酚液1.0 mL搖勻,迅速滴加濃硫酸5 mL,振搖5 min,置沸水浴中15 min,再置水中冷卻30 min,在490 nm處測(cè)定吸收度。以吸收度(A)為縱坐標(biāo),對(duì)照品量(C)為橫坐標(biāo),得回歸方程如下:A=0.010 8 C+0.007,r=0.998 7,在(18 ~106 mg·L-1)呈良好的線性關(guān)系。
2.3.4 精密度試驗(yàn) 精密吸取對(duì)照品溶液0.6 mL,按“2.3.3”項(xiàng)下分別測(cè)定吸光度,RSD為1.95%(n=5),表明儀器精密度良好。
2.3.5 穩(wěn)定性試驗(yàn) 精密吸取0.6 mL對(duì)照品溶液,按“2.3.3”項(xiàng)下每隔30 min測(cè)一次吸光度,結(jié)果RSD=1.91%(n=5),表明在3 h內(nèi)樣品穩(wěn)定。
2.4 不同溶劑和方法提取香菇多糖的結(jié)果如表1所示。
表1 不同溶劑與方法提取香菇多糖的結(jié)果
實(shí)驗(yàn)顯示:三氯乙酸浸提干香菇所得粗多糖質(zhì)量較低,但多糖含量高,究其原因可能為TCA法脫蛋白效果較好,但糖保留率低和存在多糖水解的問(wèn)題;另外TCA的濃度也對(duì)結(jié)果產(chǎn)生重要的影響,多糖溶液中蛋白質(zhì)的脫除率受TCA濃度的影響,同時(shí)多糖損失率也受TCA濃度的影響,且蛋白質(zhì)的脫除率大小與多糖損失率大小呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于TCA法脫蛋白時(shí)反應(yīng)較為劇烈,當(dāng)TCA濃度過(guò)高時(shí)可能會(huì)引起多糖結(jié)構(gòu)的破壞,產(chǎn)生不期望的結(jié)果。綜合考慮蛋白質(zhì)脫除率、多糖損失率以及TCA可能對(duì)多糖造成的影響,這里TCA選擇0.1%的用量為佳[10]。干香菇TCA浸提所得粗多糖經(jīng)純化處理多糖含量達(dá)93.10%,綜合分析TCA浸提香菇多糖得率最高。
熱水浸提所得粗多糖質(zhì)量較高,經(jīng)純化處理多糖損失較多,純化處理后多糖含量最高,達(dá)93.12%,但純化多糖的得率較低。
超聲波處理/熱水浸提及熱水浸提/超聲波處理所得粗多糖質(zhì)量均較高,但多糖含量較低,經(jīng)純化處理中多糖損失較多,且純化多糖含量和得率較低。
3.1 香菇原藥材的粉碎情況對(duì)其多糖的溶出有比較大的影響。如果顆粒過(guò)大,則多糖不容易被提取出來(lái),如果粉碎的過(guò)細(xì),則比表面積反而減小,也不利于多糖的溶出。香菇顆粒的粒徑為2~3 mm時(shí)可以得到較多的多糖粗品[11]。
3.2 香菇多糖提取時(shí),加水量要合適,原料/無(wú)離子水(W/W)=1∶20 ~1∶25 為好[11]。過(guò)少,在沒(méi)有達(dá)到最佳蒸煮時(shí)間之前,浸出液已經(jīng)變得很少,甚至糊鍋,從而影響多糖含量;若加水過(guò)多,則浸出液過(guò)多,不利于以后的分離濃縮。
3.3 蒸煮溫度要合適,經(jīng)研究表明,在96℃條件下蒸煮可以達(dá)到較高的多糖得率[11]。溫度過(guò)低(85℃),溶劑的滲透能力和溶解能力降低,使多糖不能有效的溶出;溫度過(guò)高(100℃以上)導(dǎo)致多糖的裂解,使多糖得率大大降低。
3.4 用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖時(shí),要保持硫酸足夠過(guò)量,因?yàn)樵摮噬磻?yīng)是以對(duì)多糖的水解和糖醛反應(yīng)為基礎(chǔ)的。
3.5 實(shí)驗(yàn)中,分光光度計(jì)測(cè)定的吸光度數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確,與所用的苯酚有很大的關(guān)系。首先苯酚要純,本實(shí)驗(yàn)用的苯酚為我們自行蒸餾配制。另外測(cè)定樣品用的苯酚和測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線用的苯酚必須是一次配制的,這樣測(cè)得的數(shù)據(jù)才具有可信度,才有比較的價(jià)值。
3.6 由于真菌體內(nèi)有水解酶共存,所以必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄆ茐幕蛘咭种泼傅幕钚裕缪杆偌訜岣稍?、冷凍保存等?/p>
3.7 在多糖的醇沉過(guò)程中的醇的濃度對(duì)多糖的沉淀析出有較大的影響,一般情況下醇的濃度應(yīng)該為80%左右。
3.8 超聲法提取多糖有較多的優(yōu)點(diǎn),可以縮短提取時(shí)間,提高工作效率,節(jié)省溶劑,提高有效成分的提取率,簡(jiǎn)化提取操作步驟。另外,超聲提取一般是在常溫條件下進(jìn)行,提取全過(guò)程無(wú)須加熱,避免了高溫對(duì)有效成分的破壞。超聲波破碎過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程,浸提過(guò)程中無(wú)化學(xué)反應(yīng),可避免因結(jié)構(gòu)改變產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)論。被浸提的生物活性物質(zhì)在一定時(shí)間內(nèi)保持不變,生物活性不減,該法適合于某些熱敏成分的提取。因此超聲技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于植物有效成分的提取。
在超聲法提取中,一種方法是先超聲波處理再熱水浸提,一種方法是先熱水浸提再超聲波處理,以比較處理方法的先后對(duì)結(jié)果是否有影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,先超聲波處理再熱水浸提效果較先熱水浸提再超聲波處理要好。
本實(shí)驗(yàn)采用不同溶劑和方法浸提香菇得到粗多糖,然后采用相同工藝純化粗多糖,結(jié)果表明用三氯乙酸從干香菇中提取香菇多糖,相對(duì)于其他溶劑方法提取的多糖純度好、得率高,香菇三氯乙酸浸提所得粗多糖經(jīng)純化處理多糖含量達(dá)93.10%。綜合分析香菇多糖提取以三氯乙酸浸提效果最佳。
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