王世越，柯欽豪，周宏福，鄭 敏

(湖北科技學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

多糖是一類廣泛存在于自然界的天然大分子物質(zhì)，至今大量學(xué)者已通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)多糖具有良好的抗氧化活性、抗腫瘤活性、抗病毒活性、免疫活性調(diào)節(jié)等生物活性[1]。通過(guò)化學(xué)手段對(duì)天然多糖進(jìn)行定向的結(jié)構(gòu)修飾，可以增強(qiáng)多糖生物活性。多糖的結(jié)構(gòu)修飾可以通過(guò)化學(xué)、生物、物理方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，目前應(yīng)用最廣的為化學(xué)方法。化學(xué)修飾可通過(guò)改變多糖的分子量以及取代基種類、位置、數(shù)目，以實(shí)現(xiàn)改變多糖的生物活性[2]。目前，對(duì)多糖進(jìn)行化學(xué)修飾的化學(xué)方法主要為與金屬離子絡(luò)合、硫酸化、磺酰化、乙?；?、烷基化、硒化、羧甲基化、磷酸化、苯甲?；?。本文將對(duì)以上方法的原理、操作及產(chǎn)物的抗氧化性等方面進(jìn)行綜述。

1 與金屬離子絡(luò)合

多糖的金屬絡(luò)合物是當(dāng)前天然產(chǎn)物研究領(lǐng)域的熱門方向，主要的研究熱點(diǎn)集中于與鈣、鐵、銅等金屬離子絡(luò)合物研究。多糖與金屬離子絡(luò)合的常見(jiàn)方法是將多糖調(diào)配為適當(dāng)濃度溶液，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH(制備多糖鐵的配合物需在多糖溶液中先加入Na2CO3和檸檬酸鈉)，再加入提供相應(yīng)配位離子的化合物，水浴加熱數(shù)小時(shí)后即可得到相應(yīng)的金屬配合物[3]。

王元鳳等[3]使用粗老綠茶多糖ATPS制得多糖的鈣、鐵絡(luò)合物：ATPS-Ca(Ⅱ)、ATPS-Fe(Ⅲ)，發(fā)現(xiàn)茶多糖與兩種離子的配位方式不同和配位能力的大小不同：ATPS-Ca(Ⅱ)清除自由基的能力相比于ATPS減弱，ATPS-Fe(Ⅲ)清除自由基的能力與ATPS相近。推測(cè)是由于茶多糖對(duì)不同金屬離子的配位能力、配位方式不同造成絡(luò)合物空間結(jié)構(gòu)的差別，從而表現(xiàn)為清除自由基能力的差異。張曼等[4]提取平貝母多糖FUP，與鐵絡(luò)合制得平貝母多糖鐵(FUP-Fe)，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)測(cè)得：FUP-Fe對(duì)DPPH自由基、O2-自由基、OH-自由基均有清除作用，且其清除作用均高于FUP。FUP經(jīng)過(guò)絡(luò)合修飾后，引入的鐵離子增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗氧化能力。

2 多糖的硫酸化

多糖硫酸化修飾是將多糖與相對(duì)應(yīng)的硫酸化試劑共溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，以?shí)現(xiàn)將硫酸基團(tuán)引入多糖殘基的某些羥基上[5]。常用的硫酸化方法有氯磺酸-吡啶法、三氧化硫-吡啶法和濃硫酸法。

氯磺酸-吡啶法：該方法是適用于吡喃型多糖的修飾方法，吡啶與氯磺酸預(yù)先反應(yīng)生成吡啶(SO32-復(fù)合物)，在堿性條件下使用SO32-取代多糖羥基上的H，得到硫酸化產(chǎn)物[6]。

三氧化硫-吡啶法：三氧化硫吡啶復(fù)合物是一種溫和且穩(wěn)定的硫化試劑。將多糖溶于DMF中，加入三氧化硫吡啶攪拌均勻，水浴加熱數(shù)小時(shí)后加入無(wú)水乙醇，經(jīng)沉淀、離心、冷凍干燥等步驟得到硫酸化產(chǎn)物[7]。

濃硫酸法:該方法首先使用濃硫酸和正丁醇進(jìn)行反應(yīng)，生成硫化劑。在冰浴的條件下進(jìn)行硫酸化。冰浴到0℃后，加入多糖樣品，反應(yīng)數(shù)小時(shí)后，加入適量的稀NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，將濃縮后的上清液使用純水進(jìn)行透析，再經(jīng)冷凍干燥即可得硫酸化產(chǎn)物[8]。

Liu等[9]使用氯磺酸—吡啶法進(jìn)行化學(xué)修飾，將黨參多糖制備為硫酸化黨參多糖。體內(nèi)抗氧化性實(shí)驗(yàn)測(cè)得：硫酸化黨參多糖可降低肝損傷模型小鼠血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、腫瘤壞死因子-α和肝組織丙二醛的含量，并且肝組織中SOD、GSH-Px顯著高于黨參多糖組小鼠。王中華等[10]以氯磺酸—吡啶法對(duì)雞血藤多糖(MDP1)進(jìn)行硫酸化修飾，得到硫酸化雞血藤多糖(S-MDP1)。清除羥自由基實(shí)驗(yàn)測(cè)得：兩種多糖都具有清除羥自由基能力，且隨濃度的增加而增強(qiáng)；在相同的濃度下，S-MDP1清除自由基的作用略高于MDP1。Xu等[11]使用氯磺酸—吡啶法進(jìn)行定向修飾，將迷果芹多糖制備為硫酸化迷果芹多糖；經(jīng)抗氧化活性測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：硫酸化迷果芹多糖的抗氧化活性明顯高于迷果芹多糖的抗氧化活性。

3 多糖的磺?；?/h2>

多糖磺?；揎検抢没酋Ｔ噭┲械幕酋；鶊F(tuán)在一定條件下可與多糖中的羥基發(fā)生反應(yīng)的原理，制備磺?；嗵荹12]。冰浴條件下將一定量的ClSO3H緩慢加入適量的無(wú)水吡啶中，邊攪拌邊反應(yīng)1h，得到磺酰化試劑[13]。將多糖溶于DMF中，加入磺?；噭刂茰囟瘸掷m(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，加入NaOH溶液中和pH到中性，再加入無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀、離心、冷凍干燥，得到硫酸化產(chǎn)物[14]。

張強(qiáng)[14]將茯苓多糖進(jìn)行磺酰化修飾，得到磺?；蜍叨嗵?，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：磺?；蜍叨嗵菍?duì)O2-自由基、DPPH自由基的清除能力明顯增強(qiáng)；對(duì)OH-自由基的清除能力較弱，推測(cè)與磺酰基親質(zhì)子能力較弱有關(guān)。

4 多糖的乙酰化

多糖的乙?；且阴；鶊F(tuán)取代多糖鏈上羥基的過(guò)程，這種修飾方法使多糖結(jié)構(gòu)伸展，從而暴露出更多的羥基，使其水溶性增加，活性增強(qiáng)[15]。多糖乙?；闹饕噭橐宜狒鸵宜?，將多糖溶于一定的溶劑中，加入NaOH調(diào)節(jié)至合適的pH，加入乙?；噭?，調(diào)節(jié)溫度持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束加入HCL調(diào)節(jié)pH到中性，經(jīng)透析、醇沉、冷凍干燥，得乙?；a(chǎn)物[16]。

鞏麗虹等[17]將提取所得的防風(fēng)多糖以乙酸酐法制取乙?；里L(fēng)多糖，進(jìn)行抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：乙?；里L(fēng)多糖對(duì)OH-自由基、DPPH自由基的清除作用均明顯增強(qiáng)。張春潔等[18]將提取所得海鮮菇多糖進(jìn)行乙?；频靡阴；ｕr菇多糖，進(jìn)行抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：與海鮮菇多糖相比，乙酰化海鮮菇多糖對(duì)OH-自由基、DPPH自由基、O2-自由基的清除作用均明顯增強(qiáng)。徐兵等[16]以銀耳多糖為原料，采用乙酸酐法制取乙?；y耳多糖，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：與銀耳多糖相比，乙?；y耳多糖對(duì)DPPH自由基的清除作用明顯增強(qiáng)，而對(duì)OH-自由基和O2-自由基的清除作用減弱。這一現(xiàn)象可能與乙?；氲奈恢玫认嚓P(guān)，抑制了多糖的生物活性，降低其對(duì)OH-自由基和O2-自由基的清除作用。

5 多糖的烷基化

多糖的烷基化修飾是通過(guò)向多糖鏈中引入烷基、取代烷基或者長(zhǎng)鏈方向醇的方法進(jìn)行修飾，常使用的烷化劑為鹵化氫或其取代物[19]。將多糖溶于DMSO中，加微量的水，再加入適量的NaOH粉末，攪拌至NaOH不再溶解，再滴加烷基化試劑，持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)水洗、抽濾得烷基化多糖[20]。

目前，對(duì)多糖的烷基化修飾后產(chǎn)物的相關(guān)研究?jī)?nèi)容較少。王愛(ài)勤等[20]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，烷基的引入削弱了殼聚糖分子間的氫鍵作用，進(jìn)而改變了多糖的溶解性。林秀珠等[19]將普魯蘭多糖進(jìn)行烷基化修飾，得到的烷基化普魯蘭多糖具有更好的熱穩(wěn)定性，且溶解性由水溶性變?yōu)橹苄浴?/p>

6 多糖的硒化

硒化是利用多糖鏈上的氨基、羥基等活性基團(tuán)與硒化試劑中的硒化物結(jié)合，將無(wú)機(jī)硒通過(guò)共價(jià)鍵鏈接在糖鏈上，從而得到硒化多糖[21]。硒化可分為硒酸鹽的硒化和氧氯化硒的硒化[22]。硒酸鹽的硒化一般多糖的分子主體和空間構(gòu)型不會(huì)改變，硒酸根取代多糖上易脫離的基團(tuán)，與多糖形成共價(jià)鍵。當(dāng)氧氯化硒做為酰氯化試劑，反應(yīng)條件活潑，使用需要注意[23]。因此，一般使用硒酸鹽進(jìn)行硒化，常用的方法為硝酸—亞硒酸鈉法。硝酸—亞硒酸鈉法制備硒化多糖需先將多糖溶于HNO3中，加入適量的Na2SeO3和BaCl2，調(diào)節(jié)至合適的溫度，持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)完成后待冷卻至室溫加入NaOH調(diào)節(jié)pH至中性，除去Ba2+，經(jīng)離心、透析、濃縮、冷凍干燥得到硒化產(chǎn)物[24]。

裴晉紅等[24]使用硝酸—亞硒酸鈉法將提取的牡丹籽粕多糖Ⅲ(PSDP Ⅲ)進(jìn)行硒化，得到硒化的牡丹籽粕多糖Ⅲ(Se-PSDP Ⅲ)，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：PSDP Ⅲ經(jīng)硒化修飾后抗氧化活性增強(qiáng)，相比于PSDP Ⅲ，Se-PSDP Ⅲ具有更強(qiáng)的DPPH自由基清除能力、OH-自由基清除能力及DNA氧化損傷抑制能力。丁佳玉等[25]將牡蠣多糖與亞硒酸鈉反應(yīng)合成硒化牡蠣多糖，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：硒化牡蠣多糖對(duì)清除DPPH自由基和ABTS+自由基有良好的作用，對(duì)OH-自由基的清除及鐵還原力能力與牡蠣多糖無(wú)顯著差別。

7 多糖的羧甲基化

羧甲基化是將多糖與酸或者羧酸衍生物的醚化，向多糖鏈上引入羧甲基[26]，包括水媒法和溶媒法，因水媒法副反應(yīng)較多，一般采用溶媒法。使用溶媒法制備羧甲基化多糖，需先將多糖溶于異丙醇中加入NaOH，持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，再加入氯乙酸室溫下反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后待冷卻至室溫加入HCL調(diào)節(jié)pH至中性，再經(jīng)透析、醇沉、冷凍干燥得到羧甲基化多糖[27-28]。

周際松等[27]采用溶媒法將茯苓多糖進(jìn)行修飾，得到羧甲基化的茯苓多糖，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：羧甲基化修飾后的茯苓多糖的總還原力大大提升，且當(dāng)樣品濃度高于0.6g/L時(shí)，羧甲基化茯苓多糖的還原能力高于同濃度的VC。張遙遙等[28]將黃精多糖進(jìn)行羧甲基化，得到羧甲基化的黃精多糖，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：相比于黃精多糖，經(jīng)羧甲基化修飾后的黃精多糖對(duì)DPPH自由基、ABTS+自由基和OH-自由基的清除作用均明顯增強(qiáng)，且總還原力也明顯增強(qiáng)。

8 多糖的磷酸化

多糖的磷酸化是通過(guò)在多糖結(jié)構(gòu)中引入磷酸酯鍵而進(jìn)行的修飾，由于磷酸根帶三個(gè)負(fù)電荷，通過(guò)增強(qiáng)多糖的電負(fù)性影響多糖的某些活性[12]。目前，多糖磷酸化常用的試劑有磷酸及其酸酐、三氯氧磷和磷酸鹽等。將選定的磷酸化試劑加入蒸餾水中溶解，加入多糖，調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)膒H和溫度，持續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，反應(yīng)完成后進(jìn)行透析、醇沉、濃縮、冷凍干燥得磷酸化多糖[29-30]。

鄭常領(lǐng)等[29]將黑木耳胞外多糖進(jìn)行磷酸化，得到磷酸化黑木耳多糖，進(jìn)行體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：相比于黑木耳多糖，磷酸化黑木耳多糖對(duì)DPPH自由基、OH-自由基、O2-自由基的清除能力均明顯提升。孫婕等[30]將南瓜多糖進(jìn)行磷酸化，得到磷酸化的南瓜多糖，進(jìn)行體外抗氧化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：相比于南瓜多糖，磷酸化后的南瓜多糖對(duì)OH-自由基、O2-自由基的清除作用均明顯增強(qiáng)。

9 多糖的苯甲?；?/h2>

多糖苯甲?；抢枚嗵堑牧u基在一定條件下與苯甲?；噭┌l(fā)生酯化反應(yīng)進(jìn)行的修飾，經(jīng)修飾后多糖的空間延伸方向發(fā)生改變，使多糖的活性基團(tuán)和作用位點(diǎn)暴露，常用的苯甲?；噭┯朽彵蕉姿狒鸞12]。

Zhang等[31]對(duì)苯甲?；瘔喜硕嗵沁M(jìn)行了體外抗氧化活性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：壇紫菜多糖經(jīng)苯甲?；揎椇笄宄齇2-自由基和清除OH-自由基的能力明顯增強(qiáng)。Qi等[32]對(duì)苯甲酰化孔石莼多糖進(jìn)行了體外抗氧化活性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：苯甲?；资欢嗵沁€原能力高于孔石莼多糖，但其清除OH-自由基活性與孔石莼多糖差別不大。

10 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)綜述以上多糖的化學(xué)修飾方法，發(fā)現(xiàn)多糖通過(guò)化學(xué)修飾后其抗氧化性都有明顯的改善。與金屬離子絡(luò)合的多糖受不同離子配位能力及配位方式的影響，會(huì)表現(xiàn)出不同的抗氧化能力。硫酸化修飾可顯著增強(qiáng)多糖的抗氧化活性，修飾后硫酸化多糖的活性大小受取代度、取代位置以及碳水化合物的影響。多糖的磺酰化目前研究較少，多糖的磺?；孕柽M(jìn)一步的探究。乙酰化多糖可增強(qiáng)多糖的水溶性，提高多糖的抗氧化活性，對(duì)多糖的改性提供了良好的依據(jù)。烷基化修飾多用于殼聚糖的結(jié)構(gòu)修飾中，烷基化修飾后的殼聚糖具有良好的水溶性和良好的自身降解性，對(duì)殼聚糖的改性具有積極意義。多糖的硒化目前已有大量的研究，硒化后的多糖生物活性具有明顯的改善，且抗氧化性明顯提高。羧甲基修飾的多糖可提高多糖的抗氧化能力，羧甲基化可提高多糖的水溶性。磷酸化修飾的多糖在抗氧化性提高同時(shí)，也有研究發(fā)現(xiàn)其具有抗炎、抗菌的作用。苯甲?；嗵蔷哂辛己玫目寡趸?，但目前多糖的苯甲?；芯枯^少，多糖的苯甲?；孕枰M(jìn)一步的探究。

多糖作為廣泛存在于自然界的天然高分子物質(zhì)，目前已成為新藥研究的新方向。多糖的結(jié)構(gòu)與其生物活性具有直接的關(guān)聯(lián)，通過(guò)對(duì)多糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，增強(qiáng)其生物活性，降低毒副作用，可以更好地發(fā)揮多糖的作用。通過(guò)化學(xué)方法對(duì)多糖進(jìn)行修飾，研究多糖的構(gòu)效關(guān)系，可為多糖類藥物的研究以及進(jìn)一步發(fā)展提供更好的理論依據(jù)，使其更好地服務(wù)于人們的日常生活。