袁心田,陳華國,趙 超,龔小見,周 欣,
(1.貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,貴州貴陽 550002;2.貴州師范大學(xué),貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室,貴州貴陽 550001;3.貴州師范大學(xué),貴州省藥物質(zhì)量控制及評價技術(shù)工程實驗室,貴州貴陽 550001)
桑葚(Mori fructus)為桑樹的成熟果實,屬于桑科植物桑(Morus albaL.)的果穗。桑葚味甘性寒,酸甜汁多,入心、肝、腎經(jīng),為常食的水果之一,被收錄于中國“藥食同源”目錄和《中國藥典》2020版,具有補肝益腎、生津潤燥、烏發(fā)明目、利尿、保健和消暑等功效[1]?,F(xiàn)代研究表明,桑葚中含有多種維生素、蛋白質(zhì)、游離氨基酸、有機酸和微量元素等營養(yǎng)成分和多酚類、多糖、生物堿、類胡蘿卜素等多種活性成分[2-3]。桑葚多糖(Mori fructuspolysaccharide,MFP)是桑葚中主要活性成分之一,具有抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤、保護肝臟等多種生物活性[4]。
隨著對多糖構(gòu)-效關(guān)系的深入研究,多糖的生物活性受到其相對分子量、單糖組成、糖苷鍵類型、分子支鏈分支度及化學(xué)修飾等影響[5]。不同分子量對多糖的生物活性有一定的影響[6],而篩選出活性較好的分子量范圍有利于提高多糖的利用度,開發(fā)出活性更好的多糖。目前常用的多糖分級技術(shù)為柱層析法和分級醇沉法[7],而利用膜技術(shù)對多糖進行分級,可以提高分級效率、控制多糖分子量范圍,并且確保多糖的結(jié)構(gòu)和純度不受化學(xué)試劑的影響。蔡銘等[8]采用膜技術(shù)分級分離靈芝多糖,發(fā)現(xiàn)3種粗多糖均有一定的抗氧化能力,其中GLP100的羥自由基和DPPH自由基清除能力好于其他兩種多糖,GLP1的ABTS+自由基清除能力比其他兩種多糖效果更好。崔婷婷等[9]利用膜技術(shù)分級分離鎖陽多糖,發(fā)現(xiàn)在50~100 kDa分子量范圍的鎖陽多糖有更好的抗氧化活性。
目前對于桑葚多糖分級常用的方法為柱層析法[10-11]和分級醇沉法[12]。暫無文獻采用膜技術(shù)對桑葚多糖進行分級,且無研究表明不同分子量的桑葚多糖具有生物活性的差異。所以本實驗采用膜技術(shù)對桑葚多糖進行分級,對不同分子量的桑葚多糖的主要化學(xué)成分進行測定,以及對不同分子量的桑葚多糖進行活性篩選。通過以上研究為后期桑葚多糖分級技術(shù)的改進升級和桑葚多糖生物活性的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
桑葚干品 購買于貴州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,產(chǎn)品批號210702,四川博仁藥業(yè)有限責(zé)任公司;葡萄糖(純度≥98%)、葡萄糖醛酸(純度≥96%) 上海西寶生物科技股份有限公司;苯酚、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、對硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷、2,2'-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)、十六烷基三甲基溴化銨(Cetyltrimethylammonium Bromide,CTAB)、焦磷酸鈉 上海凜恩科技發(fā)展有限公司;牛血清蛋白、α-葡萄糖苷酶(酶活力1 kU)、阿卡波糖、α-淀粉酶(酶活力1 KU)、木瓜蛋白酶(酶活力100 kU/g)、可溶性淀粉、透明質(zhì)酸酶、透明質(zhì)酸鈉、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide,NAD)、乙醇脫氫酶(Alcohol dehydrogenase,ADH) 北京索萊寶科技有限公司;濃硫酸 國藥集團化學(xué)試劑有限公司;水楊酸、硫酸亞鐵、無水碳酸鈉、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、無水乙醇 天津市致遠化學(xué)試劑有限公司;抗壞血酸(Vitamin C,VC) 天津博迪化工股份有限公司;四硼酸鈉 天津市永大化學(xué)試劑有限公司;考馬斯亮藍 上海藍季生物科技發(fā)展有限公司;咔唑 上海麥克林生化科技有限公司;以上試劑 均為分析純。
HC-GL1812-1X多功能膜分離實驗系統(tǒng) 成都和誠過濾技術(shù)有限公司;XS105DU METTLER TOLEDO十萬分之一電子天平 國際貿(mào)易(上海)有限公司電子天平;Max Plus 384光吸收酶標(biāo)儀 美谷分子儀器(上海)有限公司酶標(biāo)儀;FD-80冷凍干燥機
北京博益康醫(yī)院實驗儀器有限公司;RE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠。
1.2.1 原料預(yù)處理 取一定量的桑葚,70 ℃烘干,用粉碎機粉碎,過40目篩后得到桑葚干粉。以石油醚為溶劑,采用冷卻回流法脫脂,料液比1:2 g·mL-1,脫脂2次,每次2 h,溫度65 ℃,濾渣為脫脂桑葚樣品,備用。
1.2.2 桑葚多糖的提取與純化 參考譚西[13]的提取方法,并進行一定的修改。取200 g的脫脂桑葚樣品,以水為溶劑,在熱水(90 °C)中浸提2 h,料液比1:15 g·mL-1。對濾液離心(轉(zhuǎn)速4000 r·min-1,10 min)和減壓過濾后保存濾液,對濾渣以相同條件進行熱水浸提。反復(fù)2次并合并濾液,最后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮濾液至1000 mL左右得到濃縮液。參考王倩等[14]采用三氯乙酸+木瓜蛋白酶法進行脫蛋白,并進行一定的修改。向濃縮液中加入3%三氯乙酸溶液,體積比1:1,室溫放置20 min,離心收集上清液。調(diào)節(jié)上清液pH至6~7,加入3%木瓜蛋白酶,50 ℃反應(yīng)45 min,離心(轉(zhuǎn)速4000 r·min-1,10 min)收集上清液。此過程進行兩次,最終得到桑葚多糖粗提液。
1.2.3 桑葚多糖粗提液的分級分離 取桑葚多糖粗提液,用300 kDa濾膜在0.2 MPa,5.5 L·min-1條件下超濾分級,截留液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后按體積比1:4加入乙醇,4 °C下靜置過夜。次日離心(轉(zhuǎn)速4000 r·min-1,10 min)得沉淀,真空冷凍干燥得多糖,記為MFP300;取300 kDa濾過液,用50 kDa濾膜進行上述操作得多糖,記為MFP50;取50 kDa濾過液,用5 kDa濾膜進行上述操作得多糖,記為MFP5;取5 kDa濾過液,用1 kDa濾膜進行上述操作得多糖,記為MFP1。
1.2.4 桑葚多糖中總糖含量的測定
1.2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 參考論文中的苯酚-硫酸法[13]。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確稱取10.00 mg葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品,將濃度配制為0.1 mg·mL-1。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:吸取0、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45 mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液,用蒸餾水補至0.50 mL,各加入0.30 mL的5%苯酚溶液,迅速加入1.50 mL濃硫酸,搖勻,沸水浴30 min,冷卻至室溫后,490 nm處測定吸光度A490。以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=5.172x+0.109,R2=0.999。
1.2.4.2 總糖含量的測定 用1.2.4.1中的方法測定吸光度。桑葚多糖中總糖含量計算公式為:
式中:W為桑葚多糖中總糖含量,%;A為樣品溶液反應(yīng)后在490 nm處的吸光度;m為稀釋倍數(shù)。
1.2.5 桑葚多糖中蛋白質(zhì)含量的測定
1.2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 參考論文中的考馬斯亮藍G-250法[13]。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確吸取1 mL 5 mg·mL-1牛血清蛋白,將濃度配制為0.2 mg·mL-1。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:吸取0、20、40、60、80、100、120、140 μL牛血清蛋白溶液于試管中,補蒸餾水至200 μL,搖勻,各加入1 mL考馬斯亮藍溶液,搖勻,避光放置10 min,595 nm處測定吸光度值A(chǔ)595。以牛血清蛋白溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.704x+0.2221,R2=0.9928。
1.2.5.2 蛋白質(zhì)含量的測定 用1.2.5.1中的方法測定吸光度。桑葚多糖中蛋白質(zhì)含量計算公式為:
式中:Y為桑葚多糖中蛋白質(zhì)含量,%;A為樣品溶液反應(yīng)后在595 nm處的吸光度;m為稀釋倍數(shù)。
1.2.6 桑葚多糖中糖醛酸含量的測定
1.2.6.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 參考咔唑-硫酸法[15]。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確稱取10.00 mg葡萄糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品,將濃度配制為0.1 mg·mL-1。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:準(zhǔn)確吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mL葡萄糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,加蒸餾水定容至1 mL,冰水浴中加入5 mL四硼酸鈉-硫酸溶液,旋渦混合器混勻,沸水浴20 min,取出后立即冷卻至室溫,加0.15%咔唑溶液0.2 mL,搖勻,室溫反應(yīng)2 h,523 nm處測定吸光度值A(chǔ)523。以葡萄糖醛酸溶液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=5.2456x+0.1,R2=0.9992。
1.2.6.2 糖醛酸含量的測定 用1.2.6.1中的方法測定吸光度。桑葚多糖中糖醛酸含量計算公式為:
式中:T為桑葚多糖中糖醛酸含量,%;A為樣品溶液反應(yīng)后在523 nm處的吸光度;m為稀釋倍數(shù)。
1.2.7 桑葚多糖中還原糖含量的測定
1.2.7.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 參考文獻[16]DNS法。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確稱取100.00 mg葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品,將濃度配制為1 mg·mL-1。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:精確吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL,分別置于25 mL試管中,不足1 mL的用蒸餾水補充至1 mL,再加入DNS溶液2 mL,混合均勻后,沸水浴5 min,迅速流水冷卻,加水至刻度線,550 nm測定吸光度值A(chǔ)550。空白調(diào)零,以葡萄糖溶液濃度為橫坐標(biāo),吸收度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到還原糖標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.3529x+0.0913,R2=0.9993。
1.2.7.2 還原糖含量的測定 用1.2.7.1中的方法測定吸光度。桑葚多糖中還原糖含量計算公式為:
式中:D為桑葚多糖中還原糖含量,%;A為樣品溶液反應(yīng)后在550 nm處的吸光度;m為稀釋倍數(shù)。
1.2.8 不同分子量桑葚多糖的抗氧化活性測定
1.2.8.1 DPPH自由基清除活性測定 DPPH自由基清除活性測定選參考Zhang等[17]的方法,并稍作修改。取3 mL 0.2 mg·mL-1的DPPH乙醇溶液,與2 mL MFP溶液充分混勻,避光靜置20 min后,以無水乙醇作空白調(diào)零,517 nm波長測吸光度A517,以蒸餾水代替多糖溶液作陰性對照,VC作陽性對照,DPPH自由基清除率計算公式如下所示。
式中:A1為樣品溶液的吸光度;A0為空白溶液吸光度;A2為不含DPPH的樣品溶液吸光度。
1.2.8.2 ABTS+自由基清除活性測定 ABTS+自由基清除活性測定參考田義敏[18]的方法。精密稱取38.90 mg ABTS和15.16 mg過硫酸鉀溶液混合,分別用蒸餾水定容至10 mL,按1:1混合后置于4 ℃冰箱中避光反應(yīng)12~16 h,形成ABTS儲備液。使用前用水稀釋成工作液,使其在734 nm下的吸光度在0.70±0.02。將MFP溶液和ABTS儲備液溶液按1:1體積加入96孔板中,在室溫黑暗條件下反應(yīng)15 min,以蒸餾水代替多糖溶液作為空白,測定在734 nm下的吸光度A734,VC做陽性對照,ABTS+自由基清除率計算公式如下所示。
式中:A1為樣品溶液的吸光度;A0為空白溶液吸光度;A2為不含ABTS的樣品溶液吸光度。
1.2.9 不同分子量桑葚多糖的降血糖活性測定
1.2.9.1α-葡萄糖苷酶抑制活性測定α-葡萄糖苷酶抑制活性測定參考龍曉珊[19]的方法,并稍作修改。α-葡萄糖苷酶溶液(0.1 U·mL-1)由PBS緩沖溶液(0.1 mol·L-1,pH6.9)配制。將50 μL MFP溶液和25 μLα-葡萄糖苷酶溶液混合,37 ℃反應(yīng)10 min,之后加入25 μL對硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(1.5 mmol·L-1)。充分混勻后于37 ℃反應(yīng)30 min,反應(yīng)結(jié)束后加入100 μL碳酸鈉(0.2 mol·L-1)停止反應(yīng),在405 nm下測定其吸光度A405,以阿卡波糖作為陽性對照,計算α-葡萄糖苷酶抑制率,抑制率公式如下所示。
式中:A1為樣品溶液得吸光度;A2為不含α-葡萄糖苷酶的樣品溶液吸光度;A0為空白溶液的吸光度。
1.2.9.2α-淀粉酶抑制活性測定α-淀粉酶抑制活性測定參考Chen等[20]方法,并稍作修改。α-淀粉酶溶液(0.5 mg·mL-1)由PBS緩沖溶液(0.1 mol·L-1,pH6.9)配制。將100 μL MFP和100 μLα-淀粉酶溶液混合,37 ℃水浴10 min,加入200 μL 1%可溶性淀粉溶液,37 ℃反應(yīng)10 min,沸水浴中反應(yīng)10 min。沸水浴結(jié)束后加入200 μL DNS試劑,在沸水浴顯色反應(yīng)10 min。反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)物冷卻至室溫并加入4 mL蒸餾水稀釋,在540 nm處測定吸光度A540,抑制率公式如下所示。
式中:A1為多糖溶液及α-淀粉酶溶液正常反應(yīng)的吸光度;A2為用緩沖液代替α-淀粉酶溶液時的吸光度;A3為用緩沖液代替多糖溶液時的吸光度;A4為用緩沖液代替多糖溶液及α-淀粉酶溶液時的吸光度。
1.2.10 不同分子量桑葚多糖的透明質(zhì)酸酶抑制活性測定 透明質(zhì)酸酶抑制活性采用CTAB濁度法進行測定,參考易曉敏[21]的方法,并稍作修改。以pH6.0,0.2 mol·L-1乙酸-乙酸鈉溶液為緩沖液,用緩沖液配制0.5 mg·mL-1透明質(zhì)酸酶的溶液及3.44 mg·mL-1透明質(zhì)酸鈉溶液。取100 μL MFP溶液于10 mL試管中,加入100 μL透明質(zhì)酸酶溶液,再用緩沖液補充定容至0.9 mL,振蕩均勻后,置于37 ℃的恒溫水浴中,預(yù)熱15 min后加入100 μL透明質(zhì)酸鈉溶液,并開始計時,準(zhǔn)確計時10 min,迅速加入4 mL CTAB溶液(以2% NaOH溶液為溶劑配制的2.5% CTAB溶液)終止反應(yīng),混合均勻,常溫靜置10 min后測定反應(yīng)液在405 nm波長下的吸光度A405,抑制率公式如下所示。
式中:A1為多糖溶液及透明質(zhì)酸酶溶液正常反應(yīng)的吸光度;A2為用緩沖液代替透明質(zhì)酸酶溶液時的吸光度;A3為用緩沖液代替多糖溶液時的吸光度;A4為用緩沖液代替多糖溶液及透明質(zhì)酸酶時的吸光度。
1.2.11 不同分子量桑葚多糖體外乙醇脫氫酶活性測定 乙醇脫氫酶活性采用瓦勒-霍赫法測定,參考了鄧青芳[22]的方法。在酶標(biāo)板中依次加入100 μL焦磷酸鈉緩沖液(pH8.8)、70 μL 2 mmol·L-1NAD+、35 μL 2 mol·L-1乙醇及20 μL MFP溶液,混勻后,35 ℃下密封溫育5 min,時間到后立即向酶標(biāo)板中加入20 μL 0.1 U·mL-1ADH,搖勻后立即用酶標(biāo)儀測定其340 nm處的吸光度A340,每隔10 s讀取1次吸光度值,連續(xù)測定5 min,并記錄數(shù)據(jù),空白組則是以20 μL蒸餾水代替樣品溶液,其余步驟不變,最后根據(jù)公式(10)計算ADH活性、公式(11)計算ADH的抑制(激活)率。
式中:E為ADH酶活性,U·mL-1;E1為樣品組酶活性,U·mL-1;E0為空白組酶活性,U·mL-1;ΔA340為反應(yīng)最初線性部分340 nm波長處吸光度每1 min的增值;6.2為NAD+在340 nm處的摩爾消光系數(shù)。
本文所有實驗數(shù)據(jù)均重復(fù)3次,使用IBM SPSS Statistics 26軟件進行數(shù)據(jù)處理,P<0.05表示顯著差異,P<0.01表示極顯著差異。采用GraphPad Prism 8軟件作圖,實驗結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。
采用水提醇沉法從桑葚中提取多糖,并使用多功能膜分離設(shè)備對提取液進行分級得到MFP1、MFP5、MFP50和MFP300。四個組分顏色變化由淺到深,MFP1顏色最淺,為紫紅色;MFP300顏色最深,為深紫色。四個組分的主要成分如表1所示。結(jié)果表明,MFP5中總糖和糖醛酸含量最高,為68.45%±1.53%和22.78%±2.32%;其次是MFP300,為66.32%±0.70%和21.48%±1.24%;MFP1兩者含量最低,為46.34%±0.73%和3.34%±1.57%。MFP5中還原糖含量最低,為6.03%±3.92%;MFP1中還原糖含量最高,為16.51%±0.83%。蛋白質(zhì)含量普遍偏低,MFP300含量最高,為3.67%±0.18%,MFP1含量最低,為0.10%±0.08%。桑葚多糖的主要成分含量不是按照分子量大小順序依次降低,且多糖主要集中在MFP5和MFP300兩個組分。四個組分中蛋白質(zhì)含量較低,說明純化效果較好,蛋白質(zhì)對活性影響可以忽略。
表1 不同分子量桑葚多糖的主要成分含量Table 1 Contents of main components of MFP with different molecular weights
2.2.1 DPPH自由基清除活性 四個組分的DPPH自由基清除活性如圖1a所示,4種多糖均有較好的DPPH自由基清除活性,其中,MFP300在0.1、0.6和1.2 mg·mL-1濃度下清除率最高,且與其他三組多糖相比有極顯著差異(P<0.01),所以選擇MFP300研究其“量-效”關(guān)系,如圖1b所示。MFP300的DPPH自由基清除能力隨濃度的升高而增強。當(dāng)MFP300濃度為1.2 mg·mL-1時,清除率最大為97.09%±0.14%,與同等濃度下VC對DPPH自由基的清除率無顯著差異(P>0.05)。MFP300的IC50值為0.2235 mg·mL-1,VC的IC50值為0.005276 mg·mL-1,與錢燕芳等[23]通過超聲提取得到的桑葚多糖相比,MFP300的IC50值較小,表現(xiàn)出較好的DPPH自由基清除活性。
圖1 不同分子量桑葚多糖對DPPH自由基的清除能力Fig.1 Scavenging ability of MFPs of different molecular weight against DPPH free radicals
2.2.2 ABTS+自由基清除活性 四個組分的ABTS+自由基清除活性如圖2a所示,當(dāng)濃度為0.6 mg·mL-1時,4種多糖的清除率均大于50%,其中MFP300活性最好,在濃度為1.2 mg·mL-1時,MFP300的ABTS+自由基清除率為98.23%±0.54%,與MFP1和MFP5相比有極顯著差異(P<0.01),與MFP50相比有顯著差異(P<0.05),所以選擇MFP300研究其“量-效”關(guān)系,如圖2b所示。MFP300的IC50值為0.2979 mg·mL-1,VC的IC50值為0.02981 mg·mL-1;在測定范圍內(nèi),MFP300對ABTS+自由基的清除率隨濃度先升高后趨于平緩,在1.2 mg·mL-1時與同濃度下的VC無顯著差異(P>0.05),與Deng等[24]采用酶輔助提取的桑葚多糖相比,MFP300的IC50值更小,表明MFP300有較好的ABTS+自由基清除能力。
圖2 不同分子量桑葚多糖對ABTS+自由基的清除能力Fig.2 Scavenging ability of MFPs of different molecular weight against ABTS+ free radicals
多糖是天然高分子多聚物,分子量高低會影響其生物活性。一般而言,低分子量多糖更容易進入生物體內(nèi),活性更好;但多糖并非分子量越低活性越好,因為分子量過低,無法形成多糖產(chǎn)生活性的聚合結(jié)構(gòu)[25]。Su等[26]發(fā)現(xiàn)木耳多糖的DPPH、ABTS+和羥自由基清除活性與其分子量呈顯著正相關(guān);李小蓉等[27]發(fā)現(xiàn)海帶中高分子量的巖藻多糖具有較好的抗衰老活性。與其他組分相比,MFP300分子量較大,可形成較多產(chǎn)生活性的聚合結(jié)構(gòu),進而表現(xiàn)出較好的DPPH和ABTS+自由基清除能力。
2.3.1α-葡萄糖苷酶抑制活性α-葡萄糖苷酶抑制劑可降低食物中葡萄糖的消化速率,抑制餐后血糖的升高,是防治糖尿病的有效手段之一[28]。如圖3a所示,不同分子量的桑葚多糖對α-葡萄糖苷酶均有一定抑制作用,且有隨著濃度升高抑制率增強的趨勢。在同等濃度對比下,MFP1與阿卡波糖相比均無顯著差異(P>0.05);1 mg·mL-1時,MFP1抑制率已超過50%,為63.02%±4.99%,與其他組多糖相比有顯著差異(P<0.05),故選取MFP1繪制其“量-效”關(guān)系曲線,如圖3b所示。MFP1的IC50值為0.7944 mg·mL-1,阿卡波糖的IC50值為0.4050 mg·mL-1,表明阿卡波糖的抑制效果要優(yōu)于MFP1,但與文獻報道的相比[29],MFP1的IC50更小。綜上所述,MFP1有較好的α-葡萄糖苷酶抑制活性。
圖3 不同分子量桑葚多糖對α-葡萄糖苷酶的抑制能力Fig.3 Inhibitory activity of MFPs of different molecular weights against α-glucosidase
2.3.2α-淀粉酶抑制活性α-淀粉酶抑制劑可降低食物中淀粉的消化速率,抑制餐后血糖的升高是防治糖尿病的有效手段之一[30]。如圖4a所示,不同分子量的桑葚多糖對α-淀粉酶均有一定抑制作用,且有隨著濃度升高抑制率增強的趨勢。與其他三組多糖相比,MFP1表現(xiàn)出更強的抑制活性:5 mg·mL-1時,MFP1的抑制率超過50%,為69.51%±2.23%;10 mg·mL-1時,MFP1的抑制率極顯著地高于其他三組多糖和阿卡波糖的抑制率(P<0.01),所以選取MFP1研究其“量-效”曲線如圖4b所示。MFP1的IC50值為4.6419 mg·mL-1,阿卡波糖的IC50值為1.5916 mg·mL-1,表明阿卡波糖的抑制效果要優(yōu)于MFP1,但與已有文獻相比[29],MFP1的IC50更小。結(jié)果表明,MFP1有較好的α-淀粉酶抑制活性。
圖4 不同分子量桑葚多糖對α-淀粉酶的抑制能力Fig.4 Inhibitory ability of MFPs of different molecular weights on α-amylase
透明質(zhì)酸酶是降解透明質(zhì)酸的水解酶,是機體結(jié)締組織細胞外基質(zhì)的主要成分,與大多數(shù)由IgE介導(dǎo)的I型和T細胞介導(dǎo)的IV型過敏反應(yīng)有關(guān),因此,透明質(zhì)酸酶體外抑制實驗是體外快速篩選抗過敏藥物的有效方法[31]。如圖5a所示,不同分子量的桑葚多糖對透明質(zhì)酸酶均有一定的抑制作用。其中,MFP300的抑制率隨濃度增大而升高,且在1.2 mg·mL-1時,抑制率為53.9%±5.87%,與其他三組有顯著差異(P<0.05),所以選取MFP300研究其“量-效”關(guān)系,如圖5b所示。MFP300的透明質(zhì)酸酶抑制能力的IC50值為0.6634 mg·mL-1,表明MFP300有較好的抗過敏活性。
圖5 不同分子量桑葚多糖對透明質(zhì)酸酶的抑制能力Fig.5 Inhibitory ability of MFPs of different molecular weight on hyaluronidase
ADH是一種肝臟中重要的代謝酶,它能利用NAD+作為輔助性因子催化乙醇氧化生成還原型輔酶I(Nicotinamide adenine dinucleotide,NADH)和相應(yīng)的羰基化合物,這是哺乳動物肝臟酒精代謝的限速步驟[13]。因此,通過檢測ADH體外活性來評價活性物質(zhì)對肝臟的保護作用具有重要意義。如圖6a所示,大部分桑葚多糖在體外表現(xiàn)出激活A(yù)DH活性。盡管MFP300在低濃度中表現(xiàn)出抑制ADH活性,但其在中和高濃度表現(xiàn)出較好的激活A(yù)DH活性,與其他三組相比有顯著差異(P<0.05),故選取MFP300研究其“量-效”關(guān)系,如圖6b所示。MFP300對ADH的激活能力的IC50為10.2646 mg·mL-1,這與文獻報道的不同[32],這可能是提取和純化工藝不同導(dǎo)致的。
圖6 不同分子量桑葚多糖的乙醇脫氫酶活性Fig.6 Alcohol dehydrogenase activity of MFPs of different molecular weight
分子量是影響多糖生物活性的一個重要因素,而不同來源的多糖產(chǎn)生生物活性的最佳分子量范圍不同[33]。朱曉冉等[34]發(fā)現(xiàn)小分子量(分子量<30 ku)的黑木耳多糖的抗氧化活性更好;Xu等[35]利用H2O2對黑加侖多糖進行降解,得到DBCP-1(1.3×104kDa)和DBCP-2(9.62×103kDa)兩種低分子量多糖,并發(fā)現(xiàn)降解后的多糖比未降解的多糖有更好的α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性。
本實驗采用300、50、5和1 kDa四種不同孔徑超濾膜對桑葚多糖進行分級。不同分子量段多糖的主要成分有明顯的不同,MFP1、MFP5、MFP50和MFP300的總糖含量分別為46.34%、68.45%、48.60%和66.32%,糖醛酸含量分別為3.34%、22.78%、16.11%和21.48%,還原糖含量分別為16.51%、6.03%、7.90%和6.67%。此外,體外生物活性表明,MFP300的抗氧化、抗過敏和ADH活性最好,而MFP1的降血糖活性最好,這表明分子量大小會影響桑葚多糖的生物活性。綜上所述,本實驗利用不同孔徑濾膜對桑葚提取液進行處理,多糖的主要化學(xué)成分和生物活性差異說明膜技術(shù)在桑葚多糖分級分離中的應(yīng)用是有效的,為桑葚多糖的分級分離提供了一種新的思路,也為桑葚多糖的生物活性測定提供理論及實驗基礎(chǔ)。