超声-微波协提海菖蒲多糖及药理性质研究

夏 欢 陈 文 王湘君 苏利兴 饶梧丙 邹承涵 蔡江贤

①海南热带海洋学院理学院 ②海南热带海洋学院水产与生命学院

经查阅大量文献，海菖蒲多糖具有抗衰老、抗氧化、抗肿瘤和提高免疫力等功效，是目前研究最为广泛的生物大分子聚合糖。海菖蒲多糖药理性质比较广泛，在医疗研究中扮演着重要的角色。研究表明，海菖蒲多糖的提取方法有：稀碱提取法、有机溶剂提取法、酶提取法、超声波及微波辅助法等。本研究拟采用超声-微波协提海菖蒲多糖，为今后海菖蒲多糖提取提供经验。

1 前言

海菖蒲系为蕨类水鳖科海菖蒲属[1]，为单子叶多年生草本海草，常分布于中国热带、亚热带东南沿海等地区，其雌雄异株，径长18 cm，径粗约4 mm，枝节密集，花粉粒呈圆形、果实卵形。研究表明，多糖由多个单分子脱水缩合成结构复杂庞大物质，其有抗凝血、免疫调节、抗病毒，抗癌、降血压、调节血液循环[2]等维持人身体健康的效果，故对多糖提取、活性物质的分析有研究必要性。在实现对海菖蒲的药理价值开发及利用极具重要性。

2 海菖蒲多糖提取

2.1 海菖蒲研究现状

海菖蒲虽作为海洋生物，但国内外研究过少。这与海菖蒲生长环境需在高压和高盐环境下方可生长有关。特异的环境需求造就海菖蒲体内优异的代谢产物，其存有抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗虫和抗肿瘤的活性物质，故使海菖蒲具有高效的医疗价值。目前为止，海菖蒲的研究局限于生长及分布和河床保护[3]等方面，对海菖蒲多糖提取工艺研究和天然活性物质的研究甚少。海菖蒲多糖的传统提取方法有醇提取法、索氏提取法[4]、碱提法、乙醇沉淀法、酸提法及水提法；新式提取法有PEF结合酶提取法[5]、超声-微波协提法等。实验拟采用超声波协助微波来提海菖蒲多糖，利用微波穿透力强、操作简便、时间短结合超声波强烈震动，操作无需高温等优点，保证海菖蒲多糖活性，加快海菖蒲有效成分的流出，可用于海菖蒲多糖高生产。在新型药品、化妆品及食品领域发展情景广袤[6]，为今后人类高质量生活奠定基础。

2.2 海菖蒲多糖提取技术

翻阅大量文献可知，海菖蒲多糖的提取方法有：稀碱提取法、有机溶剂提取法、酶提取法等。稀碱液提取法只针对少部分分子质量大结构复杂难溶于热水，溶解度小。其缺点是操作较复杂，会损坏多糖结构及其化学活性。酶提取法的作用条件温和，具有专一性，但此法成本颇高，对实验环境、温度、pH有较高要求，且需考虑酶浓度的影响，底物浓度等影响，加大了分离各种活性物质的难度。有机溶剂提取法其有机溶剂的选择较广泛，无需发生反应，操作简单易行，使混合物容易分离。饶梧丙[7]等以海菖蒲多糖产率为指标，使用有机溶剂提取法实验得：最佳时间为2.5个小时，最好的粗糖提取物为0.0317 g。此法需消耗大量的有机溶液，过多有机溶剂会给实验人员的健康造成潜在的伤害，有机溶剂还具有易燃的特点，应少用有机溶剂。

3 超声-微波协提海菖蒲多糖

超声波-微波提取法结合了传统工艺，利用微波释放的高能量照射海菖蒲。使其细胞里的极性物质发生偶极旋流、摩擦频数高，短时高产热。海菖蒲内部细胞温度升高，分子扩散速率快。水汽化影响，增大海菖蒲内部细胞压强细胞壁涨破。其内部细胞的活性物质得以释放，用于提取海菖蒲多糖。其温度低、难糊化、分离较容易、实验操作简单，萃取效率提高，大限度保证海菖蒲多糖不损失。但每次萃取的海菖蒲不能太多，不能保证每株海菖蒲接受同等微波照射，只可用于小实验。本实验拟用结合超声波辅助法[8]，结合超声波强震荡、时效短、成分活性强等优点弥补微波照射不全面的缺陷，使有效物质溶出，可以大规模的用于海菖蒲多糖的提取工艺上。

4 多糖的药理性质综述

海菖蒲多糖有消除自由基，增强抗氧化性的功效。李煦[9]等用超声微波辅助获取碱蓬多糖以及抗氧化性能研究中，在最佳料液比0.51:80，提取时间21 min，温度70 ℃时，碱蓬多糖得率低。碱蓬多糖对自由基、DPPH·和O2-·均有明显的清除作用，在多糖浓度5.1 mg/mL时，对羟基自由基、DPPH·和O2-·的清除率分别为89.3%、81.9%、79.2%，说明所提取的碱蓬多糖具强抗氧化活性。海菖蒲多糖通过造血环境的影响来重建造血系统，优化血液循环系统。周卉[10]等通过对海带多糖影响血液循环系统及禽类生产中表明海带多糖有助于降血脂和胆固醇。海菖蒲多糖可通过影响肿瘤细胞的微环境，控制DNA的复制作用于肿瘤细胞。赵诗雨[11]等通过Sevag法和透析法研究新疆、浙江和湖北三个地方香菇多糖的初步优化，得到三种不同多糖。用阴离子交换色谱的高效法测各个单糖组分，检测出香菇多糖可控制肿瘤细胞增加。李晶晶[12]等利用SSP1-1方法分离精提碱蓬多糖，研究发现分子量在60.32kDa，浓度为500 μg/mL的HepG2细胞，在24 h及48 h的细胞活力是52.8%与50.2%。Hoechst 33342染色实验观察到SSP1-1可引起HepG2细胞核出现典型的细胞凋亡特征；控制SSP1-1的剂量和依赖时间可有效控制细胞分裂，抑制肿瘤细胞增值。

5 结语

鉴于海菖蒲多糖的提取方法还不全面，对其研究仍需全面并深入。利用超声-微波协提海菖蒲多糖这种新颖方法，用微波的高频电波射海菖蒲，使海菖蒲产热，高速穿透，破坏海菖蒲的细胞壁结合超声波高速强有力的振动，加之操作简便，无需高温的优点，将超声波和微波的优点相结合，保证了海菖蒲里物质的活性，加快海菖蒲中有效成分流出，使海菖蒲多糖的得率升高，这种方法为今后新化合物的提取提供优质参考。海菖蒲多糖的中医药作用全面、丰富，有抗肿瘤、优化循环系统、抗氧化、抗病毒等功效，有助于对未来新药的开发及医疗事业发展。