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岩藻多糖的制备和生物活性研究

发布日期:2020/5/18 10:13:09

背景及概述[1-2]

岩藻多糖(Fucoidin) 是一类含有L-岩藻糖和硫酸基团的水溶性多糖,也称褐藻多糖硫酸酯、褐藻糖胶,主要来源于褐藻、红藻和一些海洋无脊椎动物。低分子量岩藻多糖具有抗凝血、抗病毒、抗血栓、抗肿瘤、增强免疫力等活性,被广泛地应用于医药领域和现代食品工业。

制备[1]

报道一、

一种酶法提取海藻中岩藻多糖的工艺,其步骤包括:

(1)海藻预处理:将干燥的海藻剪切成适宜大小,然后用粉碎机粉碎成粉末状,向该海藻粉末中加入7~15倍(重量比)的水,于30~80℃水浴中浸泡2~8 h,使其充分吸水溶胀。

(2)岩藻多糖的提取:向上述充分吸水溶胀的海藻浸泡液中加入为海藻重量的0.03~1.2%复合纤维素酶,控制pH 3.5~6.0,30~50℃下反应4~15 h;然后加入为海藻重量的0.01~0.8%复合蛋白酶,控制pH 6.5~10,上述温度下反应2~8 h。反应结束后,离心分离酶解液,残渣加入少量水充分搅拌、离心,合并两次酶解液,此酶解液中除含有岩藻多糖外,还包含一定量的海藻酸、蛋白质以及其它杂质。

(3)岩藻多糖的分离纯化:上述得到的酶解液先用硫酸调节pH 2~4.5,将其中的海藻酸类物质沉淀出来,然后加入石灰水,调节溶液的pH为6~9,过滤,进一步除去海藻酸杂质;澄清滤液在70~85℃经双效浓缩为原体积的1/2~1/4,然后加入1~3倍体积的乙醇,使其中的岩藻多糖沉淀出来,最后经多次脱水、烘干得到高纯度岩藻多糖产品。

报道二、

一种均一性小分子岩藻多糖的制备方法,所述方法为:(1)粗岩藻多糖提取:将干海带粉与溶剂混合,在60-100℃浸提1-5h,将浸提液离心(优选5000-10000r/min),获得提取液;并将提取液减压浓缩至1/2-1/15体积(优选50℃-70℃减压浓缩至1/10),获得浓缩液;所述溶剂为体积浓度95%乙醇水溶液或去离子水;所述溶剂体积用量以干海带粉质量计为25-50ml/g(优选30ml/g);然后向浓缩液中加质量浓度1%~4%CaCl2水溶液,搅拌至无沉淀产生(优选搅拌4h),离心,取上清液浓缩至1/2~1/3倍体积后,采用sevage法除蛋白直至水层与sevage溶液层中间未出现白色层,取水层旋转蒸发除去残留的氯仿,用14KDa透析袋于去离子水中透析;取截留液加入无水乙醇至乙醇体积浓度为50%-90%,搅拌,在4℃下静置过夜,离心,沉淀干燥,得粗岩藻多糖;(2)粗岩藻多糖纯化:将粗岩藻多糖用去离子水溶解后,上样DEAE-52纤维素阴离子交换柱,分别用去离子水,0.3M NaCl水溶液、0.6M NaCl水溶液、0.9M NaCl水溶液、1.5M NaCl水溶液、2.0M NaCl水溶液进行洗脱,分别收集0.9M NaCl水溶液、1.5M NaCl水溶液、2.0M NaCl水溶液对应的三种流出液,分别用14KDa透析袋于去离子水中透析,取截留液冻干(12-24h),分别获得三种纯化岩藻多糖;(3)小分子岩藻多糖的制备:将步骤(2)获得的三种纯化岩藻多糖用浓度为0.01~0.2mol/L的HCl水溶液制成质量浓度为0.5~5%的岩藻多糖溶液,于30℃-100℃下搅拌水解10min-2h,反应液调pH为7(优选用1mol/L的NaOH)后,用3.5KDa透析袋于去离子水中透析24h,取截留液浓缩至1/3体积后,加入体积浓度10~30%H2O2水溶液溶解,再加入体积浓度5~20%氨水调节pH为8.5,室温(25-30℃)避光放置30min,离心,上清液用3.5KDa透析袋于去离子水中透析,冻干,分别获得三种小分子岩藻多糖,所述小分子岩藻多糖分子量均小于10kDa,优选5-9kDa。

生物活性[3-4]

吴俊仙等人探讨了岩藻多糖抑制炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)的作用及其机制。方法:将小鼠随机分为实验组和对照组(每组5只),实验组给予岩藻多糖灌胃2周,对照组给予饮用水灌胃2周,随后两组小鼠均自由饮用溶有葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium salt,DSS)的水溶液,构建IBD小鼠模型。检测小鼠体重、脾脏重量、结肠长度及重量,HE染色观察结肠组织病理变化,观察大便性状并评分;运用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qPCR)检测炎症因子、趋化因子和紧密连接蛋白的mRNA水平变化。结果:岩藻多糖处理的实验组小鼠肠炎相关指标显著优于对照组,炎症程度减弱。结论:岩藻多糖能够预防和抑制IBD的发生,为预防和治疗IBD提供新方法和依据。

目前,科学家们在体外和体内的研究已经证明了岩藻多糖的抗肿瘤的作用,包括在各种癌症细胞中抑制生长、转移、血管生成和诱导细胞凋亡。此外,岩藻多糖还能够与巨噬细胞作用产生细胞因子和趋化因子增强机体的免疫功能,从而间接抑制肿瘤细胞的生长。岩藻多糖还具有免疫调节作用,因此在与化疗药物及放疗进行联合使用时,可缓解化疗带来的副作用。

参考文献

[1] [中国发明,中国发明授权] CN201310726522.5 一种酶法提取海藻中岩藻多糖的工艺

[2] [中国发明] CN201811399126.5 一种小分子岩藻多糖的制备方法

[3] 吴俊仙,董昀凡,袁涛,黄宇康,马嘉政,张娓娓,曹星月,陈允梓.岩藻多糖对炎症性肠病的作用及其机制[J].南京医科大学学报(自然科学版),2019,39(09):1304-1308+1313.

[4]闫洪雪,孙占一,赵丽丽,张鹏鹏,刘翔.岩藻多糖的抗癌活性研究进展[J].食品研究与开发,2018,39(24):197-203.

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