管軍軍^１，張春霞^２

（1．江南大學食品學院，江蘇無錫214036；2．浦江前吳中學，浙江浦江322200）

［中圖分類號］S816．7［文獻標識碼］AI文章編號］1005－8613（223）03－0032－03

1 前言

多糖與免疫功能的調(diào)節(jié)、細胞與細胞的識別。細胞間物質(zhì)的運輸、癌癥的診斷與治療等有著密切的關系。多糖在醫(yī)藥上還是一種很好的佐劑。近年來又發(fā)現(xiàn)多糖的糖鏈在分子生物學中具有決定性作用。此外它還能控制細胞的分裂和分化，調(diào)節(jié)細胞的生長和衰老。多糖在食品工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)及石油工業(yè)上也有著廣泛的應用。因此，在開展多糖資源的開發(fā)、多糖結構的分析、多糖藥理作用等的研究方面，人們做了大量的工作。

2 多糖的來源

多糖廣泛存在于植物、微生物（細菌和真菌）和海藻中，來源很廣。其中研究得較早且最多的，是從細菌中得到的各種莢膜多糖，它在醫(yī)藥上主要用于疫苗；1984年，蘇聯(lián)人在荷蘭召開的第十二次國際碳水化合物討論會上報道了用全合成特定結構的莢膜多糖作疫苗，引起與會者的極大興趣。爾后，有關真菌多糖的研究既深又廣，如酵母菌多糖、食用菌多糖，特別是食用菌多糖的研究，報道的頻率是相當?shù)母?，其中?a target="_blank">香菇多糖研究得較清楚。另外，植物多糖的開發(fā)也備受人們的青睞，由于我國是中藥的起源之地，而糖類是中藥材中普遍存在的成分，在對各種中藥材的化學成分研究的過程中，人們都少不了對其中多糖的關注。植物多糖研究得比較深入是稻草多糖、麥秸多糖、竹多糖、黃芪多糖、刺五茄多糖，海藻多糖雖然研究得不多，但其前途也是很光明的。

3 多糖的提取、分離純化、純度鑒定及分子量測定

多糖是極性大分子化合物，大多采用不同溫區(qū)的農(nóng)、穩(wěn)堿溶液提取，盡量避免在酸性條件下提取，以防引起糖苷鍵的斷裂，稀酸提取時，時間宜短，溫度不宜超過50℃。由于水提時間長且效率低，酸堿提易破壞多糖的立體結構及活性，現(xiàn)在有的采用菌法提取多糖，即采用復合酶一熱水浸提相結合的方法，復合酶多采用一定比例的果膠酶。纖維素酶及中性蛋白酶，此法具有條件溫和、雜質(zhì)易除和提取率高等優(yōu)點。

多糖提取之后，其中還含有許多雜質(zhì)要除去，一般首先利用多糖難溶于有機溶劑的特性，用乙醇或丙酮進行反復沉淀洗滌，除去一部分醒溶性雜質(zhì)，然后用Sevage法或三氟三氯乙烷法（微生物多糖）或三氯醋酸法（植物多糖），脫游離蛋白質(zhì)。小分子雜質(zhì)的除去可以用透析法。

除去這些雜質(zhì)之后，可以采用部分沉淀法、金屬絡合法、季鉸鹽沉淀法、甲醇分級沉淀法和制備性區(qū)域電泳等進行純化，但大多數(shù)采用DEAE一纖維素、DEAE一凝膠及其他凝膠柱層析法進行純化，國外采用LKB柱層析系統(tǒng)。多糖的檢測可用比旋度、示差折射及紫外檢測等方法，也可以用苯酚一硫酸法測定多糖。純度的鑒定可以用超離心法、高壓電泳法、凝膠過濾法、高效液相法、示差折射法、紫外檢測法等。

4 多糖的結構分析

多糖的結構描述包括分子量范圍、單糖的組成、連接點類型、單糖和糖著鍵的構型及重復單元等。

單糖組成分析的第一步是將多糖的糖音鍵完全斷裂，方法有甲醇解、鹽酸水解、硫酸水解、甲酸解及三氟醋酸催化的水解等，最常用的是三氟醋酸水解法，一般用

20mol／L TFA， 120℃恒溫 lh，或2moI／L TFA，100℃恒溫 6h。然后將單糖進行分離。定性和定量。

單糖的分離檢測方法有KPLC、HPTC、CZE和HRCC等，GC測定糖組分時須在進樣前進行化學衍生，如硅烷化和還原、乙酸化等，以提高樣品的揮發(fā)度。多糖結構的分析方法還有甲基化分析法、高碘酸氧化法、Smith降解法、酸／堿部分降解法。特定酶的降解法等。近幾年又將高效毛紉管電泳應用于糖結構的分析。隨著現(xiàn)代儀器的發(fā)展，物理分析方法也在多糖結構分析中占有很重要的地位，如紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜分析等。

多糖中游離蛋白成分的判斷方法有：（l）聚丙烯酰胺凝膠電泳后，用考馬斯亮蘭R～250進行蛋白質(zhì)染色。阿利新蘭進行糖的染色；（2）8mol／L尿素處理后測蛋白質(zhì)含量等。多糖中糖醛酸的鑒定可以用咋嘆一硫酸法。分子量測定常用滲透壓法、超過濾法、粘度法、光散射法、高壓電泳法、高效凝膠滲透色譜法（HPGPC）、高效液相法、還原末端法及聚合度法。

5 多糖的功能活性

多糖有多種多樣的生物活性。目前，對多糖的化學研究以及生物功能的研究方興未艾，不同來源多糖的潛在功能尚須進一步研究。專家預測，隨著對多糖結構和功能關系的研究，將會產(chǎn)生生物學的新領域，導致醫(yī)學上的高速發(fā)展和工農(nóng)業(yè)上新的應用。

5．1 抗腫瘤

人們已從不同的生物材料中得到多種具有抗腫瘤活性的多糖，如從香菇中得到的香菇多糖具有強的抗腫瘤活性，其抑制癌癥和抗腫瘤效果不是直接作用于移植性癌細胞，而是通過宿主調(diào)節(jié)而發(fā)生作用。

多糖類抗腫瘤性的構效關系：多糖的化學結構與生理活性間有相關性。如真菌多糖的分子立體結構對其活性的影響很大，凡具β一螺旋結構的多糖具有較強的生物功能。C－NMR分析推斷，連接在β－（t－3）－D葡聚糖骨架上的多羥基團，對于抗腫瘤活性起重要作用。結構的化學修飾可提高多糖的活性，如原茯苓多糖沒有抗癌作用，其主鏈為β－（t－3）一葡聚糖，具有β－（l一6)吡哺葡聚糖音支鏈，當它經(jīng)過碘酸氧化、脫氫還原和酸水解后，得到不含β－（l－6）糖音鏈的在警異多糖，其具有很高的抑瘤活性。另外，無活性的葡聚糖經(jīng)過去掉部分敘幡的修飾后，也具備了抗腫瘤活性。多糖的高級結構、分子結構等是重要的影響因素，在生物體內(nèi)有與多糖直接結合的某種物質(zhì)，如有的抗腫瘤活性多糖能打亂血清蛋白的d一螺旋結構，能暫時特異性地使某些血清蛋白成分增量。

5．2 增強免疫作用

已證實不同的多糖具有不同的免疫促進作用。香菇多糖是理想的免疫促進刑，它作為T細胞定位的佐劑和輔助T細胞刺激參與機體免疫反應?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，其具有高度特異性免疫增強作用。在帶癌狀態(tài)下一方面它能激活腹腔巨噬細胞的殺傷抗原能力；另一方面能恢復已降低的免疫功能，特別是能恢復T協(xié)助細胞的活性，同時近百倍地提高抗胸腺依賴性抗原的體液性抗體水平。銀耳多糖能促進淋巴細胞的轉(zhuǎn)化，增強小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能，明顯促進肝臟蛋白質(zhì)核酸的合成以及促進骨髓造血功能，提高體液免疫力。黑木耳多糖可有效地提高小鼠巨噬細胞的吞噬指數(shù)和百分率。藥理實驗證明，茶多糖具有增強免疫功能，促進單核巨噬細胞系統(tǒng)吞噬功能的作用。研究表明：茶多糖是一種免疫促進劑，能明顯促進巨噬細胞的吞噬能力，使免疫器官脾臟重量增加，其他多糖如大蒜、蘿卜等提取的多糖對T淋巴細胞、B淋巴細胞及巨噬細胞分別具有不同的增強作用，可增強機體細胞免疫功能。

5．3

降血糖、降血脂

藥理實驗證明，茶多糖具有明顯的降血糖的作用，其中有降血糖作用的多糖為牛乳葡聚糖。香菇多糖具有對膽固醇的溶解作用。腸膜狀明串珠球菌因蔗糖發(fā)酵液中產(chǎn)生的右旋糖酐，其硫酸酯有阻止脂類異常引起的高血脂動脈硬化的作用。黑木耳多糖具有緩解動脈粥樣硬化的功效。

5．4 抗病毒、抗細菌

現(xiàn)已證實香菇中含有一種干擾素誘導劑，能干擾病毒蛋白質(zhì)的合成，提高抗病毒免疫力。云芝多糖在小鼠體內(nèi)也具有抗病毒作用，保護病毒性肝損傷，促進肝臟kupfer細胞吞噬功能和誘生干擾素的作用。中華獼猴桃多糖具有較強的抗細菌感染的作用。

5．5 抗輻射

黑木耳多糖具有抗放射作用，對^６０Co照射的動物可提高存活率。茶多糖具有明顯的抗輻射作用。研究結果表明：螺旋藻水溶性多糖能顯著增強輻射引起的DNA的切除修復活性和程序外DNA合成，同時能顯著減輕小鼠骨髓細胞和蠶豆根尖細胞的輻射遺傳損傷，大大降低輻射引起的突變頻率。凌甲基獲警多糖對60Coyr－r射線引起的小未用白血細胞數(shù)的減少有減輕作用。銀耳孢子多糖具有抗放射作用。

5．6 抗氧化

從長白山野生云蘭中提取的彩云多糖（GVPS），給予荷瘤或受Y射線全身照射的小鼠，能使多種臟器和細胞內(nèi)SOD活力升高，脂質(zhì)過氧化物水平下降；ESR（電子自旋共振）研究表明，CVPS在黃嘌呤一黃嘌呤氧化酶體系中具有直接清除ROS的作用。從另一種來源的真菌云芝得到的連接蛋白的多糖（PSK），對巨噬細胞LDL氧化修飾后GSH－Px活力降低和LPO生成增多有很好的抑制作用，能使這些指標恢復到接近正常。從湖北恩施地區(qū)野生籌竹葉中提取得到的幾種不同結構的多糖均能增強機體的抗氧化防御機制。以四氯化碳致肝損傷后，小鼠肝線粒體、微粒體MDA含量急劇上升，SOD活力降低，給予菩葉多糖能顯著抑制這種變化；

Ca²⁺“氧化修飾低密度脂蛋白（LDL）后， MDA含量高達正常LDL的5倍以上，不同濃度的多糖對此有明顯的抑制作用，并有劑量效應關系。從海帶科植物海帶中提取的低分子量巖藻聚糖硫酸酯（LMS）具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等作用。高脂血癥大鼠在血脂升高的同時，血清中W的含量顯著升高，血清及組織中SOD活力降低，MSF能抑制這些變化，使上述指標恢復到接近正常。由中華獼猴桃的根中提取的多糖（ACPS）有較強的清除ROS及抗衰老的作用。在二甲亞砜于堿性條件下產(chǎn)生（及Fenton反應產(chǎn)生）OH^-的發(fā)光體系中，ACPS可清除O^-₂和OH^-，抑制化學發(fā)光。從寧夏拘妃子中提取得到的多糖具有抗氧化、抗腫瘤、防衰老及增強免疫力等方面的作用。對Fe²⁺－cys致大鼠肝線粒體損傷，構相多糖可抑制MDA含量上升、膜流動性下降，增加

AIYase活性； H₂O₂致紅細胞膜損傷后，若給予枸杞多糖可抑制脂質(zhì)過氧化的發(fā)生。此外還有螺旋藻多糖、褐藻多糖、海藻硫酸多糖、大制技頭多糖、猴頭菌絲多糖、紅藻多糖、南沙參多糖。自從蓉多糖、北五妹子多糖、魔芋多糖、硒化黃茂多問、硫酸化高山紅景天多糖、淫羊藿多糖、鼠尾藻多、青竹梅多糖等均有一定程度的抗氧化作用。

大量研究表明多糖具有清除ROS的抗氧化作用，其作用的機理，可能的解釋有如下幾種：（1）直接清除ROS。多糖可以捕捉脂質(zhì)過氧化鏈式反應中產(chǎn)生的ROS，還少脂質(zhì)過氧化反應鏈長度，因此可以阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的進行。對于OH^-而言，可快速地攫取多糖碳氫鏈上的氫原子結合成水，而多糖的碳原子上則留下一個成單電子，成為碳自由基，進一步氧化形成過氧自由基，最后分解成對機體無害的產(chǎn)物；對于O^-₂多糖可與其發(fā)生氧化反應，達到清除的目的；對于單線態(tài)氧，可將激發(fā)能傳遞給多糖，使多糖處于激發(fā)態(tài)而本身回到基態(tài)（淬滅）。（2）絡合產(chǎn)生ROS所必需的金屬離子。多糖環(huán)上的OH可與產(chǎn)生OH^-等所必需的金屬離子（如

Fe²⁺、Cu²⁺等）絡合，使其不能產(chǎn)生起動脂質(zhì)過氧化的羥基自由基或使其不能分解脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的脂過氧化氫，從而抑制ROS的產(chǎn)生。（3）促進SOD從細胞表面釋放。多糖可通過促進SOD從細胞表面釋放而發(fā)揮清除ROS的作用，進而阻止自由基引發(fā)的連鎖反應，預防衰老的發(fā)生，例如巖藻聚糖硫酸酯的抗ROS損傷作用可能與SOD的釋放有關。（4）提高抗氧化酶的活性。多糖可通過提高SOD、CAT、GSH－PX等酶的活性，從而發(fā)揮抗氧化的作用。

5.7 其他

研究表明：黑木耳多糖具有抗血小板聚積，緩解動脈粥祥硬化的功效。九里香多糖和蛋白多糖具有抗生育，增強機體免疫功能的作用，對機體受內(nèi)外因素所致的損傷具有一定的保護和修復作用。此外，還有抗凝血作用等。

6 多糖的發(fā)酵調(diào)控

多糖的來源雖然很廣泛，但是，多糖的大批量生產(chǎn)主要還是通過微生物的發(fā)酵作用來進行。各種理化因素都會影響菌的生長速度、生物量的多少及代謝特征等，同樣，多糖的產(chǎn)生也會受到許多因素的影響，除了營養(yǎng)物質(zhì)之外，其他環(huán)境因素也是相當重要的。從培養(yǎng)基中C／N的角度來講，N含量高，有利于菌絲的生長，菌絲成率高；而C含量高時，應該更有利于多糖的積累，如：培養(yǎng)基中C／N比高，有利于莢膜細菌形成莢膜多糖。pH也是影響多糖合成的基本因素之一。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，食用菌多糖的單糖組成還與培養(yǎng)基的組成有關系，特別是碳素養(yǎng)料的組成，研究液體培養(yǎng)蜜環(huán)菌產(chǎn)多糖的過程中發(fā)現(xiàn)，菌絲球的大小與多糖的產(chǎn)生存在一定的負相關，即菌絲球大，多糖產(chǎn)量低，這可能與菌絲和培養(yǎng)液的接觸面積大小有一定的聯(lián)系。