管軍軍^１，張春霞^２

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

［中圖分類號(hào)］S816．7［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］AI文章編號(hào)］1005－8613（223）03－0032－03

1 前言

多糖與免疫功能的調(diào)節(jié)、細(xì)胞與細(xì)胞的識(shí)別。細(xì)胞間物質(zhì)的運(yùn)輸、癌癥的診斷與治療等有著密切的關(guān)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(xué)中具有決定性作用。此外它還能控制細(xì)胞的分裂和分化，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)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(yīng)用。因此，在開展多糖資源的開發(fā)、多糖結(jié)構(gòu)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(xì)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(xì)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(huì)上報(bào)道了用全合成特定結(jié)構(gòu)的莢膜多糖作疫苗，引起與會(huì)者的極大興趣。爾后，有關(guān)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(bào)道的頻率是相當(dāng)?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(duì)各種中藥材的化學(xué)成分研究的過程中，人們都少不了對(duì)其中多糖的關(guān)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(cè)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(shí)，時(shí)間宜短，溫度不宜超過50℃。由于水提時(shí)間長(zhǎng)且效率低，酸堿提易破壞多糖的立體結(jié)構(gòu)及活性，現(xiàn)在有的采用菌法提取多糖，即采用復(fù)合酶一熱水浸提相結(jié)合的方法，復(fù)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(diǎn)。

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(jī)溶劑的特性，用乙醇或丙酮進(jìn)行反復(fù)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(luò)合法、季鉸鹽沉淀法、甲醇分級(jí)沉淀法和制備性區(qū)域電泳等進(jìn)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(jìn)行純化，國外采用LKB柱層析系統(tǒng)。多糖的檢測(cè)可用比旋度、示差折射及紫外檢測(cè)等方法，也可以用苯酚一硫酸法測(cè)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(cè)法等。

4 多糖的結(jié)構(gòu)分析

多糖的結(jié)構(gòu)描述包括分子量范圍、單糖的組成、連接點(diǎn)類型、單糖和糖著鍵的構(gòu)型及重復(fù)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(jìn)行分離。定性和定量。

單糖的分離檢測(cè)方法有KPLC、HPTC、CZE和HRCC等，GC測(cè)定糖組分時(shí)須在進(jìn)樣前進(jìn)行化學(xué)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(jié)構(gòu)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(yīng)用于糖結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jìn)行蛋白質(zhì)染色。阿利新蘭進(jìn)行糖的染色；（2）8mol／L尿素處理后測(cè)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(cè)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(duì)多糖的化學(xué)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(jìn)一步研究。專家預(yù)測(cè)，隨著對(duì)多糖結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的研究，將會(huì)產(chǎn)生生物學(xué)的新領(lǐng)域，導(dǎo)致醫(yī)學(xué)上的高速發(fā)展和工農(nóng)業(yè)上新的應(yīng)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(qiáng)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(xì)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(gòu)效關(guān)系：多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)與生理活性間有相關(guān)性。如真菌多糖的分子立體結(jié)構(gòu)對(duì)其活性的影響很大，凡具β一螺旋結(jié)構(gòu)的多糖具有較強(qiáng)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(tuán)，對(duì)于抗腫瘤活性起重要作用。結(jié)構(gòu)的化學(xué)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(dāng)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?jǐn)⑨Φ男揎椇螅簿邆淞丝鼓[瘤活性。多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)等是重要的影響因素，在生物體內(nèi)有與多糖直接結(jié)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(jié)構(gòu)，能暫時(shí)特異性地使某些血清蛋白成分增量。

5．2 增強(qiáng)免疫作用

已證實(shí)不同的多糖具有不同的免疫促進(jìn)作用。香菇多糖是理想的免疫促進(jìn)刑，它作為T細(xì)胞定位的佐劑和輔助T細(xì)胞刺激參與機(jī)體免疫反應(yīng)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，其具有高度特異性免疫增強(qiáng)作用。在帶癌狀態(tài)下一方面它能激活腹腔巨噬細(xì)胞的殺傷抗原能力；另一方面能恢復(fù)已降低的免疫功能，特別是能恢復(fù)T協(xié)助細(xì)胞的活性，同時(shí)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(jìn)淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能，明顯促進(jìn)肝臟蛋白質(zhì)核酸的合成以及促進(jìn)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(xì)胞的吞噬指數(shù)和百分率。藥理實(shí)驗(yàn)證明，茶多糖具有增強(qiáng)免疫功能，促進(jìn)單核巨噬細(xì)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(jìn)劑，能明顯促進(jìn)巨噬細(xì)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(duì)T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞分別具有不同的增強(qiáng)作用，可增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫功能。

5．3

降血糖、降血脂

藥理實(shí)驗(yàn)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(duì)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(dòng)脈硬化的作用。黑木耳多糖具有緩解動(dòng)脈粥樣硬化的功效。

5．4 抗病毒、抗細(xì)菌

現(xiàn)已證實(shí)香菇中含有一種干擾素誘導(dǎo)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(hù)病毒性肝損傷，促進(jìn)肝臟kupfer細(xì)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(qiáng)的抗細(xì)菌感染的作用。

5．5 抗輻射

黑木耳多糖具有抗放射作用，對(duì)^６０Co照射的動(dòng)物可提高存活率。茶多糖具有明顯的抗輻射作用。研究結(jié)果表明：螺旋藻水溶性多糖能顯著增強(qiáng)輻射引起的DNA的切除修復(fù)活性和程序外DNA合成，同時(shí)能顯著減輕小鼠骨髓細(xì)胞和蠶豆根尖細(xì)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(duì)60Coyr－r射線引起的小未用白血細(xì)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(zhǎng)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(xì)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(duì)巨噬細(xì)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(biāo)恢復(fù)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(jié)構(gòu)的多糖均能增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化防御機(jī)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(dá)正常LDL的5倍以上，不同濃度的多糖對(duì)此有明顯的抑制作用，并有劑量效應(yīng)關(guān)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(shí)，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(biāo)恢復(fù)到接近正常。由中華獼猴桃的根中提取的多糖（ACPS）有較強(qiáng)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(yīng)產(chǎn)生）OH^-的發(fā)光體系中，ACPS可清除O^-₂和OH^-，抑制化學(xué)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(qiáng)免疫力等方面的作用。對(duì)Fe²⁺－cys致大鼠肝線粒體損傷，構(gòu)相多糖可抑制MDA含量上升、膜流動(dòng)性下降，增加

AIYase活性； H₂O₂致紅細(xì)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(jī)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?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生的ROS，還少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈長(zhǎng)度，因此可以阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的進(jìn)行。對(duì)于OH^-而言，可快速地攫取多糖碳?xì)滏溕系臍湓咏Y(jié)合成水，而多糖的碳原子上則留下一個(gè)成單電子，成為碳自由基，進(jìn)一步氧化形成過氧自由基，最后分解成對(duì)機(jī)體無害的產(chǎn)物；對(duì)于O^-₂多糖可與其發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到清除的目的；對(duì)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(luò)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(luò)合，使其不能產(chǎn)生起動(dòng)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(jìn)SOD從細(xì)胞表面釋放。多糖可通過促進(jìn)SOD從細(xì)胞表面釋放而發(fā)揮清除ROS的作用，進(jìn)而阻止自由基引發(fā)的連鎖反應(yīng)，預(yù)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(guān)。（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(dòng)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(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用，對(duì)機(jī)體受內(nèi)外因素所致的損傷具有一定的保護(hù)和修復(fù)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(jìn)行。各種理化因素都會(huì)影響菌的生長(zhǎng)速度、生物量的多少及代謝特征等，同樣，多糖的產(chǎn)生也會(huì)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(dāng)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(zhǎng)，菌絲成率高；而C含量高時(shí)，應(yīng)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(xì)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(guān)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(fù)相關(guān)，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。