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鋅多糖的合成方法、結構特征和生物活性研究進展

2022-08-04 07:27袁心田陳華國趙超龔小見周欣
食品與發酵工業 2022年14期
關鍵詞:多糖活性

袁心田,陳華國,趙超,龔小見,周欣*

1(貴州中醫藥大學,貴州 貴陽,550002)2(貴州師范大學, 貴州省山地環境信息系統與生態環境保護重點實驗室,貴州 貴陽,550001)3(貴州師范大學, 貴州省藥物質量控制及評價技術工程實驗室,貴州 貴陽,550001)

鋅是人體第二豐富的微量元素,其含量僅次于鐵元素,是人體必需微量元素之一,主要存在于骨骼、肌肉、皮膚和男性生殖器官中。鋅是人體300多種酶的重要組成部分,例如超氧化物歧化酶[1]、蛋白酪氨酸激酶-1B[2]和堿性磷酸酶[3],所以鋅在蛋白質和DNA合成、細胞生長和增殖、代謝調控等生理過程中起著重要作用。人體缺鋅會導致味覺障礙、生長發育不良、皮膚損傷、免疫功能損傷和生殖能力減弱[4]。2017年中國營養學會發布了WS/T 578.3—2017《中國居民膳食營養素參考攝入量》,推薦18歲以上男性每日鋅的膳食攝入量為12.5 mg,女性每日鋅的膳食攝入量為7.5 mg。人體自身不能合成鋅,只能從膳食中攝取,但體內鋅元素嚴重缺乏時應通過補鋅制劑維持體內鋅元素平衡。

鋅多糖作為一種新型的補鋅制劑,與傳統補鋅制劑[4](無機鋅、有機酸鋅和酵母鋅)相比,具有一定的優點。首先,多糖可提高鋅的生物利用度,如殼聚糖、海藻酸或生馬鈴薯淀粉能減輕植酸對鋅利用率的抑制作用,提高鋅的吸收率和股骨鋅濃度[5];枸杞葉多糖能調節大鼠體內鋅轉運蛋白表達,促進大鼠對鋅的吸收[6],由此可以推測,多糖與鋅螯合形成的鋅多糖可有效提高鋅的生物利用度。其次,鋅多糖維持了多糖的活性結構,且部分鋅多糖的活性要優于原多糖。DONG等[7]、董金滿[8]對比羅耳阿太菌多糖和羅耳阿太菌鋅多糖的紅外光譜和核磁共振波譜,發現羅耳阿太菌鋅多糖的基本骨架沒有改變,只有部分羥基和羰基發生改變,而羅耳阿太菌鋅多糖的體內外抗氧化活性都要優于羅耳阿太菌。本文綜述了鋅多糖的化學合成法、微生物轉化法和植物轉化法,并分析各自的優缺點;歸納了鋅多糖結構特征分析方法,包括原子吸收光譜分析、氣相色譜、高效凝膠滲透色譜、掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析、核磁共振波譜分析和熱重量分析等;最后總結了鋅多糖抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調節、抗菌和保肝等活性,以期為鋅多糖的開發利用提供理論依據。

1 合成方法

天然鋅多糖在自然界中存在較少,常存在于植物和菌絲體內,例如金針菇菌絲體內有35%左右的鋅與多糖結合[9-10]。天然鋅多糖來源較少且含量較低,而使用合成方法可得到鋅含量和純度均較高的鋅多糖,還能以不同來源的多糖作為原料進行合成,極大地拓寬了鋅多糖的研究范圍,所以探索鋅多糖合成方法很有必要。目前,鋅多糖的合成方法主要包括化學合成法、微生物轉化法和植物轉化法。

1.1 化學合成法

化學合成法是指利用多糖結構中游離的—OH、—COOH或—NH2吸附鋅化試劑的Zn2+,以—O—Zn鍵或—N—Zn鍵的形式形成網狀結構[11-12],常用的鋅化試劑包括硫酸鋅、氯化鋅和醋酸鋅?;瘜W合成法幾乎沒有改變多糖的空間結構,保持了多糖的大部分生物活性,且操作步驟簡單、反應可控、成本低、可制備不同種類的鋅多糖,是大部分研究人員合成鋅多糖的首選方法。

部分鋅多糖的合成條件、鋅含量和生物活性如表1所示。由表1可知,不同多糖進行鋅化修飾后鋅含量有所差異,這可能與多糖的單糖組成、分子質量、糖苷鍵和空間結構等因素有關。

表1 鋅多糖的合成條件、鋅含量和生物活性Table 1 Synthesis conditions, zinc content amd bioactivities of zinc polysaccharides

1.2 微生物轉化法

微生物轉化法是指將一定濃度的鋅化試劑添加到微生物培養基中,微生物可吸收富鋅環境中的鋅離子并在體內轉化形成鋅多糖的方法。微生物轉化后的鋅多糖可通過傳統的多糖提取方法進行直接提取,不同來源的鋅多糖提取時間和溫度不同。ZHENG等[21]在90 ℃、pH=8條件下提取2 h得到光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖,ZHANG等[22]在80 ℃提取3 h得到灰樹花SH-05胞內鋅多糖。此外,可使用堿、酸或酶作為輔助技術提高鋅多糖提取率。許諾[23]、XU等[24-25]通過向培養基中加入醋酸鋅在白靈菇菌絲體內富集鋅元素,以HCl、NaOH和4 %的蝸牛酶溶液作為溶劑提取出白靈菇菌絲體鋅多糖,分別得到酸提白靈菇菌絲鋅多糖(AcMZPS,由甘露糖、半乳糖和葡萄糖組成,摩爾比為4.0∶5.97∶1.9)、堿提白靈菇菌絲鋅多糖(AlMZPS,由半乳糖和葡萄糖組成,摩爾比為6.55∶38)和酶提白靈菇菌絲鋅多糖(EnMZPS,由葡萄糖、半乳糖和甘露糖組成,摩爾比1.3∶1.0∶3.8)。

1.3 植物轉化法

植物轉化法是指植物在酶系統的作用下,通過新陳代謝將土壤或培養基中的無機鋅轉化為有機鋅的方法。已有文獻表明土壤中的無機鋅可通過植物轉化法轉化為鋅多糖,YANG等[26]用ZnSO4得到高鋅含量的糙米,該糙米最佳培養條件為ZnSO4200 mg/L,浸泡時間30.28 min,培養時間3 d,在此條件下糙米的最大鋅含量為304.71 μg/g。糙米體內的有機鋅主要以鋅多糖、鋅蛋白、鋅核酸、脂質和低分子質量化合物等形式固定和儲存在植物體內,其中鋅多糖占比最高為30.42 %。FAN等[27]用不同濃度的ZnSO4處理金釵石斛,觀察其在不同鋅濃度下的生長情況,結果表明低濃度鋅(< 400 μmol/L)可增加金釵石斛的光合速率和蒸騰作用,提高金釵石斛葉片中抗氧化酶活性。高濃度鋅元素(800 μmol/L)可促進金釵石斛體內的多糖與鋅螯合形成鋅多糖,減輕鋅脅迫對其造成的損害。已有文獻采用植物轉化法得到硒多糖并進行深入研究[28],而鮮有文獻對植物轉化法得到的鋅多糖進行深入研究,需要研究工作者今后彌補該方面的空白。

綜上可以看出每種鋅多糖合成方法的優缺點?;瘜W合成法無需培養菌絲體或植物,實驗周期短、操作步驟少、成本低且鋅元素應用率高,適用于工業生產,但鋅多糖的鋅含量受到反應條件和多糖結構等因素影響,需要找到最佳的實驗條件。微生物轉化法的產物活性較穩定、毒性較小、反應綠色環保,但存在反應過程機制尚不明確和產物難分離等問題。植物轉化法的研究較少,且存在植物培養周期長的問題,但該方法操作簡單、反應過程綠色環保、可應用于農業生產中。制備鋅多糖時應考慮多糖種類、操作過程難易程度、成本等問題,選擇適當的制備方法制備鋅多糖,不同制備方法得到的鋅多糖性質可能有差異,需要進行比較以選擇最好的制備方法。

2 結構特征分析方法

鋅多糖的基本骨架結構仍是多糖鏈,所以鋅多糖的結構可采用表征多糖結構的方法進行分析,包括原子吸收光譜分析、氣相色譜、高效凝膠滲透色譜、掃描電子顯微鏡、紅外光譜分析、核磁共振波譜分析和熱重量分析,以獲取鋅多糖的鋅含量、單糖組成、分子質量、微觀表面結構、結構特征和熱穩定性等信息。

2.1 原子吸收光譜(atomic absorption spectroscopy,AAS)分析

AAS是基于物質所產生的原子蒸氣對特定譜線的吸收作用來進行定量分析的一種方法,是測定鋅多糖中鋅含量的一種方法。鋅多糖在HNO3-HClO4混合溶液中水解12 h,適當稀釋水解液后使用AAS分析其鋅含量[21]。LI等[13]通過AAS測定夏枯草鋅多糖中鋅含量為(27.0±2.4) mg/g,XUE等[16]通過AAS測定猴頭菇鋅多糖中鋅含量為340 mg/g。AAS具有檢測限低、準確度高、分析速度快、分析范圍廣等優點,但容易產生干擾效應,使結果產生誤差,需配合其他方法如X射線能譜儀分析法使測量結果準確。

2.2 氣相色譜(gas chromatography,GC)

GC采用氣體作為流動相,利用物質的沸點、極性及吸附性質的差異來實現混合物的分離,可定量分析鋅多糖的單糖組成,有助于判斷哪種多糖更適合制備鋅多糖。ZHANG等[29]通過GC分析姬菇SS-03鋅多糖(intracellular zinc polysaccharides fromPleurotuscornucopiaeSS-03,IZPS)的單糖組成,結果表明IZPS的單糖分別為鼠李糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖,含量分別為29.25%、0.78%、19.45%、29.84%和20.67%,摩爾比為1.65∶0.05∶1∶1.50∶1.07。ZHENG等[21]測定光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖的單糖組成,光帽鱗傘SW-02菌絲體鋅多糖由葡萄糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖組成,摩爾比為33.04∶4.49∶4.28∶1。研究發現,提取方法的不同會影響鋅多糖的單糖組成,進而影響其生物活性[23]。

2.3 高效凝膠滲透色譜(high performance gel permeation chromatography,HPGPC)

HPGPC是測定鋅多糖分子質量大小和分布的一種常用手段,其分離原理是基于溶液中分子體積的大小差異進行分離。WANG等[30]測定香菇SD-08菌絲體鋅多糖(mycelia zinc polysaccharides ofLentinusedodesSD-08,MZPS)的分子質量,其重均分子質量為1.20×105Da,數均分子質量為7.14×102Da。通常采用分子質量分布系數(Mw/Mn)表示聚合物的分散性,分布系數越大說明聚合物分子質量越分散。MZPS的Mw/Mn為168.19,表明MZPS的分子質量分布較寬,長短鏈混雜。WANG等[15]測定了桑葚鋅多糖的分子質量,其平均分子質量為1.561×105Da。硒多糖的分子質量與生物活性具有一定關系[31],而鋅多糖分子質量與生物活性之間的研究較為缺乏,這可能是鋅多糖構效關系的研究方向之一。

2.4 掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)

SEM利用聚焦窄的高能電子束來掃描樣品, 通過光束與物質間的相互作用, 反映各種物理信息, 對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質微觀表面結構表征的目的。SEM可觀察鋅多糖的微觀表面結構,通過對比多糖和鋅多糖SEM的差異,結合其他檢測方法確定鋅是否與多糖螯合。猴頭菇多糖(Hericiumerinaceuspolysaccharides,HEP)的微觀結構為不規則的海綿狀,提供了較大的螯合面積。XUE等[16]觀察到HEP-Zn的結構表面有鱗片,表明鋅被吸附在HEP表面,形成HEP-Zn。鋅多糖與多糖表面結構的差異會導致兩者生物活性的差異。ZHANG等[32]發現,鋅與平貝母多糖(Fritillariaussuriensispolysaccharides,FUP)螯合后,FUP與鋅在生物活性方面的協同作用和FUP-Zn較大的孔徑是導致FUP-Zn抗氧化活性增強的原因。SEM可直觀地揭示鋅多糖的微觀表面結構,但無法獲得共價鍵連接方式和內部空間結構等信息,需要結合紅外光譜分析和核磁共振分析等方法對鋅多糖的結構進行分析。

2.5 紅外光譜(infrared absorption spectrometry,IR)分析

IR分析是利用紅外光譜對物質分子的分析和鑒定,將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上,某些特定波長的紅外射線被吸收,形成這一分子的紅外吸收光譜。IR可測定多糖和鋅多糖的官能團信息,通過對比多糖與鋅多糖的IR,可判斷鋅元素是否螯合在多糖上以及推測鋅元素連接官能團的種類。對比大蒜多糖和大蒜鋅多糖的IR,兩者紅外光譜相似,說明鋅化修飾沒有改變多糖的基本骨架。大蒜鋅多糖在3 368 cm-1吸收峰變弱,并向3 286 cm-1移動,1 600 cm-1和424 cm-1處出現弱吸收峰,說明Zn2+與多糖螯合成功[33]。對比修飾前后的IR圖,發現肉蓯蓉鋅多糖的—OH伸縮振動峰藍移,—COO—的反對稱伸縮振動峰藍移,說明鋅與—COOH和—OH發生螯合[34]。桑葚鋅多糖的—OH伸縮振動峰發生紅移,并在2 146 cm-1和984 cm-1處出現新的吸收峰,推測產生了—O—Zn[15]。IR操作簡單、結果易于分析,但只能分析出鋅多糖的官能團相關信息,鋅多糖的精確結構需要甲基化分析和核磁共振波譜分析進行佐證。

2.6 核磁共振波譜(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)分析

NMR分析是指原子核在外加磁場中吸收從一個自旋能級到另一個自旋能級的電磁波后產生的吸收光譜。NMR作為一種分析化學技術已被廣泛應用于研究多糖的分子結構和構象,結合一維譜、同核和異核二維核磁共振譜中的化學位移和偶合常數可以推測糖基的連接和序列。DONG等[7]、董金滿[8]收集了羅耳阿太菌鋅多糖的核磁共振氫譜和碳譜,發現羅耳阿太菌鋅多糖的化學位移主要集中在δ 3.0~5.5,這是多糖的典型特征信號;在δ 5.2和δ 4.7 處的異常質子信號表明,α和β構型都存在;在δ 5.4處沒有信號進一步證實了該鋅多糖屬于吡喃糖。由碳譜可知,在δ 80~90處沒有信號,可進一步證實吡喃糖的存在。此外,羅耳阿太菌鋅多糖氫譜中的峰強度明顯減弱,質子信號的峰型也有一定程度的展寬,說明鋅與多糖發生了螯合。NMR是分析多糖結構和構象的常用工具,然而NMR仍存在一些局限性[35]:(1)NMR需要更高的分辨率和靈敏度,才能最大限度地提高結構解析能力;(2)結構復雜或黏度高的多糖仍然是核磁共振分析的巨大障礙;(3)核磁共振分析的規則不統一,包括測試溫度和內標。

2.7 熱重量分析(thermogravimetric analysis,TGA)

TGA是在程序控制溫度下,測量物質的質量與溫度或時間的關系的方法。通過分析熱重曲線,可知樣品及其可能產生的中間產物的組成、熱穩定性、熱分解情況及生成的產物等與質量相關聯的信息。平貝母鋅多糖發生熱分解的溫度高于平貝母多糖,且多糖損失率更低,說明多糖-鋅螯合物的熱穩定性比未修飾的多糖高[32]。亞側耳鋅多糖(zinc-Hohenbueheliaserotinapolysaccharides,Zn-HSP)在TGA中損失質量主要包括3個階段:(1)在20~240 ℃,Zn-HSP的質量緩慢下降,主要是以吸附或氫結合的方式結合在鋅多糖表面的水蒸發導致的。(2)在240~500 ℃,Zn—HSP熱分解,導致其質量迅速下降。(3)隨著溫度不斷上升,Zn—HSP質量趨于恒定。在20~500 ℃,亞側耳多糖質量損失略大于Zn—HSP,其原因可能是引入Zn—O基團取代了亞側耳多糖中的—OH,導致結合水的減少,熱損失質量減少[11]。

2)退出控制電源、儲能電源后,繼保人員手動復歸,兩信號消失。投分一次控制電源后,“告警”信號又出現,且無法復歸。保護裝置掉電重啟后,告警信號可手動復歸。再次分投一次控制電源,告警信號再次無法手動復歸。

除了上述方法分析鋅多糖的結構,高效液相色譜[36]和甲基化[15]也是常用的分析鋅多糖結構的方法。目前,鋅多糖的結構較為復雜、不同鋅多糖之間結構差異較大、結構分析方法較多,需對每一種鋅多糖選擇合適的分析方法進行分析。

3 生物活性

已有實驗表明,與未鋅化的多糖相比,鋅多糖在許多方面均表現出生物活性的提高,包括抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調節、抗菌和保肝等活性。

3.1 抗氧化

氧化應激是由于促氧化劑和抗氧化劑之間缺乏平衡造成的?;钚匝?reactive oxygen species,ROS)過度增加、抗氧化劑不足或細胞緩沖系統未能維持氧化還原,會導致平衡失調和生物分子變化,最終引發各種疾病,如癌癥、腎損傷、各種炎癥和糖尿病等[37]。研究表明,ZnSO4和枸杞多糖能協同抑制酒精性肝損傷所帶來的氧化應激,表明多糖和鋅都具有抗氧化活性[38]。所以,鋅多糖的抗氧化活性研究一直是主要研究的方向,在已發表的文中找到許多有關不同來源和制備方法的鋅多糖抗氧化活性的研究,包括體內動物實驗和體外自由基清除活性實驗。表2總結了鋅多糖體內外抗氧化活性研究。

表2 鋅多糖體內外抗氧化活性研究Table 2 Study on antioxidant activities of zinc polysaccharide in vivo and in vitro

此外,鋅多糖具有抗衰老活性,其原因在于鋅多糖具有較好的抗氧化活性。衰老是一種以漸進性生理功能損害為特征的自然過程,可導致個體發生多種與衰老相關的退行性疾病。目前,越來越多的證據表明,氧化應激在衰老過程中起著重要作用,最流行的解釋衰老過程的理論之一是自由基學說[47]。氧在代謝過程中會產生自由基,但過量的自由基對人體是有害的。常用D-半乳糖建立衰老模型,體內抗氧化酶活性下降可確定造模成功。王麗芹[48]通過D-半乳糖對小鼠進行造模,造模小鼠體內SOD、CAT和GSH-Px活性下降,說明衰老模型造模成功。給予小鼠香菇鋅多糖后,小鼠心、肝、腎、血中SOD、CAT和GSH-Px活性顯著提高,MDA含量顯著降低,說明香菇鋅多糖具有抗衰老作用。

3.2 降血糖

糖尿病是一種因胰島素分泌不足或靶細胞對胰島素敏感性降低引起的代謝紊亂。鋅在人體中起重要作用,補鋅可促進血糖水平的適度降低[49]。糖尿病患者體內鋅含量不足,缺鋅可能會對體內鋅依賴激素和酶的功能產生不利影響,從而導致不必要的并發癥。多糖能調節磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt/PKB)信號通路、核因子E2相關因子2(Nrf2)和炎癥信號通路,起到降血糖作用[50]。二者都具有降血糖作用,因此鋅和多糖結合形成的鋅多糖,其降血糖活性受到科技研究人員關注。

3.3 抗炎

炎癥是人體對于刺激的一種防御反應,常見于抵御外來病原體侵襲或修復感染造成的組織損傷,然而在某些情況下,炎癥反應本身會損害宿主組織并導致器官功能障礙。脂多糖可誘導炎癥的產生,促使炎癥細胞分泌腫瘤壞死因子(TNF-α)、INF-γ、白細胞介素-6(IL-6)和NO等炎癥因子。金針菇鋅多糖可降低脂多糖誘導的RAW 264.7細胞中TNF-α、INF-γ、IL-6和NO水平,表現出良好的抗炎活性,且活性與濃度呈正相關[12]。干巴菌菌絲體鋅多糖能清除斑馬魚體內自由基,降低脂多糖誘導的ROS水平,抑制中性粒細胞向損傷部位遷移和浸潤,起到抗炎作用[53]。滸苔鋅多糖可顯著抑制仔豬空腸黏膜中NF-κB的激活,并減弱炎癥因子的釋放,表明滸苔鋅多糖可以作為抗生素的替代品添加到斷奶仔豬飼料中,增強其免疫調節提高存活率[54]。

3.4 抗癌

癌癥是以細胞異常增殖為顯著特征的一種疾病,目前治療癌癥主要依靠手術和放射性治療,對人體有嚴重損害,因此找出并利用具有抗腫瘤活性且低毒副作用的天然活性物質成為治療癌癥的熱點課題。LI等[13]發現,夏枯草鋅多糖可以抑制肝癌細胞增殖,有潛在的抗肝癌活性,其表現為細胞形態改變、染色質凝聚和G0/G1期細胞周期阻滯,深入研究發現,夏枯草鋅多糖使ROS過度增加,降低線粒體膜電位,激活caspase-3和caspase-9信號通路,誘導HepG2細胞凋亡。張笑然等[55]發現,姬松茸胞內鋅多糖能抑制小鼠體內肝癌細胞增殖,對脾臟的生長有一定的促進作用,同時還能提高血清中鋅含量,表明姬松茸胞內鋅多糖具有抗肝癌和補鋅的功能。YAN等[56]對比了茯苓多糖、茯苓鋅多糖、茯苓硒多糖和茯苓鐵多糖抑制卵巢癌細胞A2780的增殖能力,結果表明茯苓鋅多糖的抑制能力最強,在20 μg/mL質量濃度下,A2780細胞的存活率僅為81.087%。LIAO等[57]發現竹蓀鋅多糖可阻滯細胞周期S期、破壞細胞線粒體功能和誘導細胞內ROS過度生成,同時激活caspase通路,促進人乳腺癌細胞MCF-7的凋亡。

3.5 免疫調節

免疫系統在人體抵御病毒或細菌感染中起著至關重要的作用,但在某些情況下免疫系統會被抑制或失調,因此尋找新的干預措施改善機體的免疫反應是預防或治療疾病的關鍵方向之一。鋅多糖具有較好的免疫調節活性,可通過多種途徑進行免疫調節。阿苯達唑是唯一治療泡狀棘球蚴病的藥物,但該藥會引起全身性免疫抑制,具有強烈的副作用,而鋅葡聚糖螯合物與阿苯達唑聯合使用可減少阿苯達唑的副作用。鋅葡聚糖螯合物具有免疫刺激活性,可促進小鼠T淋巴細胞增殖,提高IFN-γ水平,激活Th1型細胞免疫應答,減輕阿苯達唑所產生的全身性免疫抑制[58]。蜜蜂采集的枸杞花粉多糖(polysaccharides from bee collected pollen of Chinese wolfberry,WBPPS)是一種天然的鋅多糖,ZHOU等[59]從WBPPS中分離出3個組分,并評價其免疫調節活性。結果表明,WBPPS-1、WBPPS-2和WBPPS-3均能提高RAW 264.7細胞NO、TNF-α、IL-6和IL-1β水平,具有良好的免疫刺激作用,其中WBPPS-3的免疫刺激活性最好,推測與WBPPS-3單糖組成中較多的半乳糖和鼠李糖有關。

3.6 其他

除了上述活性之外,鋅多糖還具有抗菌和保肝活性,以及存在潛在的調節腸道菌群活性的可能性。ZHANG等[22]在培養基中加入鋅化試劑,通過微生物轉化法合成灰樹花菌株鋅多糖(intracellular zinc polysaccharides fromGrifolafrondosaSH-05,IZPS),并測定IZPS和IPS(intracellular polysaccharides fromGrifolafrondosaSH-05,IPS)的抗菌活性。結果表明,IZPS具有較好的抑菌活性,抑菌活性大小順序為:金黃色葡萄球菌>大腸桿菌>單增李斯特氏菌>巨大芽孢桿菌。此外,與IPS相比,IZPS的抑菌活性更強,說明多糖鋅化是提高多糖抑菌能力的一種有效手段。NETANEL等[60]發現紫球藻鋅多糖對大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性均強于天然多糖,紫球藻鋅多糖不僅抑制了細菌的生長,而且減少了活細胞的數量,表現出較強的抗菌活性。ZHANG等[36]研究了紅平菇菌絲鋅多糖對CCl4所致急性肝損傷的保護作用。紅平菇菌絲鋅多糖能降低血清中谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶和肝臟指數,顯著升高血清中SOD、GSH-Px和CAT活性,具有抗氧化和保肝作用。目前沒有相關文獻研究鋅多糖的調節腸道菌群活性,但鋅[61]和多糖[42]均能調節由疾病引起的腸道菌群紊亂,本文猜想鋅多糖同樣具有調節腸道菌群的活性,這是科技研究工作者今后研究鋅多糖生物活性的方向之一。

4 總結與展望

鋅多糖是一種新型的補鋅制劑,具有高生物利用度、低毒性、易消化吸收等特點?,F有研究采用了化學合成法、微生物轉化法和植物轉化法制備鋅多糖,這些方法均能將多糖與無機鋅螯合,且穩定性良好。目前鋅多糖的結構分析主要采用AAS、GC、HPGPC、SEM、IR、NMR和TGA等方法,獲取鋅多糖的鋅含量、單糖組成、分子質量、微觀表面結構、結構特征和熱穩定性等結構信息,這有助于研究其構效關系。部分鋅多糖表現出比天然多糖更好的生物活性,包括抗氧化、降血糖、抗炎、抗癌、免疫調節、抗菌和保肝等,說明鋅多糖在醫學領域和保健食品領域具有良好的應用價值和廣闊的前景。

隨著研究逐漸深入,鋅多糖的研究仍然存在諸多問題,需要在今后的研究中加以解決。

(1)不同制備方法得到的鋅多糖的鋅含量差異較大,然而目前沒有證據表明鋅含量提高會增強其生物活性,因此不同鋅含量鋅多糖對生物活性的影響值得深入研究。

(2)多糖是一種天然大分子物質,結構較為復雜,引入鋅會導致多糖結構更為復雜。目前鋅多糖結構分析方法仍具有一定的局限性,采用更加新穎的方法全面地解析鋅多糖結構是該領域研究的方向之一。此外,鋅多糖的構-效關系還需要更多的研究。

(3)在鋅多糖生物活性相關研究中,大部分研究集中在抗氧化和降血糖方面,相比之下抗炎、抗癌、免疫調節、抗菌、保肝和調節腸道菌群活性的研究較少,應重視這些活性的研究。

(4)許多體內外實驗證明了鋅多糖有一定的生物活性,但其作用機制尚未研究。

(5)目前鋅多糖缺乏臨床試驗數據,在開發成為新型功能食品之前,必須收集充足的臨床試驗數據,確保鋅多糖對人體安全有效。

因此,需對上述問題進行重點研究,這對鋅多糖基礎理論的研究、鋅多糖作為新一代功能食品或藥物輔助治療劑的研發和生產都具有十分重要的意義。

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