铁皮石斛多糖分离纯化及其药理活性研究进展

铁皮石斛是我国名贵的药食同源资源,具有较高的保健价值。铁皮石斛多糖是铁皮石斛中重要的活性成分之一。本文对铁皮石斛多糖的提取、分离纯化、分子量、单糖组成进行总结归纳,并对铁皮石斛多糖的降血糖及改善糖尿病并发症、保护胃黏膜损伤、抗肿瘤、调节微生态的最新研究进展进行综述。针对目前铁皮石斛多糖含量影响因素较多、分离纯化重复性差、结构分析不够清晰、构效关系的研究不够深入等现状,提出未来研究的展望,以期为铁皮石斛的开发利用提供有益参考。     

铁皮石斛茎部和叶部多糖的性质和活性

铁皮石斛是一种含有多种活性物质的名贵中药,目前主要利用其茎部进行活性和结构等方面的研究。作者通过研究和比较铁皮石斛茎部和叶部中的各种物质的质量分数和分布,发现茎部与叶部中物质组成相同,但茎部中多糖和石斛碱质量分数分别是叶部的2.71和3.02倍,而脂溶性成分和粗蛋白在叶部的质量分数要明显高于茎部。将提取后的茎部和叶部多糖进行分析,发现两种多糖的单糖组成具有较大差异,茎部多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成,摩尔比为3.07∶1,叶部多糖主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为8.81∶1∶0.57∶0.37。此外,茎部和叶部多糖特性粘度分别为56.26、8.05 dL/g,与之对应的相对分子质量分别为1 207000和318 000,为高相对分子质量高粘度的生物大分子。在抗氧化活性实验中,清除DPPH自由基的结果显示,叶部多糖明显优于茎部多糖,表明其具有较高的抗氧化应用价值。在对提取条件中的温度、提取时间和料液比进行考察后,最终确定了茎部和叶部多糖提取的最优条件。     

铁皮石斛多糖不同级分的制备、性质分析及免疫调节活性比较

目的:制备铁皮石斛多糖(DOP)的不同分级组分,比较其理化性质及体外免疫调节活性的差异,并对多糖结构特征与活性的关系进行初探。方法:采用分级醇沉的方法获得铁皮石斛多糖不同分级组分,并对各组分的糖、糖醛酸、蛋白质含量、单糖组成、分子量进行分析。以巨噬细胞RAW264.7为研究模型,比较DOP不同分级组分的体外免疫调节活性。结果:DOP和四个组分(F30、F40、F50和F50S)均为中性糖,各组分糖醛酸含量较DOP均有所降低,F50S蛋白质含量最高。DOP、F30、F40、F50和F50S的平均分子量分别为262.4、314.5、248.3、202.9和136.2 kDa。DOP、F30、F40、F50和F50S均主要由甘露糖和葡萄糖组成,其摩尔比分别为5.16:1、3.67:1、4.16:1、5.62:1和5.86:1。DOP和各分级组分均可显著(p<0.05)增强RAW264.7巨噬细胞的增殖能力、NO的释放以及TNF-α和IL-1β的分泌。结论:铁皮石斛多糖及其分级组分均有免疫调节活性,且分子量较小的免疫调节活性较强。     

铁皮石斛多糖分离纯化及其药理活性研究进展

目的：从铁皮石斛中分离纯化得到铁皮石斛多糖,对其进行结构表征,并探究其抗炎作用。方法：以铁皮石斛为原料,通过水提醇沉法得到铁皮石斛粗多糖,再经过DEAE-52纤维素离子交换树脂和葡聚糖凝胶Sephadex G-100从粗多糖中分离纯化得到多糖组分DOP-1。利用紫外扫描法、气相色谱法、高效凝胶色谱、红外光谱和核磁共振扫描等技术对多糖DOP-1进行结构分析,并测定DOP-1对小鼠腹腔巨噬细胞RAW 264.7细胞增殖抑制效果,及其对LPS诱导的RAW264.7细胞NO、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和白介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）表达的影响。结果：分离纯化得到的多糖DOP-1为鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成的均一性多糖,单糖摩尔比为0.6:9.0:2.7:2.9,分子量为59.2 kDa。DOP-1对RAW 264.7细胞增殖无显著性抑制,与模型组相比,DOP-1能显著抑制NO、TNF-α和IL-1β的表达量。结论：本实验得到的铁皮石斛多糖结构明确,且具有较好的抗炎活性,提取工艺条件具有可行性。本研究可为铁皮石斛多糖在抗炎功效产品的开发利用提供理论依据。

     

铁皮石斛多糖提取及抗氧化活性研究

从铁皮石斛中提取多糖。以铁皮石斛多糖提取得率为评价指标,在单因素试验的基础上通过正交试验优化提取条件,得到最佳提取条件:提取时间2h,料液比1∶80,提取温度80℃,提取次数3次。此条件下铁皮石斛多糖提取得率为19.01%±0.49%。通过测定铁皮石斛多糖对1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)、超氧阴离子自由基(O~(2-))和羟基自由基(-OH)的清除能力及铁皮石斛多糖对三价铁的还原能力,对铁皮石斛多糖进行抗氧化活性研究。结果表明,铁皮石斛多糖对三种自由基均有较高的清除能力,且清除能力随多糖浓度的增加而增大,在多糖浓度为3mg/mL时,自由基清除率分别达到38.83%、56.25%、56.58%。同时铁皮石斛多糖具有较高的还原能力。铁皮石斛多糖具有较强的抗氧化活性。     

超高压提取铁皮石斛多糖工艺优化及其抗氧化活性分析

目的:优化超高压提取铁皮石斛多糖工艺条件,并分析其基本性质及体外抗氧化活性。方法:以铁皮石斛干粉为原料,优化超高压技术提取铁皮石斛多糖工艺条件,分析传统热水浸提法、超高压法两种提取方法下的铁皮石斛多糖的相对分子量与单糖组成,并比较其体外抗氧化活性。结果:超高压提取铁皮石斛多糖的最佳工艺条件为超高压压力200 MPa,料液比1:25 (g/mL),保压时间5 min,此时铁皮石斛多糖得率为33.3%,比传统热水浸提法提高了128%,且超高压法提取的多糖蛋白含量和相对分子量下降,甘露糖含量提高,对DPPH自由基的清除能力提高。结论:超高压提取的铁皮石斛多糖得率高,体外抗氧化活性较好。     

铁皮石斛的功能活性研究及产业化现状

铁皮石斛为兰科石斛属多年附生草本植物,在我国民间享有“救命仙草”的美誉,含有多糖、石斛碱、黄酮等多种生物活性成分,具有增强免疫力,调节炎症,调节糖脂代谢,促进胃肠道健康等功能特性。2023年11月9日,铁皮石斛被国家卫生健康委员会和国家市场监督管理总局正式列为“食药同源”物质,在健康食品领域具有的广阔应用前景。本文综述铁皮石斛从“栽培种植-功能成分挖掘-加工特性”的研究历程,全面总结其主要功能物质——铁皮石斛多糖的研究进展;同时,阐述铁皮石斛精深加工现状,剖析其产业化痛点和前景方向,以期为铁皮石斛在大健康产业的创新发展提供参考。     

铁皮石斛多糖液态发酵工艺及其抗氧化活性研究

探讨液态发酵铁皮石斛多糖的最佳工艺及其抗氧化活性。采用单因素及正交实验研究了发酵温度、转速、p H和发酵时间对发酵工艺的影响,得到了液态发酵的最优条件:发酵温度28℃,p H4.5,转速170 r/min,发酵时间54 h;发酵后铁皮石斛水提多糖的总抗氧化能力、清除DPPH及ABTS自由基能力均有所提高,而且均具有很强的量效关系;发酵后石斛多糖的平均分子量由4.234×10~5降为1.077×10~5,推测发酵多糖抗氧化能力的提高可能与微生物发酵过程导致石斛多糖分子量的减小有关。      

铁皮石斛多糖化学修饰及其对免疫活性的影响

采用水提醇沉法结合冻融制备高纯度铁皮石斛多糖,并利用硫酸化、脱乙酰化及羧甲基化修饰方法对铁皮石斛多糖进行化学修饰,探讨不同方法修饰的铁皮石斛多糖对RAW264.7巨噬细胞免疫活性影响。结果表明,铁皮石斛纯多糖(purified polysaccharides of Dendrobium officinale,DOP)的中性糖含量较高,而糖醛酸及蛋白质含量则较低,分别为87.37%、3.19%和0.51%,羧甲基化及硫酸化显著降低了铁皮石斛多糖的中性糖含量。红外分析结果显示硫酸化、脱乙酰化及羧甲基化修饰衍生物均已成功制备。高性能凝胶渗透色谱法测定铁皮石斛多糖分子质量为960 k D,硫酸化及羧甲基化修饰显著增加了其分子质量。体外实验研究发现,硫酸化和脱乙酰化修饰的铁皮石斛多糖能够增强RAW264.7巨噬细胞的免疫活性,而羧甲基化修饰则表现为显著的抑制作用,表明不是所有的官能团接枝改性都可以改善铁皮石斛多糖对免疫活性的影响。     

铁皮石斛多糖复合酶法提取工艺及其抗氧化性

探讨复合酶法提取铁皮石斛多糖的最佳工艺以及酶解多糖的抗氧化活性。利用单因素及L₁₈(3⁷)正交实验研究了酶配比、酶浓度、酶解温度、酶解时间、料液比及pH对多糖得率的影响,并通过清除DPPH、ABTS自由基研究酶解多糖的抗氧化活性。结果显示酶解最优条件:中性蛋白酶与纤维素酶比例为2:1,酶浓度为10%,料液比为1:120,酶解温度为55 ℃,pH6.0,酶解时间为3 h,在此条件下多糖得率为43.85%±1.8%;酶解多糖对DPPH、ABTS自由基的IC₅₀分别为1.331、0.467 mg/mL,说明酶解石斛多糖具有较好的抗氧化活性。     

不同生长年限铁皮石斛多糖含量与特性分析

采用凝胶渗透色谱方法测定多糖分子质量,柱前衍生化高效液相色谱法测定多糖的单糖组成,研究不同种植年限铁皮石斛多糖结构组成的差异及抗氧化能力。结果表明,5?a生铁皮石斛多糖含量最高,为238.60?mg/g,3?a生次之,为232.74?mg/g;4?a生铁皮石斛主要多糖分子质量高达1?383?kDa,3?a生次之,为1?046?kDa;1?a生铁皮石斛多糖的甘露糖比例最大,3?a生次之;3?a生铁皮石斛多糖的Fe3＋还原能力、羟自由基清除能力和总抗氧化能力最高。综合多糖含量和抗氧化活性测定结果得出,3?a生铁皮石斛品质最佳。     

铁皮石斛低温干燥抑制其水溶性多糖的聚合反应

本研究旨在探明干燥温度对铁皮石斛中多糖分子结构和抗氧化活性的影响。分别以新鲜铁皮石斛、以及60、100和140℃热风干燥铁皮石斛为实验材料,通过提取和纯化制备水溶性石斛多糖FDOP、60 DOP、100 DOP和140 DOP,然后对石斛多糖进行分子结构分析和抗氧化活性测定。FDOP和60 DOP的还原端含量分别为1.82%、1.70%。然而,100 DOP和140 DOP的还原端含量分别降低至1.42%、1.10%。各铁皮石斛多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成,单糖摩尔比与干燥温度之间无明显的关联。随着干燥温度的升高,石斛多糖的分子量分布曲线向大分子量方向偏移。FDOP、60 DOP、100 DOP和140 DOP中分子量103～106 u的多糖组分质量比分别为70.68%、67.70%、62.24%和58.11%。在UV光谱的280 nm处,FDOP、60 DOP、100 DOP没有吸收峰,而140 DOP有吸收峰。分子量103～106 u的多糖组分、还原端较多的铁皮石斛多糖具有较大的自由基清除能力和还原力。在铁皮石斛干燥中,60℃的温度有利于抑制多糖的聚合反应,保持多糖的抗氧化活性。本研究为石斛功能食品的生产及利用提供了技术数据和理论依据。     

体外模拟3 种消化液对铁皮石斛多糖的消化作用

本实验采用人体胃肠道模拟系统,体外模拟3 种消化液对铁皮石斛多糖的消化行为。通过高效凝胶液相色谱、铁氰化钾法和高效离子交换色谱分别测定消化后多糖分子质量变化、还原糖含量和单糖组成的情况。结果表明：唾液不能改变铁皮石斛多糖的分子质量;模拟胃液和模拟胃肠液可以降低多糖的分子质量,同时提高多糖溶液中的还原糖含量,但没有检测到单糖。结论：在体外模拟胃肠道的消化体系中,铁皮石斛多糖的分子质量减小,糖苷键发生断裂,但没有游离单糖的释放。     

不同分子量铁皮石斛多糖体外抗氧化活性研究

采用分步醇沉法对铁皮石斛总多糖(DSP)进行分离,得到乙醇终浓度为40%(DSP3)、70%(DSP2)和90%(DSP1)的多糖。进一步对4 种铁皮石斛多糖的抗氧化活性进行测定,结果显示：DSP1 对DPPH·的清除作用、总抗氧化能力、抑制H2O2 诱导红细胞氧化溶血和抑制Fe2+-VC 诱导的小鼠肝匀浆脂质过氧化作用效果最佳,DSP 和DSP3次之,DSP2 相对较弱;对·OH 的清除率大小依次为DSP ＞ DSP3 ＞ DSP1 ＞ DSP2;且不同相对分子质量的铁皮石斛多糖均可显著抑制羟基自由基介导的DNA 氧化断裂。结果提示：不同相对分子质量铁皮石斛多糖均有抗氧化作用,且抗氧化能力与其相对分子质量大小有关。     

霍山铁皮石斛多糖的脱蛋白工艺及结构分析

优选霍山铁皮石斛多糖脱蛋白工艺,并对其进行分离纯化及结构分析。以蛋白脱除率和多糖损失率为评价指标,比较Sevag法、酶法及酶-Sevag法3种脱蛋白方法。结果表明,酶-Sevag法脱蛋白效果最佳,蛋白脱除率为81.58%,多糖损失率为15.63%。采用DEAE-52纤维素柱、Sephadex G-100凝胶柱分离纯化石斛多糖,得活性组分DOPA-1;采用紫外扫描光谱、高效液相色谱鉴定DOPA-1为均一多糖;采用气相色谱分析表明组分单糖由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成(各单糖的物质的量比为1∶0.42∶0.27);采用红外光谱和刚果红实验分析糖链结构表明,DOPA-1有典型的糖类特征吸收峰,存在β-D-甘露吡喃糖苷,且具有三股螺旋构象。     

干燥温度对铁皮石斛颗粒中多糖溶出特性的影响

本研究旨在探明干燥温度对铁皮石斛颗粒多糖溶出率和溶出速度的影响及其机理。以新鲜铁皮石斛颗粒(直径5 mm×长5 mm)为原料,通过60～140℃热风干燥制备干燥铁皮石斛颗粒,于60℃水浴锅上进行铁皮石斛颗粒的多糖浸提,同时比较新鲜和干燥铁皮石斛颗粒的组织结构。新鲜铁皮石斛颗粒的多糖溶出率和多糖扩散系数分别为(46.65±0.86)%、1.02×10-2 mm2/h。在60～100℃的干燥温度范围内,干燥促进了铁皮石斛颗粒中多糖的溶出,干燥温度越低,对多糖溶出的促进作用越大。60℃干燥铁皮石斛颗粒的多糖溶出率和多糖扩散系数分别高达(64.54±1.27)%和1.94×10-2mm2/h。较低的干燥温度有利于铁皮石斛颗粒保持组织结构,减少材料收缩,减轻美拉德反应和焦糖化反应,同时产生一定的内部空隙,从而促进其多糖的溶出。本研究为铁皮石斛的干燥加工和利用提供了技术数据和理论依据。     

铁皮石斛多糖分子量测定及其影响因素分析

目的:研究了铁皮石斛多糖的分子量及其主要的影响因素。方法:对铁皮石斛多糖进行了三次重复的提取分离,经过纤维素凝胶树脂DEAE-52和葡聚糖凝胶Sephacryl S-300柱进行纯化,得到一个多糖片段WDOPA并采用高效凝胶渗透色谱法进行多次的分子量测定。采用单因素比较的方法,分别用加热和超声的手段处理铁皮石斛多糖,考察不同的加热温度、时间及不同的超声功率、时间对铁皮石斛多糖分子量的影响。结果:该WDOPA的分子量为776054 u,RSD在10%以内,加热的温度及时间对多糖分子量的影响不明显,而超声功率、超声时间的不同对铁皮石斛多糖分子量影响较大,随着超声功率的加大及时间的延长,分子量逐渐变小。结论:该实验方法可用于测定多糖,且超声可用于改变铁皮石斛多糖的分子量,应用于筛选不同分子量的多糖片段。