北虫草多糖提取及其抗氧化、抗衰老作用研究进展.docx

《北虫草多糖提取及其抗氧化、抗衰老作用研究进展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北虫草多糖提取及其抗氧化、抗衰老作用研究进展.docx（10页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、北虫草多糖提取及其抗氧化、抗衰老作用研究进展摘要：北虫草是中国的传统医药，常以干燥的子实体入药，是药用价值较高的虫草菌属之一，具有药理性强、药效范围广的优点.北虫草多糖作为其主要的活性成分，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗炎、免疫调节等多种药理作用.为提高北虫草多糖的提取率，研究多糖的药理作用，对北虫草多糖的提取工艺及其抗氧化、抗衰老作用的相关研究进行综述.关键词：北虫草多糖;提取工艺；抗氧化;抗衰老北虫草(Cordycepsmi1itaris)又名北冬虫夏草、蛹虫草，是我国传统药用真菌之一，隶属于子囊菌门、麦角菌科、虫草属，具有天然的药用价值和营养价值1.北虫草最初被人们所熟知源于其具有显著调

2、节机体免疫的作用，所含的活性成分已成为真菌学研究的主要热点.北虫草多糖(Cordycepsmilitarispolysaccharides,CMP)作为北冬虫夏草主要活性成分之一，主要是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、核糖、鼠李糖等单糖组成2.目前，从北虫草液体发酵液、天然北虫草以及碳氮源人工培养北虫草等物质中分离纯化得到的多种多糖类化合物，在控制细胞分裂、调控细胞周期、延缓细胞衰老、提高机体免疫等方面具有重要作用，已逐渐应用于功能型食品和医药领域3.现就近年来北虫草多糖提取工艺以及抗氧化、抗衰老活性研究进展做一综述，为北虫草多糖在保健食品以及临床实验研究中提供理论依据.1北虫草多糖的提取工艺

3、CMP作为天然药用成分具有多种药理活性，自上世纪初以来，便有专业研究人员对其提取工艺进行深入研究，并在近年来取得突破性进展.CMP的主要提取方法包括微波提取法、超声提取法、热水浸提法、酶解法、一步提取法、闪式提取法等4,不同的提取工艺其多糖提取率及多糖活性也不同.近几年，随着多糖提取工艺的不断优化，CMP生物产量得到了进一步提高.1.1 热水浸提法热水浸提法是最早应用于提取植物活性成分的传统工艺方法，具有易于操作、流程简单、穿透性强等优点5.陈安徽等sup6采用正交试验法优化CMP提取工艺，结果表明热水浸提法所获得的多糖得率显著优于超声提取法，CMP最佳提取工艺为浸提温度8CTC、提取时间L5

4、h、料液比m(g)：V(mL)=1：20,CMP提取率达到9.31%,为CMP的提取纯化以及活性研究奠定了基础.周国海等7进一步优化了CMP的提取纯化工艺，以便于北虫草更好地产业化开发利用.研究表明：提取温度70,液料比V(mL)：m(g)=30：1、提取时间4h为CMP最佳提取参数，此条件下的CMP提取率为8.97%,纯度高达68.9%,很大程度上提高了多糖得率，并减少了杂质产生，为CMP的进一步开发利用提供了基础数据.热水浸提法虽操作易行，但其提取时间较长，耗费能源较多，现已被逐渐替代.1.2 超声波、微波提取法超声提取法具有提取率高、提取溶液中所含杂质少、节省原料等特点8.孙源等9对CM

5、P的提取工艺进一步优化后证明超声提取法为其最佳提取方法，在超声功率为465W、料水比m(g)：V(mL)=1：40、超声温度50、超声时间40min提取参数下多糖提取率可达15.48%.秦秀丽等10通过正交分析方法优化超声波提取CMP工艺，结果显示:在超声功率为300W、提取温度35。(2、提取时间30min、料液比m(g)：V(mL)=1：55条件下为CMP的最佳提取参数，多糖提取率为5.57%.微波提取法具有适应性广、选择性高、运行成本低、节能等优点11,殷东林等12通过微波提取法、超声波辅助法、索氏提取法以及热水浸提法对比分析发现:微波提取法是CMP最佳提取方法，并通过正交分解试验建立了

6、CMP最佳提取工艺，即微波功率为420W、料液比m(g)：V(mL)=1：40、微波处理时间4min、提取次数3次，多糖提取率可达9.34%.超声波以及微波提取CMP虽省时节能，多糖得率高，但在提取过程中产生强大的剪切力和高温亦影响多糖的化学结构及生物活性，此类方法有待于进一步优化9.1.3酶解法酶解法具有高效性、专一性、催化作用强、作用条件温和以及环境污染少等优点，因此，更适用于工业生产13.纤维素酶是通过破坏植物细胞壁结构以及催化不溶性纤维素转化为葡萄糖，从而起到提高多糖得率作用的一类复合蛋白水解酶.HUANDongyang等14首次应用动力学分析研究酶辅助法优化北虫草菌丝体多糖提取条件：

7、纤维素酶浓度2.0%,提取温度40七、固溶比m(g):V(mL)=1：20、萃取pH40,在此条件下多糖提取率为5.99%.葛静波等15利用纤维素酶和淀粉酶从新鲜北虫草子实体中提取多糖，结果表明：碱性蛋白酶是影响CMP提取率的最强因素(R=3.86),造成这种现象最可能的原因是复合酶之间存在相互作用，以此为基础，经复合配方水解酶优化后获得的多糖提取率可达18.41%.由此可见，对复合酶进一步优化后可提高CMP生物利用率.2北虫草多糖的抗氧化、抗衰老作用2.1体外清除自由基的活性现代研究表明：在机体正常代谢过程中所产生的活性氧自由基(ROS),如过氧化氢、超氧阴离子以及羟基自由基等,在一定程度上

8、会提高体内的抗氧化物酶活性，对人体产生有利的作用.但在受到外界不利因素刺激下，机体内活性氧自由基产生增多，即氧化物生产速度超出抗氧化物清除程度，导致机体偏向于氧化，并引发一系列连锁反应，如“攻击”细胞内的生物大分子蛋白质、脂质以及核酸等，造成不可逆的氧化损伤，进而加速机体衰老.因此，从植物中提取天然无毒害、具有抗氧化、抗衰老作用的多糖组分已成为学者新的研究方向.葛静波等15通过酶解法得到的CMP,在InIgL浓度下秀丽线虫最长寿命比百草枯致使氧化系统受损的线虫多存活4d,表明CMP具有良好的抗氧化活性.葛晓宇16从北虫草子实体中分离纯化得到酸性多糖组分F2,在浓度为25mgmL时,对超氧阴离子

9、的清除率达到75%,对羟自由基的清除率达到70%,且清除能力随多糖浓度呈依赖性增加.贾俊强等17经竣甲基化、硫酸化、乙酰化等化学修饰后得到的CMP均在体外表现出不同程度的抗氧化活性，其中段甲基化和硫酸化对烷基自由基清除率分别达到95.19%和73.58%,可显著提高CMP对烷基自由基清除能力，对羟自由基和超氧阴离子自由基清除率均较乙酰化修饰后的CMP高.因此，对CMP采取适宜的化学修饰，可提高其体外抗氧化活性.2.2体内抗氧化物酶的活性超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)是一类防御体内自由基损伤的内源性过氧化物酶，其主要功能是清除体内代谢产生的过

10、多氧自由基，抑制脂质过氧化物丙二醛(MDA)生成，进而维护重要脏器的ROS稳态，延缓机体衰老进程.2.2.1 肝损伤的保护作用CMP对肝损伤的保护作用是通过增强肝脏中过氧化物酶含量、抑制过氧化产物丙二醛（MDA）生成以及激活巨噬细胞的吞噬功能实现的.黄小莉等18研究发现:CMP可显著提高急性酒精性肝损伤小鼠肝匀浆中的还原型谷胱甘肽（GSH）活性以及降低甘油三酯（TG）和过氧化脂质降解产物丙二醛（MDA）含量，表明CMP对急性酒精性肝损伤小鼠具有明显的保护作用.WANGLiqin等19通过小鼠实验证明：从北虫草SU-12中提取的RPS可显著降低血液和肝脏中脂质水平，并改善谷氨酸丙酮酸转氨酶和抗氧

11、化物酶活性.郭丽新等20研究表明：在D-半乳糖诱导亚急性衰老小鼠中，CMP通过增强小鼠肝组织中SOD,CAT活力，降低皿A含量，从而减少对肝组织的损伤，达到延缓小鼠衰老的作用.2.2.2 肾损伤的保护作用王米等21研究显示:CMP通过增强由环磷酰胺诱导衰老小鼠肾脏中SOD和T-AOC的活性、降低MDA的含量而对小鼠肾损伤具有保护作用，并为抗衰老新药进一步研发提供新的思路.肾小球系膜细胞是一类在正常情况下不发生明显增殖活动的细胞，在受到炎症等有害因素刺激下会产生异常增生,导致肾小球毛细血管腔狭窄，加速肾小球损伤、硬化，并逐渐发展为肾衰，严重影响人们日常生活.为此，朱凯22将北虫草多糖提取纯化后得

12、的5个不同组分，依次命名为CPT,CP-2,CP-3,CP-4,CP-5,并通过药理实验筛选出其中的有效成分CP-1,并进行血清药理学实验，检测其对肾小球系膜细胞增殖的影响.研究表明:CP-I可以显著抑制肾小球系膜细胞增殖，且在2550gkg浓度内呈剂量依赖性，其作用可能与抑制细胞内ROS产生、增强过氧化物酶活性有关，为治疗肾功能障碍等提供理论支撑.3问题与展望北虫草与冬虫夏草的主要活性成分及药理作用相似，其保健功能和药用价值日益被人们所认识.北虫草中的北虫草多糖富含多种生物活性，具有良好的产业化发展前景，但目前仍无法大规模、高纯度制备：一是提取工艺存在许多问题，如热水浸提法虽易于操作，但耗时

13、耗力；超声波以及微波提取法虽然提取率高，但可导致多糖生物活性降低;酶解法虽作用条件温和、专一性强，弥补了超声以及微波法提取多糖的不足，但价格昂贵；二是现阶段受到分析技术的限制，对多糖的结构分析仍停留在一级结构上，结构与药理活性的构效关系目前报道甚少.国内外文献中对CMP体外抗氧化活性研究较多，在抗衰老方面大多是以抗氧化物酶的研究为主，研究CMP对D-半乳糖诱导小鼠衰老的抑制作用.线粒体既是ROS主要产生场所，也是其主要的攻击目标，ROS产生过多会引起线粒体膜电位降低，导致线粒体功能障碍，同样线粒体损伤可进一步引发ROS代谢紊乱，加速衰老进程.因此，应进一步研究CMP抗衰老作用及其相关分子机制，

14、如CMP对线粒体的保护作用及对衰老基因的作用等，此研究可为北虫草药用资源的开发及利用提供理论依据.参考文献1左锦辉，贡晓燕，董银卯，等.蛹虫草的活性成分和药理作用及其应用研究进展J.食品科学，2018,39(21):330-339.2邓勇，张杰良，王兰英，等.薄层色谱法分析不同虫草多糖的单糖组成J.药物分析杂志，2018,38(1):13-21.3钱雯婕，常广宁，张静，等.不同栽培配方对北虫草子实体营养成分含量的影响刀.现代农业科技，2017(6):86-88.4陈方圆，焦子伟，努尔买买提，等.蛹虫草活性物质提取技术研究进展J.江苏农业科学，2017,45(6):7-13.5TANGYujia

15、,XIAOYirong,TANGZizhong,etal.ExtractionofpolysaccharidesfromAmaranthushybridusL.byhotwaterandanalysiSoftheirantioxidantactivityEJLPeerJ,2019,7：e7149.6陈安徽，范旺，张良睿，等,蛹虫草多糖的提取及抗氧化活性研究J.安徽农业科学,2018,46(19):175-178.7周国海，张泳，赵力超，等.蛹虫草多糖提取纯化工艺研究J.食品与机械，2014,30(5):220-224.8缪园欣，廖明星，孙爱红，等.超声-乙醇法提取铁皮石斛花总黄酮及其体外抗氧化

16、性的研究J中国酿造，2019,38(4)：155-159.9孙源.蛹虫草多糖提取及其协同抗氧化作用分析D.哈尔滨:东北林业大学，2013.10秦秀丽，李凤林.超声波法提取蛹虫草多糖的工艺研究J.江苏农业科学,2011,39(5):378-380.11沈韬，柴鲜花，孙淑红，等.微波法制备铜锌锡硫的研究进展刀.材料导报，2019,33(13):2159-2166.12殷东林，王锐丽，段鸿斌.蛹虫草子实体虫草多糖提取工艺的优化江苏农业科学，2014,42(7):277-279.13窦雨横.酶解法提取在香菇多糖提取中的应用和进展J.粮食与食品工业,2019,26(3):34-37.14HUANDongyang,ZH