王世越，柯欽豪，周宏福，鄭 敏

(湖北科技學院，湖北 咸寧 437100)

多糖是一類廣泛存在于自然界的天然大分子物質(zhì)，至今大量學者已通過實驗證實多糖具有良好的抗氧化活性、抗腫瘤活性、抗病毒活性、免疫活性調(diào)節(jié)等生物活性[1]。通過化學手段對天然多糖進行定向的結(jié)構(gòu)修飾，可以增強多糖生物活性。多糖的結(jié)構(gòu)修飾可以通過化學、生物、物理方法進行實現(xiàn)，目前應用最廣的為化學方法?；瘜W修飾可通過改變多糖的分子量以及取代基種類、位置、數(shù)目，以實現(xiàn)改變多糖的生物活性[2]。目前，對多糖進行化學修飾的化學方法主要為與金屬離子絡(luò)合、硫酸化、磺?；?、乙?；?、烷基化、硒化、羧甲基化、磷酸化、苯甲酰化等。本文將對以上方法的原理、操作及產(chǎn)物的抗氧化性等方面進行綜述。

1 與金屬離子絡(luò)合

多糖的金屬絡(luò)合物是當前天然產(chǎn)物研究領(lǐng)域的熱門方向，主要的研究熱點集中于與鈣、鐵、銅等金屬離子絡(luò)合物研究。多糖與金屬離子絡(luò)合的常見方法是將多糖調(diào)配為適當濃度溶液，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH(制備多糖鐵的配合物需在多糖溶液中先加入Na2CO3和檸檬酸鈉)，再加入提供相應配位離子的化合物，水浴加熱數(shù)小時后即可得到相應的金屬配合物[3]。

王元鳳等[3]使用粗老綠茶多糖ATPS制得多糖的鈣、鐵絡(luò)合物：ATPS-Ca(Ⅱ)、ATPS-Fe(Ⅲ)，發(fā)現(xiàn)茶多糖與兩種離子的配位方式不同和配位能力的大小不同：ATPS-Ca(Ⅱ)清除自由基的能力相比于ATPS減弱，ATPS-Fe(Ⅲ)清除自由基的能力與ATPS相近。推測是由于茶多糖對不同金屬離子的配位能力、配位方式不同造成絡(luò)合物空間結(jié)構(gòu)的差別，從而表現(xiàn)為清除自由基能力的差異。張曼等[4]提取平貝母多糖FUP，與鐵絡(luò)合制得平貝母多糖鐵(FUP-Fe)，進行體外抗氧化性實驗測得：FUP-Fe對DPPH自由基、O2-自由基、OH-自由基均有清除作用，且其清除作用均高于FUP。FUP經(jīng)過絡(luò)合修飾后，引入的鐵離子增強了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗氧化能力。

2 多糖的硫酸化

多糖硫酸化修飾是將多糖與相對應的硫酸化試劑共溶于適當?shù)娜軇┲?，以實現(xiàn)將硫酸基團引入多糖殘基的某些羥基上[5]。常用的硫酸化方法有氯磺酸-吡啶法、三氧化硫-吡啶法和濃硫酸法。

氯磺酸-吡啶法：該方法是適用于吡喃型多糖的修飾方法，吡啶與氯磺酸預先反應生成吡啶(SO32-復合物)，在堿性條件下使用SO32-取代多糖羥基上的H，得到硫酸化產(chǎn)物[6]。

三氧化硫-吡啶法：三氧化硫吡啶復合物是一種溫和且穩(wěn)定的硫化試劑。將多糖溶于DMF中，加入三氧化硫吡啶攪拌均勻，水浴加熱數(shù)小時后加入無水乙醇，經(jīng)沉淀、離心、冷凍干燥等步驟得到硫酸化產(chǎn)物[7]。

濃硫酸法:該方法首先使用濃硫酸和正丁醇進行反應，生成硫化劑。在冰浴的條件下進行硫酸化。冰浴到0℃后，加入多糖樣品，反應數(shù)小時后，加入適量的稀NaOH溶液進行中和反應，將濃縮后的上清液使用純水進行透析，再經(jīng)冷凍干燥即可得硫酸化產(chǎn)物[8]。

Liu等[9]使用氯磺酸—吡啶法進行化學修飾，將黨參多糖制備為硫酸化黨參多糖。體內(nèi)抗氧化性實驗測得：硫酸化黨參多糖可降低肝損傷模型小鼠血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、腫瘤壞死因子-α和肝組織丙二醛的含量，并且肝組織中SOD、GSH-Px顯著高于黨參多糖組小鼠。王中華等[10]以氯磺酸—吡啶法對雞血藤多糖(MDP1)進行硫酸化修飾，得到硫酸化雞血藤多糖(S-MDP1)。清除羥自由基實驗測得：兩種多糖都具有清除羥自由基能力，且隨濃度的增加而增強；在相同的濃度下，S-MDP1清除自由基的作用略高于MDP1。Xu等[11]使用氯磺酸—吡啶法進行定向修飾，將迷果芹多糖制備為硫酸化迷果芹多糖；經(jīng)抗氧化活性測定實驗結(jié)果顯示：硫酸化迷果芹多糖的抗氧化活性明顯高于迷果芹多糖的抗氧化活性。

3 多糖的磺?；?/h2>

多糖磺酰化修飾是利用磺酰試劑中的磺?；鶊F在一定條件下可與多糖中的羥基發(fā)生反應的原理，制備磺?；嗵荹12]。冰浴條件下將一定量的ClSO3H緩慢加入適量的無水吡啶中，邊攪拌邊反應1h，得到磺酰化試劑[13]。將多糖溶于DMF中，加入磺?；噭?，控制溫度持續(xù)反應一段時間，加入NaOH溶液中和pH到中性，再加入無水乙醇進行沉淀、離心、冷凍干燥，得到硫酸化產(chǎn)物[14]。

張強[14]將茯苓多糖進行磺酰化修飾，得到磺?；蜍叨嗵牵M行體外抗氧化性實驗，實驗結(jié)果顯示：磺?；蜍叨嗵菍2-自由基、DPPH自由基的清除能力明顯增強；對OH-自由基的清除能力較弱，推測與磺?；H質(zhì)子能力較弱有關(guān)。

4 多糖的乙?；?/h2>

多糖的乙酰化是乙?；鶊F取代多糖鏈上羥基的過程，這種修飾方法使多糖結(jié)構(gòu)伸展，從而暴露出更多的羥基，使其水溶性增加，活性增強[15]。多糖乙?；闹饕噭橐宜狒鸵宜幔瑢⒍嗵侨苡谝欢ǖ娜軇┲?，加入NaOH調(diào)節(jié)至合適的pH，加入乙?；噭?，調(diào)節(jié)溫度持續(xù)反應一段時間。反應結(jié)束加入HCL調(diào)節(jié)pH到中性，經(jīng)透析、醇沉、冷凍干燥，得乙酰化產(chǎn)物[16]。

鞏麗虹等[17]將提取所得的防風多糖以乙酸酐法制取乙?；里L多糖，進行抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：乙?；里L多糖對OH-自由基、DPPH自由基的清除作用均明顯增強。張春潔等[18]將提取所得海鮮菇多糖進行乙酰化，制得乙酰化海鮮菇多糖，進行抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：與海鮮菇多糖相比，乙?；ｕr菇多糖對OH-自由基、DPPH自由基、O2-自由基的清除作用均明顯增強。徐兵等[16]以銀耳多糖為原料，采用乙酸酐法制取乙?；y耳多糖，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：與銀耳多糖相比，乙?；y耳多糖對DPPH自由基的清除作用明顯增強，而對OH-自由基和O2-自由基的清除作用減弱。這一現(xiàn)象可能與乙?；氲奈恢玫认嚓P(guān)，抑制了多糖的生物活性，降低其對OH-自由基和O2-自由基的清除作用。

5 多糖的烷基化

多糖的烷基化修飾是通過向多糖鏈中引入烷基、取代烷基或者長鏈方向醇的方法進行修飾，常使用的烷化劑為鹵化氫或其取代物[19]。將多糖溶于DMSO中，加微量的水，再加入適量的NaOH粉末，攪拌至NaOH不再溶解，再滴加烷基化試劑，持續(xù)反應一段時間，反應結(jié)束后，經(jīng)水洗、抽濾得烷基化多糖[20]。

目前，對多糖的烷基化修飾后產(chǎn)物的相關(guān)研究內(nèi)容較少。王愛勤等[20]的實驗結(jié)果表明，烷基的引入削弱了殼聚糖分子間的氫鍵作用，進而改變了多糖的溶解性。林秀珠等[19]將普魯蘭多糖進行烷基化修飾，得到的烷基化普魯蘭多糖具有更好的熱穩(wěn)定性，且溶解性由水溶性變?yōu)橹苄浴?/p>

6 多糖的硒化

硒化是利用多糖鏈上的氨基、羥基等活性基團與硒化試劑中的硒化物結(jié)合，將無機硒通過共價鍵鏈接在糖鏈上，從而得到硒化多糖[21]。硒化可分為硒酸鹽的硒化和氧氯化硒的硒化[22]。硒酸鹽的硒化一般多糖的分子主體和空間構(gòu)型不會改變，硒酸根取代多糖上易脫離的基團，與多糖形成共價鍵。當氧氯化硒做為酰氯化試劑，反應條件活潑，使用需要注意[23]。因此，一般使用硒酸鹽進行硒化，常用的方法為硝酸—亞硒酸鈉法。硝酸—亞硒酸鈉法制備硒化多糖需先將多糖溶于HNO3中，加入適量的Na2SeO3和BaCl2，調(diào)節(jié)至合適的溫度，持續(xù)反應一段時間，反應完成后待冷卻至室溫加入NaOH調(diào)節(jié)pH至中性，除去Ba2+，經(jīng)離心、透析、濃縮、冷凍干燥得到硒化產(chǎn)物[24]。

裴晉紅等[24]使用硝酸—亞硒酸鈉法將提取的牡丹籽粕多糖Ⅲ(PSDP Ⅲ)進行硒化，得到硒化的牡丹籽粕多糖Ⅲ(Se-PSDP Ⅲ)，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：PSDP Ⅲ經(jīng)硒化修飾后抗氧化活性增強，相比于PSDP Ⅲ，Se-PSDP Ⅲ具有更強的DPPH自由基清除能力、OH-自由基清除能力及DNA氧化損傷抑制能力。丁佳玉等[25]將牡蠣多糖與亞硒酸鈉反應合成硒化牡蠣多糖，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：硒化牡蠣多糖對清除DPPH自由基和ABTS+自由基有良好的作用，對OH-自由基的清除及鐵還原力能力與牡蠣多糖無顯著差別。

7 多糖的羧甲基化

羧甲基化是將多糖與酸或者羧酸衍生物的醚化，向多糖鏈上引入羧甲基[26]，包括水媒法和溶媒法，因水媒法副反應較多，一般采用溶媒法。使用溶媒法制備羧甲基化多糖，需先將多糖溶于異丙醇中加入NaOH，持續(xù)反應一段時間，再加入氯乙酸室溫下反應一段時間，反應結(jié)束后待冷卻至室溫加入HCL調(diào)節(jié)pH至中性，再經(jīng)透析、醇沉、冷凍干燥得到羧甲基化多糖[27-28]。

周際松等[27]采用溶媒法將茯苓多糖進行修飾，得到羧甲基化的茯苓多糖，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果表明：羧甲基化修飾后的茯苓多糖的總還原力大大提升，且當樣品濃度高于0.6g/L時，羧甲基化茯苓多糖的還原能力高于同濃度的VC。張遙遙等[28]將黃精多糖進行羧甲基化，得到羧甲基化的黃精多糖，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：相比于黃精多糖，經(jīng)羧甲基化修飾后的黃精多糖對DPPH自由基、ABTS+自由基和OH-自由基的清除作用均明顯增強，且總還原力也明顯增強。

8 多糖的磷酸化

多糖的磷酸化是通過在多糖結(jié)構(gòu)中引入磷酸酯鍵而進行的修飾，由于磷酸根帶三個負電荷，通過增強多糖的電負性影響多糖的某些活性[12]。目前，多糖磷酸化常用的試劑有磷酸及其酸酐、三氯氧磷和磷酸鹽等。將選定的磷酸化試劑加入蒸餾水中溶解，加入多糖，調(diào)節(jié)至適當?shù)膒H和溫度，持續(xù)反應一段時間，反應完成后進行透析、醇沉、濃縮、冷凍干燥得磷酸化多糖[29-30]。

鄭常領(lǐng)等[29]將黑木耳胞外多糖進行磷酸化，得到磷酸化黑木耳多糖，進行體外抗氧化性實驗。實驗結(jié)果顯示：相比于黑木耳多糖，磷酸化黑木耳多糖對DPPH自由基、OH-自由基、O2-自由基的清除能力均明顯提升。孫婕等[30]將南瓜多糖進行磷酸化，得到磷酸化的南瓜多糖，進行體外抗氧化實驗。實驗結(jié)果顯示：相比于南瓜多糖，磷酸化后的南瓜多糖對OH-自由基、O2-自由基的清除作用均明顯增強。

9 多糖的苯甲?；?/h2>

多糖苯甲?；抢枚嗵堑牧u基在一定條件下與苯甲?；噭┌l(fā)生酯化反應進行的修飾，經(jīng)修飾后多糖的空間延伸方向發(fā)生改變，使多糖的活性基團和作用位點暴露，常用的苯甲?；噭┯朽彵蕉姿狒鸞12]。

Zhang等[31]對苯甲酰化壇紫菜多糖進行了體外抗氧化活性實驗，實驗結(jié)果表明：壇紫菜多糖經(jīng)苯甲?；揎椇笄宄齇2-自由基和清除OH-自由基的能力明顯增強。Qi等[32]對苯甲酰化孔石莼多糖進行了體外抗氧化活性實驗，結(jié)果表明：苯甲?；资欢嗵沁€原能力高于孔石莼多糖，但其清除OH-自由基活性與孔石莼多糖差別不大。

10 結(jié) 語

通過綜述以上多糖的化學修飾方法，發(fā)現(xiàn)多糖通過化學修飾后其抗氧化性都有明顯的改善。與金屬離子絡(luò)合的多糖受不同離子配位能力及配位方式的影響，會表現(xiàn)出不同的抗氧化能力。硫酸化修飾可顯著增強多糖的抗氧化活性，修飾后硫酸化多糖的活性大小受取代度、取代位置以及碳水化合物的影響。多糖的磺?；壳把芯枯^少，多糖的磺酰化仍需進一步的探究。乙?；嗵强稍鰪姸嗵堑乃苄?，提高多糖的抗氧化活性，對多糖的改性提供了良好的依據(jù)。烷基化修飾多用于殼聚糖的結(jié)構(gòu)修飾中，烷基化修飾后的殼聚糖具有良好的水溶性和良好的自身降解性，對殼聚糖的改性具有積極意義。多糖的硒化目前已有大量的研究，硒化后的多糖生物活性具有明顯的改善，且抗氧化性明顯提高。羧甲基修飾的多糖可提高多糖的抗氧化能力，羧甲基化可提高多糖的水溶性。磷酸化修飾的多糖在抗氧化性提高同時，也有研究發(fā)現(xiàn)其具有抗炎、抗菌的作用。苯甲?；嗵蔷哂辛己玫目寡趸?，但目前多糖的苯甲酰化研究較少，多糖的苯甲?；孕枰M一步的探究。

多糖作為廣泛存在于自然界的天然高分子物質(zhì)，目前已成為新藥研究的新方向。多糖的結(jié)構(gòu)與其生物活性具有直接的關(guān)聯(lián)，通過對多糖的結(jié)構(gòu)進行修飾，增強其生物活性，降低毒副作用，可以更好地發(fā)揮多糖的作用。通過化學方法對多糖進行修飾，研究多糖的構(gòu)效關(guān)系，可為多糖類藥物的研究以及進一步發(fā)展提供更好的理論依據(jù)，使其更好地服務(wù)于人們的日常生活。