馬高興,王 晗,楊文建,蘇安祥,裴 斐,馬 寧,胡秋輝
(南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210023)
食用菌多糖是近年來研究較多的一種活性高分子,在治療代謝綜合征和作為營養(yǎng)膳食補(bǔ)充劑方面療效好且應(yīng)用前景廣闊。杏鮑菇是我國廣泛栽培的一種食用真菌,具有多種活性物質(zhì)(如多糖、多酚、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素),營養(yǎng)價(jià)值豐富。杏鮑菇多糖的營養(yǎng)活性已得到廣泛研究,主要包括降壓、抗菌、抗炎、抗病毒、抗糖尿病、降血脂、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)和抗氧化等活性。然而,目前對不同提取方法獲得的多糖結(jié)構(gòu)和免疫活性進(jìn)行比較并闡明其構(gòu)效關(guān)系的研究較少。
研究表明,不同提取工藝對多糖的結(jié)構(gòu)特征和營養(yǎng)活性有顯著影響。目前,應(yīng)用于不同來源天然多糖提取的工藝很多。由于蘑菇中的多糖大部分屬于水溶性多糖,因此熱水提取法被廣泛應(yīng)用。超聲波輔助提取技術(shù)由于具有提取效率高、耗時(shí)短、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。微波具有很強(qiáng)的穿透力,可以破壞真菌的細(xì)胞壁,從而能更有效地提取真菌中的有效成分,因此微波提取法也得到了廣泛的應(yīng)用。真菌的細(xì)胞壁可以被酶水解,此外,酶輔助提取具有條件溫和、多糖得率高、能耗低的特點(diǎn),有利于維持多糖生物活性。但酶的價(jià)格較高,因此酶輔助提取的應(yīng)用受到了限制。近年來,亞臨界液體萃取技術(shù)和脈沖電場輔助萃取技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)也被應(yīng)用于從不同植物和動(dòng)物中提取多糖組分,但由于成本和能耗的限制,這些技術(shù)還沒有得到廣泛應(yīng)用。
由于不同提取純化工藝分離的多糖結(jié)構(gòu)特征不同,其生物活性也存在一定差異。綜合考慮提取成本、提取率等因素,本研究采用熱水法、超聲波法和超聲波輔助熱水法提取杏鮑菇多糖。測定總糖、蛋白、糖醛酸和硫酸基質(zhì)量分?jǐn)?shù)等理化指標(biāo)。采用高效液相色譜法、傅里葉變換紅外光譜法和紫外光譜法分別對杏鮑菇多糖的單糖組成、分子質(zhì)量、特征官能團(tuán)進(jìn)行分析。最后,探究杏鮑菇多糖對RAW264.7細(xì)胞的增殖作用和吞噬作用。本研究旨在比較不同提取方法得到的杏鮑菇多糖結(jié)構(gòu)和活性差異,初步闡釋杏鮑菇多糖的結(jié)構(gòu)特征與活性之間的相關(guān)性,為制備具有特定營養(yǎng)活性的杏鮑菇多糖提供理論依據(jù)。
杏鮑菇粉 南京華潤蘇果市場。
小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7 中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所細(xì)胞庫。
單糖標(biāo)準(zhǔn)品和T系列葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品(T-500、T-70、T-40和T-10) 瑞典烏普薩拉公司;三氯甲烷、正丁醇、95%(體積分?jǐn)?shù),下同)乙醇 上海源葉生物科技有限公司;杜氏改良Eagle(Dulbecco’s modified Eagle medium,DMEM)高糖培養(yǎng)基、胎牛血清、青霉素-鏈霉素、pH 7.3、0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS) 美國賽默飛世爾科技公司;細(xì)胞計(jì)數(shù)盒-8(cell counting kit-8,CCK-8) 上海碧云天生物技術(shù)有限公司。
1260高效液相色譜儀 美國Agilent公司;UV-9000紫外-可見分光光度計(jì) 上海Metash公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋常州國華電器有限公司;Allegra-64R型冷凍離心機(jī)美國貝克曼公司;KQ-500E型數(shù)控超聲波清洗器 昆山超聲儀器有限公司;Tensor27傅里葉變換紅外光譜儀 德國Bruker公司;8000系列CO細(xì)胞恒溫培養(yǎng)箱 美國賽默飛世爾科技公司。
1.3.1 超聲提取杏鮑菇多糖
杏鮑菇粉先用85%乙醇溶液浸泡12 h,去除色素、小分子脂類等物質(zhì)。離心(4 000 r/min、20 min)除去乙醇,以固液比1∶36(/)向沉淀物中加入蒸餾水。然后在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)所得最佳工藝條件(464 W、38 ℃、30 min、80 kHz)下進(jìn)行超聲處理。4 000 r/min、15 min離心后收集上清液。上清液60 ℃蒸發(fā)濃縮至原來體積的一半。然后用3 倍體積的95%乙醇溶液沉淀12 h。離心(8 000 r/min、20 min) 后用10 倍體積的蒸餾水重新溶解沉淀,并將提取液與Sevag試劑按照體積比5∶1混合除去蛋白。離心(10 000 r/min、15 min)后取上層懸浮液。將懸浮液加入透析袋(截留分子質(zhì)量8 000~14 000 Da,后同),置于10 倍懸浮液體積的蒸餾水中透析24 h除去Sevag試劑,然后60 ℃蒸發(fā)濃縮,收集濃縮后的溶液并凍干,所得多糖粉末命名為U。計(jì)算多糖提取率(凍干多糖粉末質(zhì)量與杏鮑菇粉末質(zhì)量的比值×100%,后同)。
1.3.2 熱水浸提杏鮑菇多糖
杏鮑菇粉先用85%乙醇溶液浸泡12 h。離心(4 000 r/min、20 min)除去乙醇,以固液比1∶20加入蒸餾水,在60 ℃下水浴加熱2 h。隨后,將混合物離心(4 000 r/min、15 min),收集上清液。上清液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中蒸發(fā)并濃縮到原體積的一半。然后用3 倍體積95%乙醇溶液醇沉12 h,離心(8 000 r/min、20 min)后得到沉淀。最后用10 倍體積的蒸餾水重新溶解沉淀,并將提取液與Sevag試劑按照體積比5∶1混合除去蛋白。離心(10 000 r/min、15 min)后取上層懸浮液。將懸浮液倒入透析袋,置于10 倍懸浮液體積的蒸餾水中透析24 h除去Sevag試劑,然后60 ℃蒸發(fā)濃縮,收集濃縮后的溶液并凍干,所得多糖粉末命名為H,計(jì)算多糖提取率。
1.3.3 超聲輔助熱水提取杏鮑菇多糖
杏鮑菇粉用85%乙醇溶液浸泡12 h。離心(4 000 r/min、20 min)除去乙醇,以固液比1∶36(/)向沉淀物中加入蒸餾水。然后在最佳工藝條件(464 W、38 ℃、30 min、80 kHz)下進(jìn)行超聲處理。然后60 ℃水浴加熱2 h。隨后,將混合物離心(4 000 r/min、15 min)并取上清液60 ℃蒸發(fā)濃縮至原來體積的一半。然后用3 倍體積95%乙醇溶液醇沉12 h。離心(8 000 r/min、20 min)后用10 倍體積的蒸餾水重新溶解沉淀,并將提取液與Sevag試劑按照體積比5∶1混合除去蛋白。離心(10 000 r/min、15 min)后取上層懸浮液。將懸浮液倒入透析袋,置于10 倍懸浮液體積的蒸餾水中透析24 h除去Sevag試劑,然后60 ℃蒸發(fā)濃縮收集濃縮后的溶液并凍干,所得多糖粉末命名為U+H,計(jì)算多糖提取率。
1.3.4 總糖、蛋白、糖醛酸和硫酸基質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定
分別采用苯酚硫酸法和考馬斯亮藍(lán)試劑盒測定杏鮑菇不同多糖組分的總糖和蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
參考文獻(xiàn)[11]的方法測定糖醛酸質(zhì)量分?jǐn)?shù),在棕色瓶中配制質(zhì)量濃度為1.25 mg/mL咔唑-乙醇溶液,于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。配?.54 mg/mL四硼酸鈉硫酸溶液,室溫保存?zhèn)溆?。? 支試管,分別加入1.0 mL不同質(zhì)量濃度(0、10、20、30、40、50、60、70 μg/mL)的葡萄糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后分別加入5 mL 9.54 mg/mL四硼酸鈉硫酸溶液,充分混勻后沸水浴10 min,待各管室溫下冷卻后再向其中加入0.2 mL 1.25 mg/mL咔唑乙醇溶液,混勻后沸水浴15 min,冷卻后測定530 nm波長處吸光度。以葡萄糖醛酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制葡萄糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。取1.0 mL適當(dāng)質(zhì)量濃度(約0.2 mg/mL)的多糖樣品溶液,參考上述方法測定530 nm波長處的吸光度并代入葡萄糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算多糖樣品溶液中糖醛酸質(zhì)量濃度,按照式(1)計(jì)算糖醛酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
式中:為多糖樣品溶液中糖醛酸質(zhì)量濃度/(mg/mL);為所取多糖樣品溶液中多糖的質(zhì)量濃度/(mg/mL)。
采用氯化鋇-明膠法測定硫酸基質(zhì)量分?jǐn)?shù)。稱取1.0 g明膠,加入200 mL 60~70 ℃去離子水,待冷卻后置于4 ℃冰箱靜置12 h,得5 g/L明膠溶液。稱取0.5 g氯化鋇溶于100 mL 5 g/L明膠溶液中,得到5 g/L氯化鋇-明膠溶液,4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。配制不同質(zhì)量濃度(0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 μg/mL)硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別取1.0 mL加入6 支試管中,依次向各管加入0.7 mL 8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))三氯乙酸溶液、0.5 mL 5 g/L氯化鋇明膠溶液,混勻后靜置15~20 min,測定360 nm波長處吸光度。以硫酸鉀質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以吸光度為縱坐標(biāo),繪制硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取各多糖樣品約10 mg,加至1 mL的1 mol/L鹽酸溶液中,100 ℃水解6 h,60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸干,向殘?jiān)尤? mL去離子水使之完全溶解。取0.2 mL水解液于試管中,添加去離子水定容至1.0 mL,再依次加入0.7 mL 8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))三氯乙酸溶液、0.5 mL 5 g/L氯化鋇-明膠溶液,混勻后靜置15~20 min,測定360 nm波長處的吸光度。另取0.2 mL水解液,添加去離子水至溶液體積為1.0 mL,再依次加入0.7 mL 8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))三氯乙酸溶液、0.5 mL 5 g/L明膠溶液,測定360 nm波長處的吸光度。將兩次反應(yīng)體系的吸光度之差代入硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線方程可得多糖樣品硫酸鉀的質(zhì)量濃度,最后按式(2)計(jì)算多糖樣品中硫酸基質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以硫酸鉀計(jì))。
式中:為多糖樣品中硫酸鉀質(zhì)量濃度/(mg/mL);為所取多糖樣品溶液的體積/mL;為所取多糖的質(zhì)量/mg。
1.3.5 紫外光譜分析
配制0.5 mg/mL多糖溶液,采用UV-9000紫外-可見分光光度計(jì)在200~400 nm范圍內(nèi)掃描。分析260 nm和280 nm波長處是否有吸收峰,確定樣品中是否含有核酸和蛋白質(zhì)。
1.3.6 傅里葉變換紅外光譜分析
多糖樣品采用傅里葉變換紅外光譜儀在4 000~500 cm掃描32 次,分辨率為2 cm。
1.3.7 單糖組成分析
單糖組成的測定參考文獻(xiàn)[13-14]的方法并稍作修改。用去離子水制備不同單糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.5 mg/mL)。分別取100 μL不同單糖標(biāo)準(zhǔn)溶液加入試管中,加入100 μL 0.3 mol/L NaOH溶液和100 μL 0.5 mol/L 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮-甲醇溶液,在70 ℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)反應(yīng)2 h。冷卻后,加入100 μL HCl(0.3 mol/L)溶液中和,加入1 mL去離子水。加入1.5 mL氯仿萃取5 min,離心(4 000 r/min、15 min)后棄去氯仿層,按上述步驟重復(fù)萃取3 次。處理后的單糖溶液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后備用。
將5 mg的凍干多糖樣品溶于5 mL 4 mol/L三氟乙酸溶液中,在密封玻璃管中110 ℃水解2 h。水解后蒸發(fā)濃縮干燥,加入5 mL甲醇洗滌5 次,去除多余的三氟乙酸,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機(jī)溶劑后,加入1 mL去離子水,得到水解樣品溶液。將100 μL的溶液轉(zhuǎn)移到密封玻璃試管中,按照單糖標(biāo)準(zhǔn)品1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮衍生化的方法進(jìn)行多糖樣品衍生化,用0.45 μm微孔膜過濾后,采用1260高效液相色譜儀(配備C色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)和紫外檢測器)進(jìn)行分析。流動(dòng)相為磷酸鹽-乙腈(體積比83∶17);流速1 mL/min;柱溫25 ℃;進(jìn)樣量20 μL。
1.3.8 杏鮑菇多糖分子質(zhì)量測定
參考文獻(xiàn)[15]采用高效液相色譜法對杏鮑菇多糖的分子質(zhì)量進(jìn)行了分析。用去離子水配制質(zhì)量濃度為2 mg/mL的不同分子質(zhì)量(12.6、49.6、70.8、126、498 kDa)的葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液,以及3 種多糖溶液(2 mg/mL)。色譜柱:TSK-GEL G4000 SWXL(7.8 mm×300 mm);蒸發(fā)光檢測器;柱溫25 ℃;流動(dòng)相:去離子水;流速0.6 mL/min;以各標(biāo)準(zhǔn)葡聚糖分子質(zhì)量的對數(shù)(lg)為縱坐標(biāo),保留時(shí)間為橫坐標(biāo),繪制分子質(zhì)量擬合葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別以不同色譜峰的峰面積百分比表征其分子質(zhì)量分布比例。
1.3.9 杏鮑菇多糖的免疫調(diào)節(jié)活性測定
1.3.9.1 小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7細(xì)胞培養(yǎng)
從液氮罐中取出小鼠巨噬細(xì)胞凍存管在37 ℃水浴15 min,加入1 mL完全培養(yǎng)基(含89%(體積分?jǐn)?shù))DMEM高糖培養(yǎng)基、10%(體積分?jǐn)?shù))胎牛血清和1%(體積分?jǐn)?shù))青霉素-鏈霉素,下同),然后將凍存管中培養(yǎng)液轉(zhuǎn)移至無菌離心管,1 000 r/min離心3 min,棄去上清液,加入2 mL完全培養(yǎng)基后轉(zhuǎn)移至T25培養(yǎng)瓶中,在37 ℃、5%(體積分?jǐn)?shù),下同)二氧化碳培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h后,棄去完全培養(yǎng)基,加4 mL PBS洗去未貼壁細(xì)胞后棄去PBS,加入2 mL完全培養(yǎng)基后輕柔地將貼壁細(xì)胞吹打下來,800 r/min離心3 min后棄去完全培養(yǎng)基,加入4 mL完全培養(yǎng)液將細(xì)胞輕柔吹散,移至T25細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,在37 ℃、5%二氧化碳培養(yǎng)箱培養(yǎng)至細(xì)胞處于對數(shù)生長期,然后以1.5×10個(gè)/T25瓶的接種量進(jìn)行傳代,約活化2 次后取對數(shù)生長期細(xì)胞進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
1.3.9.2 3 種杏鮑菇多糖的細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)
用DMEM高糖培養(yǎng)基配制不同質(zhì)量濃度(0、5、10、25、50、100、200 μg/mL)的3 種多糖溶液,用0.22 μm微孔膜過濾后得到不同質(zhì)量濃度的多糖培養(yǎng)基。待細(xì)胞生長至對數(shù)生長期,將T25瓶中的培養(yǎng)液棄去,加入4 mL PBS洗去未貼壁細(xì)胞后棄去PBS,加入2 mL新鮮完全培養(yǎng)基將貼壁巨噬細(xì)胞輕柔吹散,將巨噬細(xì)胞懸液接種于96 孔板,每孔加入100 μL細(xì)胞懸液(約2×10個(gè)/mL),37 ℃、5%二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后移去培養(yǎng)液。組每孔加入200 μL不同質(zhì)量濃度多糖培養(yǎng)基;組每孔加入200 μL DMEM高糖培養(yǎng)基;組每孔不含細(xì)胞,僅加入200 μL DMEM高糖培養(yǎng)基;每組設(shè)置8 個(gè)平行。在37 ℃、5%二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后移去培養(yǎng)液,每孔加入10 μL CCK-8溶液,在37 ℃、5%二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 h后測定450 nm波長處吸光度,按照式(3)計(jì)算細(xì)胞增殖率。
式中:為不添加多糖樣品的組吸光度;為只含有培養(yǎng)基的組吸光度;為添加樣品的組吸光度。
1.3.9.3 3 種杏鮑菇多糖的吞噬能力測定
將巨噬細(xì)胞密度調(diào)整為5×10個(gè)/mL,以100 μL/孔接種于96 孔板上,在37 ℃、5% CO培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后移去培養(yǎng)基,參照1.3.9.2節(jié)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分組。每孔加入200 μL不同質(zhì)量濃度多糖培養(yǎng)基或DMEM高糖培養(yǎng)基,每組濃度設(shè)置8 個(gè)平行,培養(yǎng)24 h后,每孔加入中性紅染色液20 μL,培養(yǎng)箱內(nèi)孵育2 h。去除含有中性紅染色液的細(xì)胞培養(yǎng)液,用PBS洗滌3 次。加入200 μL細(xì)胞裂解液,室溫下?lián)u床裂解10 min,測定樣品540 nm波長處吸光度。按照公式(4)計(jì)算每孔的細(xì)胞吞噬率,以細(xì)胞吞噬率表征巨噬細(xì)胞吞噬能力。
式中:為不加樣品的組吸光度;為只含有培養(yǎng)基的組吸光度;為添加樣品的組吸光度。
實(shí)驗(yàn)設(shè)置3 個(gè)平行,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 26.0軟件處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行單因素方差分析,采用Duncan檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析,<0.05表示差異顯著。采用Origin 2017軟件作圖。
如表1所示,3 種杏鮑菇多糖的提取率分別為3.13%、3.65%和4.57%。結(jié)果表明,3 種提取方法提取率無顯著性差異。在提取率無顯著差異的情況下,與熱水提取法相比,超聲波提取時(shí)間短、提取溫度低,這是因?yàn)槌暡芷茐恼婢?xì)胞壁,促進(jìn)多糖的溶解。U+H的蛋白和總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.44%和46.79%,高于U和H。超聲波具有機(jī)械作用,從而促進(jìn)了蛋白質(zhì)的溶解,超聲處理后再用熱水提取,進(jìn)一步促進(jìn)了杏鮑菇中多糖和蛋白質(zhì)的溶解。3 種多糖中均存在糖醛酸,表明多糖中存在酸性多糖。此外,U、H和U+H的硫酸基含量無明顯差異。
表1 3 種杏鮑菇多糖的理化指標(biāo)Table 1 Physicochemical properties of three polysaccharides from P. eryngii
核酸和蛋白質(zhì)分別在260 nm和280 nm波長處有特征吸收峰。U、H和U+H的紫外吸收光譜如圖1所示。3 種多糖在280 nm波長處有吸收峰,表明多糖中存在蛋白質(zhì),與蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果相印證。
圖1 3 種杏鮑菇多糖紫外光譜圖Fig. 1 UV spectra of three polysaccharides from P. eryngii
傅里葉變換紅外光譜可以顯示多糖各基團(tuán)的特征吸收峰。U、H和U+H的紅外光譜范圍為4 000~500 cm,如圖2所示。所得峰均為多糖的典型吸收峰。多糖的紅外光譜在3 400 cm附近有1 個(gè)寬而強(qiáng)的峰,表明多糖中存在羥基。在3 500 cm附近較寬的吸收峰為羥基的O—H伸縮振動(dòng)所引起,因此,紅外光譜在該區(qū)域存在吸收說明U、H和U+H含有羥基,表明這些物質(zhì)是多糖。2 930 cm和2 360 cm附近的特征峰是由C-H伸縮振動(dòng)引起的。在1 650 cm處的強(qiáng)吸收對應(yīng)羰基的伸縮振動(dòng)。然而,1 405 cm處寬而強(qiáng)的吸收峰可以歸因于蛋白質(zhì)—CH和—CH的對稱變形。1 260 cm處的吸收峰可能由C—O—C拉伸振動(dòng)所引起。此外,在1 150 cm和950 cm之間的吸收峰可歸因于磷酸鹽的拉伸振動(dòng)。3 種多糖在1 100~1 010 cm處有強(qiáng)吸收峰,表明存在吡喃糖環(huán)結(jié)構(gòu)。
圖2 3 種杏鮑菇多糖傅里葉變換紅外光譜Fig. 2 Fourier transform infrared spectra of three polysaccharides of P. eryngii prepared by different methods
3 種杏鮑菇多糖樣品單糖組成如圖3所示。當(dāng)保留時(shí)間為29 min時(shí),3 種多糖均有較大的吸收峰,與標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行比較,證實(shí)該物質(zhì)為葡萄糖,說明U、H和U+H主要由葡萄糖組成。保留時(shí)間為13 min時(shí)的吸收峰為甘露糖,保留時(shí)間為34.18 min時(shí)的吸收峰為半乳糖,保留時(shí)間為37.80 min時(shí)的吸收峰為木糖,保留時(shí)間為42.16 min時(shí)的吸收峰為巖藻糖。根據(jù)單糖組成分析,3 種多糖均由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和巖藻糖組成,但物質(zhì)的量比不同。如圖3所示,U中甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和巖藻糖的物質(zhì)的量比為8.60∶80.90∶7.41∶2.68∶0.57。而另外兩種多糖H和U+H的甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和巖藻糖物質(zhì)的量比分別為9.36∶79.72∶8.18∶2.60∶0.42和6.75∶82.66∶7.14∶2.30∶1.12。其差異可能與提取方法不同有關(guān)。
圖3 混合標(biāo)準(zhǔn)品(A)和3 種杏鮑菇多糖樣品(B)單糖組成高效液相色譜圖Fig. 3 High performance liquid chromatogram of mixed monosaccharde standard (A) and monosaccharide composition of three polysaccharides (B)from P. eryngii prepared by different extraction methods
利用高效液相色譜儀測定U、H和U+H的分子質(zhì)量分布,結(jié)果如圖4所示。U、H和U+H的洗脫峰均為多重峰,但都不是單一的對稱峰,說明3 種多糖都不是均勻多糖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分子質(zhì)量擬合葡聚糖的線性回歸方程為lg=-3.392 5+29.413(=0.993 3)。U在5.26、10.90 min和13.21 min處出現(xiàn)色譜峰,分子質(zhì)量分別為13 152、281、53 kDa,分子質(zhì)量分布比例分別為83.61%、3.02%、13.37%。H在5.62、10.89 min和13.16 min處出現(xiàn)色譜峰,分子質(zhì)量分別為10 232、281、61 kDa,分子質(zhì)量分布比例分別為93.15%、1.94%、4.90%。U+H在5.59 min和13.17 min處出現(xiàn)色譜峰,分子質(zhì)量分別為10 471 kDa和60 kDa,分子質(zhì)量分布比例分別為98.59%、1.40%。
圖4 3 種杏鮑菇多糖高效液相色譜圖Fig. 4 High performance liquid chromatograms of three polysaccharides from P. eryngii prepared by different extraction methods
采用CCK-8試劑盒測定3 種杏鮑菇多糖干預(yù)后巨噬細(xì)胞的增殖率以分析杏鮑菇多糖的毒性作用。由圖5可知,U在低質(zhì)量濃度(5、10 μg/mL)條件下對巨噬細(xì)胞有毒性作用,可能因?yàn)樵诔曌饔孟?,不斷有較大分子質(zhì)量的多糖被提取出來,而隨著超聲時(shí)間的延長,部分大分子質(zhì)量多糖會(huì)被降解為小分子質(zhì)量多糖。不同分子質(zhì)量多糖對巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出不同的受體親和力,而大分子質(zhì)量多糖通常表現(xiàn)出較強(qiáng)的刺激活性。U在50~200 μg/mL范圍內(nèi)對巨噬細(xì)胞增殖有促進(jìn)作用。H在實(shí)驗(yàn)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)對巨噬細(xì)胞均無毒性作用,H在高質(zhì)量濃度(50~200 μg/mL)范圍內(nèi)對巨噬細(xì)胞增殖有顯著促進(jìn)效果(<0.05)。U+H在測試質(zhì)量濃度范圍內(nèi)均能顯著促進(jìn)巨噬細(xì)胞增殖,且在0~25 μg/mL范圍內(nèi)呈劑量-效應(yīng)關(guān)系,在25 μg/mL時(shí)達(dá)到最大值,在50~200 μg/mL范圍內(nèi)有增殖效果但不呈濃度依賴性。本研究中3 種多糖對RAW264.7細(xì)胞的影響均表明U、H和U+H可以激活免疫細(xì)胞。
圖5 3 種杏鮑菇多糖對巨噬細(xì)胞增殖作用影響Fig. 5 Effects of three polysaccharides from P. eryngii prepared by different extraction methods on the proliferation of macrophages
吞噬作用可作為巨噬細(xì)胞活化的指標(biāo)。巨噬細(xì)胞被激活后會(huì)增強(qiáng)增殖、吞噬作用,促進(jìn)一氧化氮和細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及細(xì)胞形態(tài)的改變,并抑制多種腫瘤細(xì)胞和微生物的生長。用中性紅試劑盒測定3 種多糖對巨噬細(xì)胞吞噬能力的影響。由圖6可知,與培養(yǎng)基中未添加多糖的巨噬細(xì)胞相比,3 種多糖對巨噬細(xì)胞吞噬能力均有顯著的促進(jìn)效果(<0.05)。U在25、200 μg/mL條件下吞噬率分別為173.87%、193.45%,吞噬效果最佳。H在低質(zhì)量濃度(5~50 μg/mL)條件下吞噬率最大為127.27%,在高質(zhì)量濃度(100、200 μg/mL)下吞噬率分別為151.34%、163.64%。即H在低質(zhì)量濃度條件下對吞噬率的影響顯著低于高質(zhì)量濃度(<0.05)。U+H在低質(zhì)量濃度(5~25 μg/mL)下吞噬效果最佳,最高可達(dá)到187.62%,在50、100、200 μg/mL條件下,吞噬效果顯著下降(<0.05)。相同質(zhì)量濃度的3 種杏鮑菇多糖對巨噬細(xì)胞吞噬率的影響有明顯差異,推測吞噬率的差異與多糖的結(jié)構(gòu)差異相關(guān)。
圖6 3 種杏鮑菇多糖對巨噬細(xì)胞吞噬作用的影響Fig. 6 Effects of three polysaccharides of P. eryngii prepared by different extraction methods on phagocytosis of macrophages
本實(shí)驗(yàn)采用不同方法制備杏鮑菇多糖,并對多糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步表征,最后通過杏鮑菇多糖對增殖和吞噬作用的影響評價(jià)了杏鮑菇多糖的免疫活性。研究表明,不同提取工藝對多糖的結(jié)構(gòu)特征和營養(yǎng)活性有顯著影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明3 種方法提取的多糖理化特性無明顯差異,但單糖組成的物質(zhì)的量比和分子質(zhì)量有明顯差異。在超聲作用下,杏鮑菇中大分子質(zhì)量多糖會(huì)被提取出來,隨著超聲時(shí)間的延長,部分大分子質(zhì)量多糖會(huì)被降解為小分子質(zhì)量多糖,所以超聲提取多糖與水煮提取、超聲輔助水煮提取多糖分子質(zhì)量與分布比例有明顯差異。而不同分子質(zhì)量的多糖對巨噬細(xì)胞的刺激活性也有差異,大分子質(zhì)量多糖通常表現(xiàn)出較強(qiáng)的刺激活性,所以超聲提取多糖在低質(zhì)量濃度下會(huì)表現(xiàn)出輕微毒性,水煮提取多糖和超聲輔助水煮提取多糖在所有實(shí)驗(yàn)質(zhì)量濃度范圍內(nèi)對RAW264.7細(xì)胞無毒性作用,并能激活細(xì)胞吞噬活性。綜上,3 種杏鮑菇多糖均具有一定的免疫活性,可以激活巨噬細(xì)胞并增強(qiáng)其吞噬活性,但作用效果差異明顯。免疫活性的差異可能與多糖的單糖組成和分子質(zhì)量有關(guān)。未來關(guān)于3 種杏鮑菇多糖增強(qiáng)免疫活性的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。