多糖理化性质及其生物活性研究现状
刘 欣1刘彩芬2 程海瑞1
【摘 要】摘要:多糖具有多方面的生物活性和功能,大量药理及临床研究证实,多糖具有抗感染、免疫促进、抗菌、抗病毒、抗氧化等多方面功能和生物活性,而且对机体几乎无毒副作用。本文较全面地对多糖的结构、理化性质以及药理活性进行了综述,以期对今后多糖及其衍生物在饲料工业中应用研究提供理论借鉴。
【期刊名称】饲料广角 【年(卷),期】2014(000)014 【总页数】4
【关键词】多糖;理化性质;生物活性
近年来养殖业发展迅猛,但大规模和高密度的人工养殖使环境日益恶化,导致养殖动物自身免疫力下降,疾病频发。一直以来,人们在饲料中添加低于治疗量的抗生素,用于预防疾病、促进生长或提高动物的生产效率,但是随着研究的深入,人们已经认识到长期使用抗生素引发的问题和后果[1]。因此,寻找合适的抗生素代替品已成为影响养殖业可持续发展的一个重要因素。
20世纪60年代以来,多糖作为一种免疫增强剂被广泛应用于临床医学,近年来又被成功地应用于水产动物的病害防护中,共表现出显著的免疫增强效果。大量研究证实,多糖具有抗感染、免疫促进、肿瘤防治、抗菌抗病毒、延缓衰老、抗氧化等功能和生物活性,对病毒性肝炎、类风湿症、艾滋病等免疫损伤或免疫缺损症、放化疗后机体恢复也具有抵抗作用,而且对机体几乎无毒副作用。从多糖的药理作用可知,多糖可被广泛应用于动物养殖业中的饲料添加剂。
多糖活性成分的深入研究为其在今后动物养殖业中饲料添加剂、免疫刺激剂的开发提供坚实的理论基础。本文综述了多糖理化性质、生物活性,以期为工业化大规模生产以多糖为主要饲料添加剂和免疫刺激剂的广泛应用提供坚实的理论依据。
1 多糖概述
目前已报道的天然多糖化合物约有300多种,如真菌多糖、植物多糖、动物多糖、藻类多糖、细菌多糖等。糖类物质广泛地存在于生物界,特别是植物界。其中植物多糖主要有淀粉(starch)、纤维素(cellulose)、果聚糖(fructans)、半纤维素(hemicellulose)、树胶(gum)、粘液质(mucilage)及粘胶质(pectic substance)等;动物多糖主要有糖原(glycogen)、甲壳素(chitin)、肝素(heparin)、硫酸软骨素(chondroitin sulfate)及透明质酸(hyaluronic acid)等。糖类物质按干重计占植物的83%~90%,细菌的10%~30%,动物的小于2%。香菇多糖、云芝多糖等已广泛应用于临床。其中从中药中获得的水溶性多糖最为重要。由于多糖多种多样的生物活性功能以及在功能食品和临床上的广泛应用,使多糖生物资源的开发利用和研究日益活跃,成为天然药物、生物化学、生命科学的研究热点。
2 理化性质研究
2.1 结构研究
糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化合物,根据水解的情况分为单糖、寡糖和多糖。多糖的结构可以分为一级、二级、三级和四级结构。
一级结构包括糖基的组成、糖基排列顺序、相邻糖基的连接方式、异头物构型以及糖链有无分支、分支的位置与长短等,也包括通过硫酸化、乙酸化、磷酸
化、甲基化等衍生形式形成衍生糖。
二级结构指多糖骨架链间以氢键结合所形成的各种聚合体,只关系到多糖分子中主链的构象,不涉及侧链的空间排布。多糖的二级结构形式主要依赖一级结构的排布。
三级结构多糖链一级结构的重复顺序由于糖单位的烃基、羧基、氨基以及硫酸基之间的非共价相互作用,导致有序的二级结构空间有规则而粗大的构象,即是多糖的三级结构。
四级结构指多聚链间非共价键结合形成的聚集体。多糖的结构形态是各个单糖残基在空间相对定位的综合[9]。
多糖的生物大分子结构比蛋白质更为复杂,这不仅因为组成多糖的单糖品种繁多,而且即使只有一种单糖组成的多糖,其连接方式的不同以及可能有的支链也可造成多糖的结构测定困难。 2.2 多糖含量的测定
多糖含量的测定方法有分光光度法、离子交换色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、凝胶电泳法等。目前多采用显色剂法—硫酸法,根据单糖、多糖及其衍生物在硫酸作用下水解生成糖醛类化合物,与酚类、芳胺类等缩合成有色化合物的原理测定多糖。其中运用最多的是苯酚—硫酸法、蒽酮—硫酸法。 2.2.1 苯酚—硫酸法
苯酚—硫酸比色法测定多糖含量是由Dubois等提出的[2]。苯酚—硫酸试剂与游离的或寡糖、多糖中的戊糖、已糖、糖醛酸发生显色反应,多糖或寡糖被浓硫酸在适当高温下水解,产生单糖,并迅速脱水成糠醛衍生物,该衍生物在强酸条件下与苯酚起显色反应,生成橙色物质。已糖在490 nm,戊糖和糖醛酸