摘要
马鞍菌(Helvella elastica),属子囊菌门(Ascomyzcota)、盘菌目(Pezizales)、马鞍菌科(Helvellaceae)、马鞍菌属(Helvella)[1],其菌盖呈马鞍状,营养价值极高,内含有多种氨基酸、蛋白质及脂肪等,是一种珍稀的食药兼用菌,但是很少对其某种的单一活性成分进行深入研究报道。 为更好地开发利用新疆野生马鞍菌资源,对其营养价值做更深入的研究。本文以新疆野生马鞍菌为原料,从马鞍菌多糖入手,对新疆野生马鞍菌多糖进行提取、分离纯化、对多糖及多糖衍生物进行初步结构分析,对抗氧化、降糖等体外活性进行了相对系统的研究,揭示新疆野生马鞍菌多糖的结构与生物活性,结果表明: (1)以多糖得率为指标,采用离子液辅助超声浸提法的工艺对新疆野生马鞍菌多糖提取进行了优化,得到了新疆野生马鞍菌多糖的最佳提取工艺为:超声时间138.545 min、酶解时间75.246 min、超声温度51.078℃、离子液质量浓度4.122 g/L,新疆野生马鞍菌多糖提取率为35.8%。响应面回归模型的方差分析表示:在超声时间(A)、酶解时间(B)、超声温度(C)和离子液体质量浓度(D)四个因素中,各种因素对新疆野生马鞍菌多糖提取率的影响为:BC>BD>AC>AD>AB>CD。 (2)为研究新疆野生马鞍菌多糖理化性质及生物活性,采用Sevage试剂对粗多糖进行脱蛋白后,再经过DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex-G150葡聚糖凝胶柱层析纯化,最后得到了两种多糖组分,分别命名为HLA-1和HLA-2。由于HLA-2量极少,故不对此进行研究。对HLA-1组分进行分子量检测结果表明,HLA-1是一种分子量为25834 Da的均一中性多糖,经紫外光谱(UV)分析无明显特征吸收峰,说明HLA-1含有极少量核酸和蛋白质;通过高效液相色谱和PMP衍生化对HLA-1组分多糖的单糖组成进行了分析,可知,HLA-1单糖组成成分为甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成,且单糖摩尔百分比为6.94%,33.03%,20.8%,7.4%,其中葡萄糖和半乳糖为HLA-1主要单糖组分;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析HLA-1符合多糖的特征吸收峰,具有多糖的官能团。X-射线衍射(XRD)分析得HLA-1为无定形结构和晶体结构;刚果红实验表明HLA-1含有三螺旋结构;可以通过扫描电镜(SEM)观察到HLA-1表面呈薄片状,具有光滑平坦的表面,局部结构分散,分子间组织结构未定型,破碎程度较明显。 (3)体外生物活性实验表明:随样品浓度不断增加,HLA-1对ABTS+·、羟基自由基的清除率也逐渐增加,半清除率(IC50)为5.98 mg/mL、7.31 mg/mL。HLA-1对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶的抑制能力也增加,其抑制率与浓度呈正相关,半抑制率(IC50)为1.97 mg/mL、1.90 mg/mL。以上结果表明HLA-1具有良好的抗氧化、降糖活性。 (4)在不同化学修饰对新疆野生马鞍菌多糖(HLA-1)结构及生物活性的影响实验中,对HLA-1进行硫酸化(HLA-1-A)、磷酸化(HLA-1-B)、羧甲基化(HLA-1-C)、乙酰化(HLA-1-D)等化学修饰。HLA-1的分子量发生了一定程度降解,并在修饰后蛋白质含量、糖醛酸含量及官能团、三螺旋结构、微观结构等发生了一定变化。在生物活性测定中发现,这些化学修饰手段影响了HLA-1的抗氧化活性及降糖活性,与未修饰的HLA-1相比,HLA-1-B修饰导致羟基自由基清除率增加25.01±0.12%,同时,与HLA-1相比, HLA-1-B、HLA-1-C 和 HLA-1-D 分别增加了 23.1±0.01 %、13.02±0.33 %和4.72±0.34%。这种增强的羟自由基清除活性可归因于磷酸基团的高亲和力,与其他衍生物相比,磷酸化衍生物增强了清除羟自由基的能力。与羟基自由基相比,HLA-1衍生物对ABTS+·的清除能力相对较弱,这可能是由于引入新官能团造成的干扰。衍生物之间的ABTS+·清除率与未修饰的HLA-1相比没有显着差异。修饰后的样品显示出更高的葡萄糖苷酶抑制率,且与浓度呈正相关。HLA-1-C对α-葡萄糖苷酶抑制率比HLA-1-A有更高的抑制率,HLA-1-D修饰产物的活性受到取代位点的影响,需要进一步研究以了解潜在的机制。对α-淀粉酶抑制率与对照组相比,修饰后的产品显示出增强的活性,尽管始终较弱。这种差异可能归因于衍生物的pH值。 (5)总体来说,HLA-1是一种均一中性多糖,含有极少量核酸和蛋白质,由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成,具有良好的抗氧化、降糖活性。对HLA-1进行化学修饰后的衍生物具有与HLA-1相似的化学结构,但是抗氧化与降糖活性与HLA-1相较来说,衍生物具有更高的活性。