吉安安福紅豆杉附生鐵皮石斛為例多糖的討論

鐵皮石斛屬( Dendrobium)植物，是集觀賞和藥用價(jià)值為 一體的藥用植物，為蘭科中的第二大屬，全球目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約有存在1400 余種。

鐵皮石斛廣泛分布于亞洲、歐洲及大洋洲等熱帶及亞熱帶地區(qū)，其中我國(guó)約有80多種，主要分布于西南、華東 及華南地區(qū)。在我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)理論與古籍醫(yī)學(xué)中多有記載。其多種石斛屬植物的新鮮或干燥莖被收作藥用，統(tǒng)稱石斛 ( herba dendrobe) 。

石斛為常用貴重藥材，它具有滋陰清熱、 益胃生津、潤(rùn)肺止咳等功效。幾十年來(lái)，中外學(xué)者對(duì)石斛屬植物的化學(xué)成分和藥理作用進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)石斛屬植物化學(xué)成分具有多種多樣，其主要有效 成分為石斛類多糖和其生物堿，另外還有酚類、菲類、 芪類、倍半萜類及香豆素等成分。

近年來(lái)，對(duì)于吉安安福石斛多糖應(yīng)有良好的臨床實(shí)際效果，因此逐漸引起人們的重視，與之相關(guān)的研究工作也逐漸展開起來(lái)。目前相關(guān)的研究工作主要集中在對(duì)于石斛多糖的結(jié)構(gòu)分析、功能作用和分離提取等方 面，這些研究工作為后續(xù)的進(jìn)一步地深入研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了前期的基礎(chǔ)，但仍然有許多科學(xué)基礎(chǔ)層面的研究和技術(shù)層面的開發(fā)還有待于進(jìn)一步地深入開展。

下面，我們通過(guò)本文就近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)石斛多糖方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了部分的梳理與小結(jié)，主要是對(duì)多糖的部分進(jìn)行解讀，為大家的合理使用提供幫助。

石斛多糖廣泛的存在與石斛的各科屬的植物中，相對(duì)其它的成分，石斛多糖的含量是高的。也是主要的功效成分之一。

石斛多糖的結(jié)構(gòu)

目前國(guó)內(nèi)外的研究者對(duì)石斛多糖的結(jié)構(gòu)分析工作主要有以下幾個(gè)方面: 構(gòu)成多糖的單糖、確定多糖的分子量范圍、 單糖的連接點(diǎn)及形式、單糖和糖苷鍵的類型、相關(guān)的重復(fù)單位等研究點(diǎn)。

石斛多糖的單糖組成

石斛多糖主要由葡萄糖、半乳糖、木糖、鼠李糖 及甘露糖等單糖組成，由于不同石斛種屬間還是存在差異的，所以不同石斛間多糖的單糖組分和含量也不盡相同。 有研究資料發(fā)現(xiàn)與表明，鐵皮石斛中的多糖主要由D-木糖、L-阿拉伯糖和D-葡萄糖組成。

有學(xué)者對(duì)六種石斛所含的水溶性多糖中各單糖的比例研究發(fā)現(xiàn)，不同石斛多糖所含的單糖種類和比例也是均有不同。

學(xué)者華允芬等詳細(xì)比較了細(xì)莖石斛、細(xì)葉石斛、鐵皮石斛這三種石斛的水溶性多糖中的中性糖、糖醛酸以及蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3 種石斛都以中性糖為主，3 種石斛相比，細(xì)莖石斛含的中性糖最多，細(xì)葉石斛含糖醛酸和蛋白質(zhì)最多。另有學(xué)者羅傲雪等從金釵石斛中分離出 DNP1-1、 DNP2-1、 DNP3-1、DNP4-2四個(gè)多糖，經(jīng)過(guò)單糖分析其主要成分為甘露糖、葡萄糖、半乳糖和少量鼠李糖、樹膠醛糖和木糖。

學(xué)者查學(xué)強(qiáng)等從霍山石斛中分離得到多糖HPS-1B23,通過(guò)化學(xué)方法和NMR技術(shù)研究表明，此多糖由葡萄糖、甘露糖和半乳糖組成，各單糖摩爾比為：31：10：8。

石斛多糖分子量的確定

石斛多糖在一定分子量范圍內(nèi)，但是也不一定為單一組分的物質(zhì)，而應(yīng)該是一定分子量分布的混合物。 有研究者運(yùn)用糖組成分析、甲基化分析及NMR等方法分析鐵皮石斛中提取的 DT2和DT3兩種多糖，發(fā)現(xiàn)DT2和DT3 的平均相對(duì)分子量分別為7.4 x105u和5.4 x105u,且主要含有葡萄糖、半乳糖、木糖及少量阿拉伯糖和甘露糖, 各單糖摩爾比分別為5.9 ： 1.0 ： 1.0 ： 0.8：0.5 和 7.9：1.3：1.0：0.5：0.7。

學(xué)者羅傲雪等將金釵石斛粗多糖經(jīng)DEAE纖維素柱和 Sephadex G－200凝膠滲透色 譜柱進(jìn)行純化，分別得到DNP1-1,DNP2-1, DNP3-1, DNP4－2 四個(gè)多糖, 并通過(guò)凝膠色譜分析得出 DNP1-1、DNP2-1、DNP3-1、DNP4-2 的平均相對(duì)分子量分別為 136、27.7、11.8、11.4ku。

學(xué)者何鐵光等從 鐵皮石斛原球莖中分離得到灰色多糖DCPP3c-l,經(jīng)化學(xué)方法分析, 發(fā)現(xiàn)DCPP3c-1 為均一組分, 相對(duì)分子質(zhì)量為 72.4ku, 由甘露糖、 鼠李糖、 半乳糖醛酸、 葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成, 其分子物質(zhì)的量之比為 1.1204：1.000：1.046：23.354：3.828：1.046。

單糖的連接點(diǎn)形式及糖苷鍵類型

有研究學(xué)者從金釵石斛中分離出果膠多糖 DNP-W5, 其主要成分為甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、鼠李糖及半乳糖醛酸，其摩爾比為3.1：8.1：8.2：0.6：4.2：3.9，其半乳糖醛酸中有21%以甲酯形式存在，且乙酰基含量達(dá)到6.9%。

研究發(fā)現(xiàn)多糖DNP-W5以【雙糖-a- GalAp-(1 —2 ) - a-Rhap- 1f】為主體，其側(cè)鏈在 O-4、O-3 位分別為 Rhap和GalpA, 側(cè)鏈由半乳糖基、甘露糖基、葡糖基和木糖基組成。

學(xué)者楊虹等運(yùn)用糖組成分析、甲基化分析及 NMR 等方法分析鐵皮石斛中提取的 DT2 和 DT3 兩種多糖, 發(fā)現(xiàn) DT2 和 DT3主要由a-(1 —4)糖苷鍵-D-Glu縮合而成，兩者的差別主要在于支鏈的長(zhǎng)短和連接位置的不盡相同。對(duì)鐵皮石斛粗多糖DOP進(jìn)行了分離純化及UV、 IR分析，初步鑒定5個(gè)酸性糖均為含p-D-甘露糖 基的蛋白聚糖,其糖環(huán)構(gòu)型為吡喃型。

學(xué)者陳云龍等從細(xì)莖石斛中提取分離得到8 種水溶性多糖。 對(duì)分離得到的主要多糖進(jìn)行組成結(jié)構(gòu)分析, 發(fā)現(xiàn)該8 種多糖都為均 一多糖: DMP1a- 1、 DMP1a-2、DMP2a-l、DMP3a-1、DMP4a-1、DMP5a-1、 DMP6a-1 和 DMP7a-1。 其中DMPla-1 的相對(duì)分子 質(zhì)量為 28ku, 葡萄糖、甘露糖組成摩爾比為1：4.798, 分子中 1-3,1-4( 或1-2) ,1-6 連接的糖苷鍵數(shù)比為 8.75：23(59)：1,紅外光譜數(shù)據(jù)顯示其為p-D-吡喃甘 露聚糖。

學(xué)者王世林等從鐵皮石斛中分離純化得到3 種多糖，確定它們?yōu)橐活怬-乙酰葡萄甘露聚糖，由幾個(gè) p- (1—3)-甘露吡喃糖基和一個(gè)p-(1 —4) -D-吡 喃糖基重復(fù)構(gòu)成主鏈，支鏈可能由 p-( 1—4) -葡萄 糖基和其他戊糖基組成，并連接在上鏈葡萄糖基的3 或 6 位 。

學(xué)者何鐵光等從鐵皮石斛原球莖粗多糖( DCPP) 分離純化得到灰色 多糖 DCPP3c-l。 其純度經(jīng)比旋 光度法、柱層析、 紫外掃描檢測(cè)，組分和結(jié)構(gòu)經(jīng)薄層層析、高效液相色譜、紅外光譜及高碘酸鈉氧化等實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果顯示分子中 1—6 殘基占14%，1—2 或 1—4 殘基占40.7%，1—3 鍵占45.3%。 紅外光譜顯示其具有多糖特征吸收峰，并存在a-吡喃糖苷鍵。 1.4 重復(fù)單位。

有資料表明將江西安福的寄生在紅豆杉上的石斛進(jìn)行研究，發(fā)行其多糖經(jīng)過(guò) DEAE 陰離子纖維素柱和凝膠滲透色譜( 包括 Sephacryl S-200 和 Sephadex G-75/G-100) 得到多糖 HPS-1B23。 在過(guò)碘酸氧 化基礎(chǔ)上進(jìn)行 smith 降解，甲基化分析和部分酸水解后，得到了 HPS-1B23 多糖的重復(fù)單位如圖1 所示。

石斛多糖的提取與加工工藝

國(guó)內(nèi)外對(duì)于石斛多糖的研究中，石斛多糖的提取方法以水提醇沉法為主，還有酶法提取和超聲波 輔助提取等方法。

鐵皮石斛的水提醇沉法

水提醇沉法是多糖提取的經(jīng)典方法，主要是利用多糖能溶于水不能溶于乙醇的特性，在眾多石斛多糖的研究中采用較為方便簡(jiǎn)單的水提醇沉法。

學(xué)者羅傲雪等以苯酚-硫酸比色法測(cè)定的多糖含量為指標(biāo)，優(yōu)化了迭鞘石斛( D.denneanum) 多糖的提取工藝同。得到最佳提取工藝為：300mL水(1.000g石斛粉末) ，回流 3 次，每次 1.5h。 并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了加水量、回流時(shí)間、回流次數(shù)均對(duì)樣品多糖的提取率有顯著影響，其影響的程度依次為回流次數(shù) >回流 時(shí)間 >加水量。

學(xué)者錢葉等盹采用紫外分光光度法測(cè)定多糖含量，結(jié)果表明影響石斛多糖含量的因素依次 為粉碎度 >提取次數(shù) >加水量 >提取時(shí)間。綜合考 慮各因素，確定石斛中石斛多糖的最佳提取條件為: 將藥材粉碎至粗粉，加水 20 倍量，提取 4 次，每 次 8h。

學(xué)者熊麗萍等對(duì)水煎法提取石斛中的石斛多糖工藝進(jìn)行了優(yōu)選，確定石斛多糖的較佳提取工藝條件為：5.0g石斛粉末，用20倍重量的水，在50度的水浴中加熱提取3 次，每次 1h。 研究還得出以下結(jié)論，各因子對(duì)提取效果的影響大小順序是：溶劑用量 >提取 次數(shù) >提取溫度 >提取時(shí)間；幾種石斛的多糖含量大小順序?yàn)椋狐S花石斛 >紫皮石斛 >水蘭石斛 >細(xì)莖石斛 >軟腳鐵皮 >紫皮蘭 >金釵石斛。

鐵皮石斛的酶法提取

傳統(tǒng)的水提醇沉法步驟繁多，大大影響了多糖的提取率，近年來(lái)，不少學(xué)者開始利用酶法來(lái)提取石斛多糖，利用酶水解細(xì)胞壁，促進(jìn)多糖物質(zhì)的溶出，進(jìn)而以期提高其得率。

學(xué)者張萍等采用酶法測(cè)定鐵皮石斛中多糖的含量，最佳工藝條件為：酶解時(shí)間2h，酶解溫度40度，纖維素酶用量20% ,PH=6.0。實(shí)驗(yàn)還與水煎法進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示酶法能提高多糖的提取率和多糖的含量。

學(xué)者尚喜雨分別以水提法和酶法提取鐵皮石斛中的石斛多糖，水提法在最佳條件下多糖的平均提取率為12.07%;酶法提取的最佳條件為:4%的酶量，在 40度水溫和pH為6的環(huán)境下酶解3h，多糖的提取率為26.49% ，比水提法提高了 119%。

超聲波輔助提取

利用超聲波能促進(jìn)植物的多糖的溶出是近代相對(duì)流行的方法，有研究學(xué)者將其作為一種預(yù)處理的方法應(yīng)用在石斛多糖的提取中。

學(xué)者羅傲雪等通過(guò)優(yōu)選超聲波輔助熱回流法提取馬鞭石斛多糖。 結(jié)果顯示，最優(yōu)工藝條件為:溫度 95度，時(shí)間16min，提取4次。采用此工藝，馬鞭石斛多糖提取率為( 18.64 ±0.396) % ，顯著高于傳統(tǒng)熱回流法的提取率。 并指出該工藝具有良好的精密度和穩(wěn)定性，重復(fù)性好，適用于馬鞭石斛多糖的提取。（文：熊學(xué)敏）