硒多糖的研究状况【文献综述】

《硒多糖的研究状况【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

毕业论文文献综述食品科学与工程硒多糖的研究状况摘要：硒在有机体的生命活动过程中具有重要的生物学作用，其中有些作用是与它的抗氧化作用密切相关的。硒多糖是硒的一种有机形式，可以作为一种安全的补硒剂。本文综述了硒多糖国内外的一些研究近况以及硒多糖的结构性质和生理生化作用，硒多糖同硒一样具有体外抗氧化作用，抗肿瘤、抗病毒作用，以及降血糖、血脂等作用，而其活性比后者要高，并且利于机体吸收、安全，是一种理想的补硒剂。关键词：硒多糖；结构；生理活性0前言硒元素是生命活动的必需元素，其存在形式有无机硒和有机硒两种，常见的无机硒有亚硒酸钠和硒酸钠，有机硒主要是硒蛋白和硒多糖。硒能构成若干氧化酶的活性中心，可增强机体的抗氧化能力和对相关疾病的抵抗能力，这说明了硒与人体健康的直接关系。无机硒具有蓄积性毒性和致突变作用，使用时剂量难以控制，而有机硒的毒性低，副作用小，不但能够更好地发挥硒的作用，而且在激发免疫反应上比无机硒显著[1]因此，将无机硒与多糖有机结合使之转化为有机硒化合物———硒多糖，将会使硒和多糖的生理和药理功能得到优化。硒能作用于人体转化成硒酶，大量破坏血管壁损伤处集聚的胆固醇，使血管保持畅通，提高心脏中辅酶A的水平，使心肌所产生的能量提高，从而保护心脏[2]；硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，它能防止胰岛B细胞氧化破坏，使其功能正常，促进糖份代谢、降低血糖和尿糖，改善糖尿病患者的症状[3]；硒是一种可增强免疫系统和抑制细胞增殖的抗氧化微量元素，具有降低癌症危险的作用[4]；硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)的组成成分，每摩尔的GSH—Px中含4g原子硒，此酶的作用是催化还原性谷胱甘肽(GSH)与过氧化物的氧化还原反应，所以可发挥抗氧化作用，是重要的自由基清除剂[5]。多糖本身也具有很多抗氧化活性[6]。从乳酸乳球菌乳酸亚种12的培养基中获得了一种新型的胞外多糖（EPS）,该胞外多糖表现出强烈的抗氧化作用，展示了清除超氧阴离子和羟自由基的能力，和显著降低丙二醛（MDA）水平的能力。尽管硒在人体内的含量非常少，而且每日摄人量也极微，但却在人体的机能中发挥着极其重要的作用。硒在地壳中分布广泛但含量不均。据WHO公布的资料，全球有40多个国家属于低硒和缺硒地区。对中国1094个县市的土壤硒含量进行了测定，结果显示：中国是个缺硒国家,全国有72％的人口存在不同程度的硒摄入不足[7]。硒只占人体重量的万分之一以下，不能在体内合成，必须从食物中摄取，而且食物中的有机硒才容易被人体吸收[8]。有机硒主要是硒蛋白和硒多糖，本文讲述的是硒多糖。1硒多糖的来源天然硒多糖一般存在于植物或微生物中，但含量较低，即使在高硒地区的富硒植物或微生物中，硒多糖中的硒含量也相对较低。因此，研究者们试图通过一些富硒手段如人工协迫富硒栽培、富硒酵母培养等，使生物体中硒多糖的硒含量增加。此外，通过多糖硒化修饰或化学合成等化学方法也可以获得大量的硒多糖。1.1天然硒多糖 目前成功获得的天然硒多糖有灵芝硒多糖、香菇硒多糖、螺旋藻硒多糖、箸叶硒多糖和大蒜硒多糖、黑木耳硒多糖等[9]。这些硒多糖主要是在富硒的环境下，植物或微生物通过特殊的代谢途径利用环境中的无机硒合成的天然有机硒。湖北恩施州是我国最大也是世界罕见的高硒区，区内含硒量比一般地区高出数十倍乃至数百倍，该地区一些常见的多糖类植物——大蒜、魔芋、板党、南瓜等的硒多糖含量明显高于其它地区的同种植物。1992年Yang等[10]从恩施地区的富硒大蒜中分离出一种硒多糖，通过高效液相色谱和纸色谱法测定为硒化的甘露聚糖。1994年吴应亮等[11]对恩施地区富硒植物——黄芪和魔芋进行研究，提取精制出了硒多糖，测得其中的硒含量分别为1.06μg·g-1和1.55μg·g-1。2004年汪兴平等[12]从富硒黄精中提取的多糖中测得硒的含量为0.5973μg/g。从天然灵芝中提取的灵芝硒多糖含量也很低[13]。可见植物自然富集硒多糖的硒含量仍然很低。1.2微生物富集硒多糖微生物富集法获取硒多糖，即在适宜的培养条件下将无机硒添加到真菌、藻类、细菌等的培养基中，通过微生物的生长代谢，对硒进行富集和生物转化，从面获得硒多糖。目前，通过人工协迫富硒培养法成功获得的硒多糖不仅硒含量较高，而且种类繁多，例如真菌类的灵芝硒多糖、香菇硒多糖、木耳硒多糖、金针菇硒多糖等；藻类的螺旋藻硒多糖、绿色巴夫藻硒多糖等。2005年温磊等[14]以灵芝为载体，通过灵芝菌丝体的深层培养，将无机的亚硒酸钠加入培养基，通过生物转化作用，使无机硒转化为有机硒，并对富硒灵芝多糖进行了分离纯化[15]，从中筛选了对癌细胞有高抑制率的纯化硒多糖。王敏等[16]采用在培养液中添加亚硒酸来实现藻对无机硒的富集和转化，制备一种含硒的紫球藻(Porphyridiumsp．)胞外多糖(Se—PSP)可以延长荷瘤小鼠的生存时间，陈国静等[17]将含硒化合物按设计比例重量加入香菇固体培养基中培育出富硒香菇,提取分离得硒多糖,并证明其具有比普通香菇多糖较高的抑制肿瘤生长的作用。徐春兰等[18]利用产多EnterobactercloacaeZ0206(E．cloacaeZ0206)的深层发酵法制备了E．cloacaeZ0206细菌富硒多糖。富硒多糖SEPS的产量为9.28g/L，富硒量为2.314mg/g；许峰等[19]以亚硒酸根的形式的硒，添加到食用蕈菌培养基中，通过蕈菌的生长代谢，对硒进行富集和生物转化而获得硒多糖。1.3人工合成硒多糖多糖含有多种基团，例如自由羟基、醛基或酮基，这些基团能够与其它化合物发生特定的反应，使多糖的硒化修饰或合成成为可能。到目前为止，人工合成硒多糖主要有以下3种方式：一是在温和条件下使用单体硒、亚硒酸或亚硒酸钠等对多糖进行硒化修饰；1988年唐家骏[20]首次用硒粉、浓硝酸与卡拉胶反应制备出硒化卡拉胶，硒化Kappa价叉菜和lambda角叉菜胶中硒含量分别达到2512μg/g和1157μg/g。经红外光谱、激光拉曼光谱测定表明，硒化产物仍保持硫酸酯多糖的基本构型，其中硒以不同形态存在，即角叉菜胶中部分硫被硒取代，形成硒酸酯，其末单元的3、6一内醚，D一半乳糖在C一1位开环形式C-Se-H结构。二是利用化学性质活泼、具有酰氯结构的SeOC1，作为硒化试剂[21]；三是将含硒的功能基团接枝到多糖分子上[22]。2硒多糖的结构性质通过对硒多糖的分析发现，硒多糖的单糖组成一般分为两类：①单一聚糖；②由Gal（半乳糖）、Glu（葡萄糖）、Rha（鼠李糖）、Xyl（木糖）、Fuc（岩藻糖）和Man（甘露糖）等多种单糖中的几种组成的杂聚糖。各种单糖一般以D-构型存在，它们在硒多糖分子中的比例也不尽相同。多数硒多糖为β-构型，α-构型的硒多糖也有发现。硒多糖的主链一般是由1→3糖苷键键合而成，支链形式多样，如以D-葡萄糖残基、β-D-葡糖醛酸残基、β-（1→6)-D-葡萄糖残基、β-（1→2)-D-木糖残基等作为支链。其它键合方式，如1→2糖苷键、1→4糖苷键较为少见。硒作为硒多糖的特征性部分，在硒多糖中的存在形式可能有SeH和R1—SeO—O—R2两种[23] 。实验表明，一种灵芝硒多糖是以α-糖苷键键合成的吡喃多糖，由Glu、Man、Xyl、Gal和Rha组成[24]；大蒜硒多糖的平均分子量为15000，其水解产物经HLPC和纸色谱分析，证明大蒜硒多糖含硒量约为12μg/g,其中硒可能以硒酸酯形式存在[25]。箬叶硒多糖是一种硒酸酯多糖[26]。螺旋藻硒多糖分子量为12590，由D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和D-葡糖醛酸组成[27]。3硒多糖的生理生化作用多糖具有多种生理活性,是一种广谱的免疫促进剂,具有防癌抗癌、调节免疫功能、延缓衰老、抗感染、抗辐射等生理作用[23]。活性氧自由基对生物分子起损害作用,甚至造成DNA链断裂或变异,硒则对因脂质过氧化产生的自由基具有清除作用。硒多糖兼有多糖和硒两方面的功能,因此表现出更有效的生理活性,在医药研制和疾病治疗等方面有着广泛的应用前景。3.1抗氧化作用谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)能分解过氧化物,减少自由基的产生,保护脏器免受自由基的侵害,在疾病防治过程中具有重要的作用。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心,因此硒的新陈代谢对动物体内的抗氧化能力具有重要的影响,硒多糖作为一种硒源物质不仅能够有效地补给硒的代谢,而且本身具有抗氧化作用,能够显著提高动物的抗氧化能力。陈春英等[27]用箬叶多糖与硒化合物反应得到箬叶硒多糖,并发现箬叶硒多糖能有效地提高血液中的硒含量和谷胱甘肽过氧化物酶的活性,显著降低脂质过氧化产物丙二醛的含量,增强红细胞抗H2O2氧化损伤的能力,具有明显的免疫增强效应。徐春兰等[19]利用产多糖菌EnterobactercloacaeZ0206(E．cloacaeZ0206)的深层发酵法制备了E．cloacaeZ0206细菌富硒多糖。E．cloacaeZ0206富硒多糖对DPPH自由基和羟自由基具有较好的清除作用，在浓度为5g/L时对DPPH自由基和羟自由基的清除率分别为80.35%和84.26%，并具有较强的还原能力。3.2抗肿瘤作用硒多糖不仅能够抑制肿瘤的生长,而且能够直接杀伤或杀死癌细胞,诱导细胞凋亡,抑制肿瘤细胞的增殖。高林等[28]发现灵芝硒多糖比灵芝多糖有更显著的抑制肿瘤生长的活性,而且这种抑瘤活性与硒多糖的分子组成以及分子结构密切相关。胡群宝等[1]在研究螺旋藻硒多糖的药理作用时也发现了类似现象,并且这种抑瘤作用与硒多糖对动物免疫功能的影响没有关系。邓守恒等[29]研究硒化壳聚糖对NB4急性早幼粒白血病肿瘤细胞株生长的影响发现,硒化壳聚糖可有效地抑制NB4细胞生长,并呈量效和时效关系,细胞明显出现核固缩、碎裂等凋亡形态的改变,显示硒化壳聚糖具有诱导肿瘤细胞凋亡的作用。3.3抗病毒作用门晓媛等[30]制备出了纳米硒化裙带菜多糖并观察其体外抗柯萨奇CVB3病毒(肠道病毒属)的作用。结果表明,硒多糖具有良好的体外抗CVB3病毒的活性,在安全性和有效性上均超过常用的抗病毒药物病毒唑(Ribavirin)。魏战勇等[31]通过研究发现海藻硒多糖对猪细小病毒体外复制有抑作用。但其效果不如硒蛋氨酸和亚硒酸钠显著，可能是由于不同硒化合物的含硒形式和结构不同而造成的。对于海藻硒多糖抑制病毒所需的有效浓度，尚有待于进一步的研究。3.4降血糖、降血脂作用糖尿病是一种常见的糖、脂代谢紊乱的临床综合症,主要是由于胰岛素生物活性的降低或者效应不足引起的。硒多糖通过保护胰岛细胞,改善胰岛素的敏感性,从而对糖尿病起到干预作用。方敏[32]在合成硒化甲壳低聚糖的基础上,研究其对糖尿病鼠模型形成的干预作用及作用机制。结果发现,硒化甲壳低聚糖能够显著抑制模型动物血糖和胆固醇的提高,并明显提高GSH2Px 的活性,表明硒化甲壳低聚糖能够改善动物的糖、脂代谢。张敖珍等[33]发现硒化卡拉胶可使正常小鼠以及四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖降低,而且对正常小鼠注射肾上腺素所引起的高血糖也有降低作用。硒多糖良好的降糖作用已经引起糖尿病专家及广大学者的注意,在开发糖尿病药物或保健食品方面显现出诱人的前景。4前景与展望前文中许多研究表明硒对人体的健康是缺一不可的，而由于硒的分布不规律，使很多人存在缺硒而致病的危险，特别在我们中国这个人口大国，竟然有72%的人口存在硒摄入不足的问题，硒多糖作为硒的一种有机形式，不仅活性比无机硒要高，而且其在机体中的吸收好，不会像无机硒一样在体内造成蓄积性制毒，因此硒多糖是一种理想的补硒剂，有很广阔的开发前景。参考文献[1]胡群宝,郭宝江.螺旋藻硒多糖对小鼠免疫功能的影响[J].中国海洋药物杂志,2001,5:18—20,29.[2]关玉梅.硒与缺硒对机体的影响[J].微量元素与健康研究,2002,18(4):83.[3]邹宇,于俊林,徐晶,等.硒及微生物富硒研究进展[J].食品研究与开发,2006,127(9):171—174.[4]王能才,等.硒微量元素临床进展[J].医学文选,2004,23(1):78-79.[5]邹宇,于俊林,徐晶,等.硒及微生物富硒研究进展[J].食品研究与开发,2006,127(9):171—174.[6]DaodongPan,XiumingMei.AntioxidantactivityofanexopolysaccharidepurifiedfromLactococcuslactissubsp.lactis12[J].CarbohydratePolymers,80(2010):908-914[7]史丽英,罗世炜.微量元素硒的研究进展[J].襄樊职业技术学院学报,2005,4(1):108一l1O.[8]WHANGERPD.Seleniuminthetreatmentofheavymetalpoisoningandchemicalcarcinogenesis[J].JTraceElemEleetrolytesHealthDis,1992,6(4):209—211.[9]崔乔,尚德静,邹霞.硒多糖的研究进展[J].中国生化药物杂志,2003,24(3):155—157.[10]YangMing,WangKui,GaoLin.Explorationforanaturalseleniumsupplement-characterizationandbioactivitiesofSe-containingpolysaccharidefromgarlic[J].JChimPharmSci,1992,1(1):28—32.[11]吴应亮,蔡宗源,何康明,等.富硒植物中硒化合物的提取和分析[J].暨南大学学报,1994,15(3):70—73.[12]汪兴平,莫开菊,周大.黄精含硒多糖的分离提取及含硒量分析技术研究[J].工艺研究食品科学,2004,25(10):119—122.[13]于志,王萌.灵芝硒多糖的研究进展与前景[J].安徽农学通报,2010,16(5):71—73.[14]温磊,尚德静,王伟灵.芝硒多糖的制备及其分离纯化[J].中国食用菌,2005,24,(6):44—46.[15]陈海生,梁荣能,徐一新.野生云芝中水溶性多糖的分离鉴定[J].解放军药学学报,2002,16(5).[16]王敏,朱劲华,马宇翔.含硒紫球藻胞外多糖的制备及对体内外肿瘤细胞生长的影响[J].海洋科学,2006,30(l):23—27.[17]陈国静,彭佳明,潘丽元,等.香菇硒多糖抗肿瘤作用的研[J].中国误诊学杂志,2006,8,6(15):2893—2894.[18]徐春兰,钦传光,尚晓娅.EnterobacterCloacaeZ0206细菌胞外富硒多糖的抗氧化活性[J].化学研究,2010,3,21(2)2010:64—68.[19]许峰,张瞳,周波.食用蕈菌硒多糖研究进展[J].生物技术,2006,2,16(1):86—88.[20]唐家骏.硒化角叉菜胶的制备及其理化性质和生化活性的研究[J].生物化学与生物物理学报,1988,20(3):259—264.[21]龚晓钟.硒化黃芪多糖与硒化葡萄糖的研究——硒化条件选择[J].深圳大学学报(理工版),1997,14(4):68—75.[22]蒋京,廖宝凉.N-含硒壳聚糖衍生物的合成、表征及其生物活性[J].广东微量元素科学,2000,7(5):14—17.[23]方积年.多糖研究的现状[J].药学学报,1986,21(12):944—950. [24]和朝军,李景原,秦广雍,等.灵芝硒多糖的研究进展[J].河南农业科学,2006,3:9—11.[25]徐辉碧,黄开勋.硒蛋白与硒多糖[J].科学,1997,49(5):22—25[26]黄峙,郑文杰,郭宝江等.含硒生物大分子化合物研究进展[J].海南大学学报(自然科学版),2001,19(2):169—175[27]陈春英,高秋华,涂欢,等.箬叶硒多糖提取液生物活性的初步研究[J].微量元素与健康研究,1994,11(4):33—34.[28]高林,尚德静,崔乔.灵芝硒多糖SeGLP-1抑制小鼠肝腹水癌作用的研究[J].食用菌学报,2001,3:34—38.[29]邓守恒,孙各琴,朱名安,等.硒化壳聚糖对NB4细胞作用的实验研究[J].广东微量元素科学,2006,13(1):23—26.[30]门晓媛,王一飞,郑文杰,等.纳米硒化裙带菜多糖的制备及其体外抗CVB3病毒作用研究[J].中国卫生检验杂志,2005,15(10):1153—1155.[31]魏战勇,崔保安,黄克和,等.硒对猪细小病毒体外增殖抑制作用的研究[J].中国病毒学,2005,20(6):613—617.[32]方敏.甲壳低聚糖硒的合成及其干预性糖尿病鼠模型形成的研究[D].南华大学,2005.[33]张敖珍,刘雯,江明华.硒化卡拉胶对小鼠的降血糖作用[J].上海医科大学学报,1993,20(5):385—387.