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甘薯多糖作用机制研究进展

作者: 刘仔健

  摘 要:甘薯作为主要食品在国际上都得到认可,是主要食物来源之一。对甘薯的研究也是逐渐深入。甘薯的提取物已是众多保健食品的主要来源。参考近年来相关文献,对甘薯多糖的生物活性及作用机制进行综述,为深入研究甘薯多糖提供建议。
  关键词:甘薯多糖;作用机制;生物活性
  1 甘薯来源及药用价值
  甘薯(Dioscorea esculenta(Lour.) Burkill)又名红薯、地瓜、番薯等。原产地美洲,据《金薯传习录》中记载,明万历年间,福建华侨陈振龙由吕宋(今菲律宾)引进中国,目前全国均有种植。甘薯中除了含有碳水化合物和微量元素外,还含有许多营养成分,如多糖、粘液蛋白、维生素族、花青素、胡萝卜素、类胡萝卜素、膳食纤维素等。李时珍《本草纲目》中记载,性平,味甘,无毒,补虚乏,益气力,健脾胃,强肾阴[1]。现代研究表明,这些营养成分在保健、疾病预防等方面得到充分的肯定。
  2 甘薯多糖作用机制
  2.1 抗肿瘤作用
  多糖被认为是未来抗肿瘤新药研发的首选物质。研究表明,除了部分多糖如螺旋藻多糖[2]等能直接作用于人肝癌细胞,抑制人肝癌细胞IGF-2mRNA的表达之外,大部分多糖则作为免疫增强剂激活各种免疫细胞,从而抑制肿瘤。
  刘主等从“广薯98”提取粗多糖,对H22荷瘤小鼠灌胃给药,实验表明,在移植性实体瘤方面,分别以低高剂量与模型组的对比,剂量组与模型组差异效果显著;在H22小鼠生存期方面,随着剂量增加而明显;由此可见甘薯多糖不仅直接抑制肿瘤而且也通过增强各免疫系统协同作用达到抗肿瘤[3]。
  赵婧等采用MTT法检测甘薯多糖分别对Hela和HepG2肿瘤细胞体外抗肿瘤研究发现,紫薯多糖Ⅱ最大剂量80μg/ml最高[4]。
  Otani M等通过甘薯淀粉合成酶1得到的特殊类物质,能抑制血管瘤和乳腺肿瘤的发生[5]。
  2.2 抗氧化作用
  在体外方面,李利华利用邻二氮菲-Fe2+氧化法对羟自由基清除,分别以甘薯多糖和Vc做对比,在实验范围内,羟自由基清除随甘薯多糖和Vc浓度增加而增强;用邻苯三酚自氧化法对超氧自由基清除测定,同样甘薯多糖和Vc清除率随浓度增加而增强,可见甘薯多糖能清除羟自由基和超氧自由基,但效果不及Vc[6]。郭金颖等还研究不同品种的甘薯多糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力和铁离子还原能力的测定,对DPPH自由基清除显示,以宁薯2-2和冀薯9-9-1为代表的紫薯效果显著,在铁离子还原能力测定显示,浙薯255在8mg/mL浓度下与Vc浓度0.1mg/mL还原能力相同[7]。
  在体内方面,田春宇等通过Hca-f实体瘤小鼠进行体内抗氧化实验,分别以超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)为检测指标,结果表明,接种实体瘤的小鼠SOD和MDA活性比正常小鼠分别高,而逐渐增加多糖剂量SOD活性逐渐增加,MDA逐渐降低,可见甘薯多糖通过增强SOD等抗氧化酶活性,清除MDA自由基[8]。高秋萍等采用以链脲佐菌素(SYZ)诱导糖尿病模型大鼠进行肝脏和胰腺抗氧化作用的研究,在对肝脏抗氧化作用影响中,模型组与正常组对比,MDA升高,GSH和T-AOC分别下降,在补充不同多糖剂量后,肝脏MDA含量均比模型组低,而GSH和T-AOC均比模型组高[9]。Kano M等从紫甘薯中提取花色素,对大鼠灌胃给药尿检结果表明,体内清除DPPH自由基活性增加,说明紫甘薯花色素具有体内抗氧化活性[10]。
  2.3 抗疲劳作用
  赵婧等以雄性ICR小鼠为研究对象,分别以灌胃生理盐水和不同剂量的甘薯多糖PPSP,普通甘薯多糖PGSP,3h后分别做20min负重游泳运动,并对各生理指标进行测定。在对小鼠肝糖原、肌糖原储量和血清尿素氮浓度影响方面,随着给药浓度增多,糖原储量也逐步升高。在对小鼠血清酶活性影响中,血清酶活性随着灌胃多糖浓度增加而降低[11]。
  2.4 抗辐射、抗突变作用
  江雪等以ICR小鼠为研究对象,采用137Csγ-射线辐射,以小鼠外周血白细胞数计数,胸腺、脾脏系数,骨髓细胞微核率,脾结节计数等指标测定来探究紫甘薯多糖对辐射损伤的保护和机制。在外周血白细胞数(WBC)测定中,不同剂量多糖组经辐射后WBC也不同程度下降,但随着多糖浓度增加,下降幅度减缓,可见甘薯多糖对机体受到辐射后,对造血系统具有一定的防护作用。骨髓微核实验是致突变实验的重要指标,骨髓细胞经辐射后,会导致染色体发生畸变,细胞微核数目增加。经辐射后,多糖组则是随浓度升高微核率降低。在脾结节计数(CFU-S)中,随着多糖浓度的增加,CFU-S亦逐渐增多。由此可见,甘薯多糖对辐射损伤具有一定的防护作用[12]。
  2.5 降血糖、降血脂作用
  刘主等以消渴丸对四氧嘧啶诱导糖尿病模型小鼠通过灌胃给药SPG-1,利用葡萄糖氧化酶法测血糖,在对正常小鼠血糖影响中,多剂量组与模型组血糖均降低,但不是明显,而消渴丸组则有显著降低[13]。
  高秋萍等以SYZ对清洁级SD大鼠建模,并测肝糖原、胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)等数据。在对大鼠脂代谢影响中,灌胃给药10天,模型组TC与对照组相比增加,而不同剂量多糖组随浓度增加而逐渐降低。TG比对照组增加,多糖组也是随浓度升高而降低。灌胃20天,TC和TG与对照组相比增加,结果表明,紫薯多糖具有一定调节血脂的作用[14]。
  3 展望
  由于甘薯中淀粉含量最多,甘薯淀粉经改良成不同产品如氧化淀粉,交联淀粉,阳离子淀粉等,从而广泛应用于轻工,造纸,能源,饲料,农业,化工等方面。在医药行业目前还是以食疗为主,在抗肿瘤,降血糖等药理作用得到认可,因在防辐射,防突变等方面具有良好的表现,目前美国日本等国家已将其列为太空食品。在保健领域,紫薯相关的产品已经上市,相信未来经中期放大实验后,也会进入医药类行业。因其来源广泛,成本低廉,效果明显为抗肿瘤药等的替代药,有着很广泛的增值空间。■   参考文献
  [1]李时珍.本草纲目(校点本,第3册)[M].北京:人民卫生出版社,1997.
  [2]闫博民,于红.螺旋藻多糖抑制人肝癌细胞株IGF-2mRNA表达的研究[J].实用癌症杂志,2003,18(5):490.
  [3]刘主,刘国凌,朱必凤,等.甘薯多糖抗肿瘤研究[J].食品研究与开发,2006,127(8):28-30.
  [4]赵婧,阮红,高秋萍,等.紫心甘薯多糖的分离及组分抑癌活性研究[J].浙江大学学报(医学版),2011,40(4):365-373.
  [5]Otani M, Hamada T, Katayama K, et al. Inhibition of the gene expression for granule-bound starch synthase 1 by RNA interference in sweet potato plants[J]. Plant Cell Rep, 2007(26):1801-1807.
  [6]李利华.甘薯多糖超声辅助提取及其抗氧化活性的研究[J].食品工业科技,2012,33(18):257-260.
  [7]郭金颖,牟德华.五种甘薯多糖体外抗氧化活性比较[J].粮食与饲料工业,2012,12:29-36.
  [8]田春宇,王关林.甘薯多糖抗氧化作用研究[J].安徽农业科学,
  2007,35(35):11356-11401.
  [9]高秋萍,阮红,毛童俊,等.紫心甘薯多糖的抗氧化活性研究[J].营养学报,2011,33(1):56-60.
  [10]Kano M, Takayanagi T, Harada K, et al. Antioxidative activity of anthoeyanins from purple sweet potato, Ipomoera batatas cultivate Ayamurasaki[J]. Bioscience Biotechchnology and Biochemistry, 2005,69(5):979-988.
  [11]赵婧,阮红,徐玲芬,等.紫心甘薯多糖抗疲劳活性及其机制研究[J].食品科技,2011,36(7):57-61.
  [12]江雪,吕晓玲,李津,等.紫甘薯多糖对辐射的防护作用[J].食品与生物技术学报,2010,29(9):665-667.
  [13]刘主,彭凌,朱必凤,等.甘薯糖蛋白SPG-1的分离纯化及其降血糖作用研究[J].食品研究与开发,2006,127(11):68-72.
  [14]高秋萍,阮红,刘森泉,等.紫心甘薯多糖对糖尿病大鼠血糖血脂的调节作用[J].中草药,2010,41(8):1345-1348.


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