大蒜多糖結(jié)構(gòu)與生物活性研究進(jìn)展

周靜華，李漢偉，萬順康，張翠香

（1.大理學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，云南大理 671000；2.大理學(xué)院大理附屬醫(yī)院，云南大理 671000）

大蒜多糖結(jié)構(gòu)與生物活性研究進(jìn)展

周靜華1，李漢偉2，萬順康1，張翠香1

（1.大理學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，云南大理 671000；2.大理學(xué)院大理附屬醫(yī)院，云南大理 671000）

目的：綜述大蒜多糖的生物活性研究進(jìn)展。方法：查閱近期相關(guān)文獻(xiàn)，并進(jìn)行綜合研究和分析。結(jié)果：大蒜多糖具有抗氧化、抗病毒等多種生物學(xué)活性。結(jié)論：大蒜多糖在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域具有較廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。

大蒜；多糖；生物活性

大蒜（AlliumsatirumL.）為百合科蔥屬植物的鱗莖，由于富含生物活性成分和營養(yǎng)成分，具有重要的防病、治病和保健功能〔1〕，歷來被視為藥食兼用佳品，是世界衛(wèi)生組織推薦的每天應(yīng)當(dāng)食用的6種抗腫瘤保健食品之一。我國中醫(yī)認(rèn)為大蒜有開胃健脾、袪寒除濕和消腫散毒等功能〔2〕?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)的研究表明：大蒜有降血脂、預(yù)防動脈硬化、防治冠心病、腦血栓、消炎殺菌、抗腫瘤、提高機(jī)體免疫力、保護(hù)肝臟、降血壓和延緩衰老等作用〔3〕。大蒜中主要活性成分為大蒜素和大蒜多糖等，大蒜素化學(xué)名為二烯丙基三硫，被譽(yù)為天然廣譜抗生素。大蒜多糖是大蒜中含量較高的活性成分之一,含量較大蒜素要高一個(gè)數(shù)量級，而且更穩(wěn)定〔4〕。大蒜多糖的研究目前尚處于起步階段，但因其良好的應(yīng)用前景，逐漸引起越來越多的關(guān)注。本文就大蒜多糖的研究近況，從結(jié)構(gòu)分析、生物學(xué)活性及存在問題作一綜述。

1 大蒜多糖的結(jié)構(gòu)分析

多糖的結(jié)構(gòu)描述包括相對分子質(zhì)量范圍、單糖的組成、連接點(diǎn)類型、單糖和糖苷鍵的構(gòu)型以及重復(fù)單元等。

Baumgartner等〔5〕報(bào)道大蒜多糖為果聚糖（含少量的葡萄糖），分子量9 000～10 000道爾頓，13CNMR證明大蒜多糖的果聚糖結(jié)構(gòu)以β-2-1連接為主，帶少量的2～6支鏈的短片段聚糖，聚合度一般平均為58，屬于新蔗果三糖類果聚糖；終端為葡萄糖單位，分子式為GFn，其中G為終端葡萄糖單位，F(xiàn)代表果糖分子，n表示果糖單位數(shù)。

楊銘等〔6〕從湖北恩施大蒜中分離出分子量為1.5×104的含硒多糖，經(jīng)G25-G200葡聚糖凝膠色譜柱多次精制，得到一個(gè)含硒的大蒜多糖純品（Se-GPS），應(yīng)用比旋光度法、凝膠過濾法及高效液相色譜法檢驗(yàn)其化學(xué)均一性（分散度為2.143 6），比旋光度為-31.4°～-32°，通過高效液相色譜及兩個(gè)系統(tǒng)的紙層析測定其組成為與硒有鍵合狀態(tài)的甘露聚糖。

呂偉等〔7〕對大蒜籽通過正已烷脫脂，熱水提取和Sevag法脫蛋白后，用乙醇沉淀得到大蒜多糖，對大蒜多糖利用薄層層析和紅外光譜法進(jìn)行分析，薄層層析結(jié)果表明大蒜多糖的單糖組成主要為果糖，綜合紅外光譜特征吸收和單糖組成，認(rèn)為所獲大蒜多糖為雜果聚糖。

黃雪松〔8〕采用熱水提取、脫蛋白、DEAE纖維素層析和冷凍干燥獲得純化的大蒜多糖，通過測定得出其分子量為7 100道爾頓，薄層層析實(shí)驗(yàn)表明：此大蒜多糖由葡萄糖和果糖組成，進(jìn)一步的GC測定結(jié)果認(rèn)為大蒜多糖是由葡萄糖、果糖和半乳糖3種單糖組成，其組成比例分別為14∶85∶1。該研究證實(shí)了大蒜多糖中含有半乳糖，是因?yàn)檠芯恐悬S雪松采用了較薄層層析法更靈敏的GC法，一般的薄層層析難以鑒定到半乳糖。大蒜多糖中半乳糖的含量雖少，但對大蒜多糖的立體構(gòu)型可能有重要影響，使其具有一般果聚糖所具備的生物活性。綜合紅外光譜吸收峰和單糖的組成與比例資料，黃雪松認(rèn)為此大蒜多糖為雜果聚糖，這一點(diǎn)與呂偉的研究結(jié)果一致，黃雪松在研究中還利用13C-NMR對大蒜多糖進(jìn)行了分析，結(jié)果表明C6沒有被取代，為β-2，1-糖苷鍵。

2 大蒜多糖的生物學(xué)活性

2.1 抗氧化活性 機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的自由基可引發(fā)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸分子的氧化性損傷，導(dǎo)致衰老。研究表明，大蒜多糖具有抗氧化活性，能夠延緩衰老。李朝陽等〔9〕采用熱水浸提法從大蒜中提取得到大蒜粗多糖，利用DEAE-纖維素柱層析對大蒜粗多糖進(jìn)行純化，得到中性多糖和酸性多糖，分析了3種大蒜多糖的羥基自由基清除能力和超氧陰離子自由基清除能力、還原能力和配位能力，結(jié)果表明，中性和酸性大蒜多糖顯示出不同的抗氧化活性，中性大蒜多糖具有較好的清除羥基自由基能力和還原能力，酸性大蒜多糖具有較好的清除超氧陰離子自由基能力和配位能力，大蒜粗多糖則介于中性多糖和酸性多糖之間。李朝陽等〔10〕的研究還表明：利用酶法提取得到的大蒜多糖有一定的抗氧化性，在高濃度下，大蒜多糖的清除超氧陰離子和羥自由基的能力強(qiáng)于大蒜素。

曾哲靈等〔11〕利用水提法提取大蒜多糖，采用清除DPPH·自由基模型和抗油脂氧化模型評價(jià)大蒜多糖的抗氧化能力，結(jié)果表明大蒜多糖具有一定的清除DPPH·作用，在0.05～0.3 g/mL的范圍內(nèi)，對DPPH·清除率均隨濃度增大呈現(xiàn)一定量效關(guān)系，說明其具有一定的清除DPPH·作用，其IC50為0.13 g/m L。大蒜多糖的抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大蒜多糖有較強(qiáng)的抗油脂氧化作用，其能力要比維生素C稍強(qiáng)。楊銘等〔12〕從湖北恩施大蒜中分離的含硒大蒜多糖抗氧化損傷作用也比維生素C強(qiáng)，這對于進(jìn)一步研究新的抗氧化損傷藥物有一定意義。

2.2 抗病毒活性 鄭敏等〔13〕分離純化得到大蒜多糖A、B和C 3個(gè)組分，進(jìn)行了體外抗乙型肝炎病毒作用研究，結(jié)果表明：在培養(yǎng)的2215細(xì)胞中加入大蒜多糖A、B、C培養(yǎng)12d后，上清中部分乙肝病毒標(biāo)志HBsAg分泌減少，而HBeAg無明顯變化，即大蒜多糖A、B、C均可抑制HBsAg分泌，并隨藥物濃度增加而抑制率增高。結(jié)合細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)，大蒜多糖A、B、C通過抑制HBsAg分泌而發(fā)揮的抗HBV作用屬安全有效。鄭敏等〔14〕進(jìn)一步觀察了大蒜多糖A、B和C 3個(gè)組分的體外細(xì)胞毒性和對柯薩奇病毒B3的影響，結(jié)果表明3組分均有一定細(xì)胞毒性，但對Hep-2細(xì)胞的半數(shù)中毒濃度均低于申元英等〔15〕用相同實(shí)驗(yàn)方法得到的大黃素對Hep-2細(xì)胞的半數(shù)中毒濃度；3組分均無直接滅活柯薩奇病毒B3及抗柯薩奇病毒B3吸附作用，但可劑量依賴性抑制柯薩奇病毒B3的生物合成（除組分A外），發(fā)揮抗柯薩奇病毒B3作用。其抗柯薩奇病毒B3作用環(huán)節(jié)與病毒唑和大黃素相似。

2.3 良好的保護(hù)肝臟的功能 鄭敏等〔16〕利用分離純化得到的大蒜多糖A、B和C對四氯化碳（CCl4）肝損傷小鼠血清和肝組織丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）的影響及其急性毒性測定，發(fā)現(xiàn)大蒜多糖A、B、C治療使CCl4肝損傷小鼠血清ALT及AST活性顯著降低（P＜0.01），肝組織ALT及AST活性顯著升高（P＜0.01），表明3種大蒜多糖對肝損傷均有良好保護(hù)作用；大蒜多糖A、B和C急性毒性限量試驗(yàn)表明均安全無毒。

2.4 保護(hù)心肌、防止心肌纖維化 吳其良等〔17〕發(fā)現(xiàn)大蒜多糖能拮抗阿霉素（ADR）所致的小鼠中毒性心肌炎心肌細(xì)胞凋亡作用。認(rèn)為大蒜多糖可能是抑制心肌細(xì)胞中Bax蛋白表達(dá)和增加凋亡抑制基因Bcl-2的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2/Bax表達(dá)比例，改善其在病理刺激作用下表達(dá)的失衡狀態(tài)，從而達(dá)到抑制ADR所致的細(xì)胞凋亡。余薇等〔18〕的研究結(jié)果表明：ADR（3 mg/kg腹腔給藥，隔日1次，連7次）可致小鼠血清肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（NOS）活力升高（P＜0.01），同時(shí)心肌超氧化物歧化酶（SOD）活力下降而丙二醛（MDA）含量升高（P＜0.01），線粒體水腫明顯。大蒜多糖（0.75～3.0 g/kg胃內(nèi)給藥，隔日1次，連15次）能逆轉(zhuǎn)ADR所致的上述改變，表現(xiàn)為劑量相關(guān)性降低血清CK、LDH、GOT和NOS活力，增加心肌SOD活力和降低MDA含量，尤其以大蒜多糖大劑量組作用明顯（P＜0.05或P＜0.01），同時(shí)電鏡與光鏡下結(jié)果亦證實(shí)大蒜多糖的保護(hù)作用。說明大蒜多糖能拮抗阿霉素所致的小鼠中毒性心肌炎，其作用機(jī)制與增強(qiáng)心肌SOD活力和抗心肌脂質(zhì)過氧化有關(guān)。蔡飛等〔19〕利用大蒜多糖對感染柯薩奇病毒B3的雄性BALB/C小鼠進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)大蒜多糖能明顯增高小鼠存活率，減少心肌酶LDH、AST、CK、CK-MB的釋放；改善心肌病理變化，表現(xiàn)為HM/BM降低，心肌壞死灶數(shù)量和范圍顯著減少，炎性細(xì)胞浸潤減輕，心肌病理積分降低，證實(shí)了大蒜多糖在體內(nèi)確有治療病毒性心肌炎的作用。并且發(fā)現(xiàn)大蒜多糖治療病毒性心肌炎的療效與黃芪相近。

2.5 對紫外線誘發(fā)的晶狀體損傷的抑制 紫外線過量照射是產(chǎn)生白內(nèi)障的重要原因之一，由于紫外線照射，小分子蛋白質(zhì)不斷交聯(lián)、聚合，造成高分子蛋白質(zhì)比例明顯增加而使晶狀體渾濁，產(chǎn)生白內(nèi)障。楊銘等〔12〕從湖北恩施地區(qū)產(chǎn)的富硒大蒜中經(jīng)提取、除蛋白及凝膠色譜法分離純制得到的大蒜硒多糖，能夠阻止高分子蛋白質(zhì)的形成，對預(yù)防紫外線照射對晶狀體的氧化損傷有重要的保護(hù)作用，能預(yù)防、治療由紫外線過量照射所產(chǎn)生的白內(nèi)障。并在對照實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大蒜硒多糖的抗氧化損傷作用比維生素C強(qiáng)100倍。

大蒜多糖除具有上述活性外，還具有增強(qiáng)免疫力作用〔20〕，被認(rèn)為有希望代替具有明顯增強(qiáng)免疫力作用的珍貴的牛膝多糖用于醫(yī)藥〔21〕。Paludan-Muller等〔22〕發(fā)現(xiàn)大蒜多糖可作為乳酸菌發(fā)酵的碳源。黃雪松等〔23〕報(bào)道大蒜多糖吸油性要好于酪蛋白，起泡性（50%）低于蛋清（70%），吸濕性和保濕性均高于甘油，因此可廣泛適用于食品、保健食品和藥品等行業(yè)。

3 存在問題和展望

大蒜多糖作為一類具有重要生物活性的天然多糖化合物，其生物學(xué)活性逐漸為人類所認(rèn)知，但對其化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究仍然非常有限，大多數(shù)已經(jīng)報(bào)道的大蒜多糖都缺乏詳盡的結(jié)構(gòu)信息，高級結(jié)構(gòu)的研究是空白，而高級結(jié)構(gòu)對功能的影響比一級結(jié)構(gòu)還重要，這一點(diǎn)已為科學(xué)家們首肯。并且尚不能確定多糖的構(gòu)效關(guān)系，妨礙了大蒜多糖的進(jìn)一步開發(fā)利用。因此，應(yīng)充分利用各種研究方法和手段對大蒜多糖結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步研究，闡明其構(gòu)效關(guān)系。我國大蒜資源豐富，是世界大蒜的主要產(chǎn)區(qū)之一，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的40%左右，也是中國主要出口農(nóng)產(chǎn)品之一〔24〕。目前的研究表明大蒜多糖具有多種生物活性，并且大蒜中大蒜多糖含量較高并且穩(wěn)定，從應(yīng)用研究的角度看，大蒜多糖在醫(yī)藥、保健食品、化工原料等領(lǐng)域有多種用途，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。

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（責(zé)任編輯 蔣 康）

Research Review into the Polysaccharide Structure and Biological Activity of Garlic

ZHOU Jinghua1，LIHanwei2，WAN Shunkang1，ZHANG Cuixiang1
（1.Pre-clinical College,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;
2.Dali Affiliated Hospital of DaliUniversity,Dali,Yunnan 671000,China）

Objective:To review the research of the polysaccharide structure and biological activity of garlic.Methods:To study relative literatures and make a comprehensive summary and analysis.Results:Garlic polysaccharides have such biological activities as anti-oxidation and anti-virus.ConclusionThese researches can provide references for the application of garlic polysaccharides in clinicalmedicine,food products and other fields.

garlic;polysaccharides;bioactivity

S633.4

A

1672-2345（2010）12-0025-04

云南省科技廳應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金資助項(xiàng)目（2010ZC138）

2010-08-30

周靜華，副教授，主要從事多糖化學(xué)研究.