2. 佛山市康伲爱伦生物技术有限公司,广东 佛山 528225
2. Foshan Allan Conney Biotechnology Co., Ltd, Foshan 528225, China
银耳(Tremella fuciformis)属于真菌门,担子菌纲,异隔担子菌亚纲。银耳目,银耳科,银耳属[1]。银耳有很多的别名,如雪耳、白木耳等。银耳是一种常见的食用菌,在福建、四川、贵州、浙江、湖北等地广泛种植。银耳多糖具有广泛的生物学活性和功能,包括抗衰老[2]、抗氧化[3-5]、抗肿瘤[6]、抗炎[7-8]和降低血糖[9]等。传统的银耳多糖提取工艺有酶提取法、酸提取法、碱提取法和热水浸提法等[10-15]。超声波辅助提取工艺是近年来较为常用的一种多糖提取方法,具有省时高效、节能环保的优点[16-17]。本文采用热水浸提法,辅以超声波提取工艺提取银耳多糖,通过对超声波功率、提取料液比、提取温度和提取时间进行单因素试验,并通过正交试验,确定最佳提取工艺。本研究还建立了脂多糖致小胶质细胞炎症模型,探讨银耳多糖的抗炎活性,为银耳多糖的进一步开发利用提供依据。
1 实验部分 1.1 主要试剂和仪器 1.1.1 主要试剂银耳产自四川通江,购自佛山市爱伦生物技术有限公司。苯酚、浓硫酸、葡萄糖均为分析纯,购自阿拉丁化学试剂;无水乙醇、甲醇购自天津大茂化学试剂厂;脂多糖购自Sigma公司。DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)培养基、磷酸缓冲盐溶液(Phosphate buffer saline,PBS)、胎牛血清购自美国Gibco公司。BCA蛋白检测试剂盒(BCA Protein Assay Kit)购自碧云天生物技术有限公司;TRPV1Elisa试剂盒购自江苏酶标生物技术有限公司。
1.1.2 主要仪器高速多功能粉碎机(武义海纳电器有限公司)、DK-S22电热恒温水浴锅(上海精宏仪器设备有限公司)、超声波发生仪(VS-100UE,无锡沃信仪器制造有限公司)、Z326K离心机(贺默(上海)仪器科技有限公司)、全波长酶标仪Multiskan GO(赛默飞世尔科技(中国)有限公司)。
1.2 银耳多糖超声波提取工艺优化 1.2.1 银耳多糖的提取将银耳子实体干制品经粉碎过80目筛,得到银耳碎粉。称取30 g银耳碎粉,加入适量去离子水浸润30 min后,置于超声波提取设备中,按照设定条件进行超声波辅助提取、过滤,银耳提取液在5000 r/min离心10 min,取银耳多糖上清液,在60 ℃条件下减压浓缩至溶液体积的1/10,加入浓缩液体积4倍量的无水乙醇,重复1次,醇沉过夜。取多糖沉淀物冷冻干燥,即得银耳多糖。
1.2.2 银耳多糖提取率的测定总糖含量的测定:参考文献方法,采用苯酚−硫酸法测定银耳多糖的总糖含量[18-19]。取适量葡萄糖置于105 ℃烘箱烘干至恒重,取干燥好的葡萄糖标准品100 mg置100 mL容量瓶中,加蒸馏水定容,配制成质量浓度为1.0 mg/mL的葡萄糖标准储备液。精密移取标准储备液1,2,4,6,8,10 mL置100 mL容量瓶,加蒸馏水定容,配制系列质量浓度为0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1 mg/mL的系列标准溶液。分别移取上述系列葡萄糖标准溶液1 mL置10 mL具塞玻璃试管中,依次加入0.5 mL苯酚溶液,浓硫酸2.5 mL,充分涡旋,冷却至室温,另取1 mL蒸馏水作为空白对照,将上述溶液于490 nm波长处测定溶液的吸光度值,以质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,得回归方程:
提取率的测定:取银耳多糖提取液1 mL置10 mL具塞玻璃试管中,依次加入0.5 mL苯酚溶液,浓硫酸2.5 mL,充分涡旋,冷却至室温,于490 nm波长处测定溶液的吸光度值。将测得的吸光度值代入标准曲线方程,计算得到银耳多糖质量浓度。再将银耳多糖质量浓度代入式(1)计算,即得银耳多糖提取率
| $ {{\text{提取率}}}({\text{%}})=(CV\times {{\text{稀释倍数}}}/M)\times 100{\text{%}}$ |
其中,C为测得吸光度对应的质量浓度,V为提取液的体积,M为银耳碎粉质量。
1.2.3 银耳多糖提取单因素试验粉碎过筛后的银耳粉末,按照表1的设定条件进行多糖提取。
| 表 1 单因素实验 Table 1 Single factor experiment |
通过单因素试验所得工艺,以超声波频率,提取料液比和提取温度为试验因素设计三因素三水平的正交试验,确定超声波辅助热水浸提银耳多糖的最佳工艺条件,正交试验因素水平见表2。
| 表 2 因素水平表 Table 2 Factor level table |
细胞培养:将BV2小胶质细胞用含有10%胎牛血清和1%青霉素/链霉素的DMEM中培养,置于37 ℃的CO2培养箱中。每日观察细胞形态,待BV2细胞融合达约80%时,进行传代培养。
药物干预:取对数生长期的BV2细胞,在倒置显微镜下观察,细胞生长至80%左右时,进行实验。在6孔板中接种BV2小胶质细胞(5×104个细胞每孔),实验分为3组:空白对照组、单独LPS(质量浓度为1 μg/mL)处理组和LPS+银耳多糖(质量浓度为62.5,250,1000 μg/mL)组。LPS组在不含血清的培养基中加入LPS,最终质量浓度为1 μg/mL;LPS+银耳多糖组先分别用加入银耳多糖(质量浓度为62.5,250,1000 μg/mL)的不含血清培养基处理2 h,随后加入LPS,最终质量浓度为1 μg/mL。培养24 h后,弃去上清液,收集细胞,进行细胞裂解,进一步进行蛋白测定。
细胞裂解:(1) 将收集到的细胞转移到15 mL离心管中,5000 r/min 离心5 min;(2) 弃去上清液,加入1 mL PBS重悬细胞,转移至1.5 mL EP管中,5000 r/min离心10 min;(3) 弃去上清液,每管加入150 μL细胞裂解液,吹打均匀,冰上反应10 min,离心(4 ℃,12000 r/min,5 min),将离心后的上清液转移到1 mL的EP管中,使用BCA蛋白检测试剂盒进行蛋白定量,检测提取蛋白的浓度。
1.4 数据的统计与分析采用GraphPad Prism 8软件进行统计分析,采取 t 检验,相关系数用R表示,p值< 0.05为差异有统计学意义。
2 结果与讨论 2.1 单因素优化实验 2.1.1 超声波功率对银耳多糖提取率的影响在料液比为1∶40 (g·mL–1)、提取温度为60 ℃、提取35 min的条件下,测定超声波功率对银耳多糖提取率的影响,实验结果见图1。由图1可知,在一定范围内,银耳多糖的提取率随超声波功率升高而上升,可能是因为超声波能辅助破坏细胞壁,多糖溶出加快,当超声波功率达到350 W后,银耳多糖提取率增加幅度较低,银耳多糖接近溶出极限,因此选取350 W为较佳超声波功率。
|
图 1 超声波功率对多糖提取率的影响 Figure 1 Effect of ultrasonic frequency on polysaccharide extraction rate |
在超声波功率为350 W,提取温度为60 ℃,提取35 min的条件下,测定提取料液比(g/mL)对银耳多糖提取率的影响,实验结果如图2。由图2可知,在一定范围内,银耳多糖的提取率随提取料液比的较小而上升,当料液比为1∶40 (g·mL–1)时,随着料液比增大,银耳多糖提取率增加较少,料液比对银耳多糖溶出影响不明显,因此选取1∶40为较佳提取料液比。
|
图 2 提取料液比对多糖提取率的影响 Figure 2 Effect of extraction material-liquid ratio on polysaccharide extraction rate |
在超声波功率为350 W、提取料液比为1∶40 (g·mL–1)、提取35 min的条件下,测定提取温度(℃)对银耳多糖提取率的影响,实验结果如图3。由图3可知,在一定范围内,随着温度的升高,银耳多糖提取率增加,这是因为温度升高促进了细胞裂解,加快了多糖溶出。当温度达到60 ℃时,温度升高对银耳多糖的提取率升高不明显,因此选取60 ℃为较佳提取温度。
|
图 3 提取温度对多糖提取率的影响 Figure 3 Effect of extraction temperature on polysaccharide extraction rate |
超声波功率为350 W、提取温度为60 ℃、提取料液比为1∶40 (g·mL–1)的条件下,测定提取时间(min)对银耳多糖提取率的影响。实验结果如图4所示,随着提取时间的增加,银耳多糖的提取率增加,当提取时间超过35 min时,提取时间的增加对多糖提取率的影响不明显,因此选取35 min为较佳提取时间。
|
图 4 提取时间对多糖提取率的影响 Figure 4 Effect of extraction time on polysaccharide extraction rate |
由表3可见,极差B>A>C,即提取条件对银耳多糖提取率的影响:超声波功率>料液比>温度。不同水平情况中,料液比K2>K3>K1,则最佳水平为A2;超声波功率K3>K2>K1,则最佳水平为B3;提取温度K3>K2>K1,则最佳水平为C3。最佳工艺是A2B3C3,即提取料液比为1∶40 (g·mL–1),超声波功率为450 W,提取温度为70 ℃,提取2次,提取时间为35 min。
| 表 3 正交试验结果表 Table 3 Table of orthogonal test results |
由表4可知,B的F值最大,其次是A,再次是C,即对银耳多糖提取率的影响超声波功率>料液比>温度。方差分析得出的影响因素强弱与极差分析得出的结论相同,可双重验证实验分析结果。
| 表 4 方差分析表 Table 4 Analysis of variance table |
通过不同质量浓度的银耳多糖干预LPS诱导的BV2细胞损伤,来探讨银耳多糖对神经炎症的影响。实验结果如图5所示,与LPS组相比,不同质量浓度的银耳多糖(62.5,250,1000 μg/mL)作用后,LPS+银耳多糖组的TRPV1 的表达量明显下降,且随着银耳多糖质量浓度的升高而降低。结果表明,银耳多糖对于LPS诱导的BV2细胞损伤具有预保护作用,而且具有浓度依赖性。
|
图 5 银耳多糖对LPS诱导的BV2细胞损伤的预保护作用 Figure 5 Pre-protective effect of Tremella polysaccharide on LPS-induced BV2 cell injury |
通过对超声波辅助热水浸提银耳多糖的工艺条件进行优化,得到的较佳的工艺条件为:提取料液比为1∶40 (g·mL–1),超声波功率为450 W,提取温度为70 ℃,提取时间为35 min。研究结果表明,所得到的银耳多糖能够明显抑制LPS诱导的BV2细胞TRPV1的分泌,提示银耳多糖可能具有良好的抑制LPS诱导的小胶质细胞炎症的作用,可能在防治与神经炎症相关的疾病,如阿尔茨海默病等方面具有一定的效果。本研究所使用的银耳多糖为粗提物,仍然含有一定的杂质,需要进行进一步的分离纯化及结构鉴定,明确其单糖组成及结构,再进行药理活性研究,明确确切的抗炎药效成分,以便进一步开发利用。
| [1] |
WU Y J, WEI Z X, ZHANG F M, et al. Structure, bioactivities and applications of the polysaccharides from tremella fuciformis mushroom: a review[J].
International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 121: 1005-1010.
DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.10.117. |
| [2] |
李燕, 蔡东联, 胡同杰, 等. 银耳多糖对实验性衰老小鼠的保护作用[J].
第二军医大学学报, 2004(10): 1104-1107.
LI Y, CAI D L, HU T J, et al. Protective effect of tremella polysaccharides on experimental aging mouse model[J]. Academic Journal of Second Military Medical University, 2004(10): 1104-1107. DOI: 10.3321/j.issn:0258-879X.2004.10.017. |
| [3] |
CHEN B. Optimization of extraction of tremella fuciformis polysaccharides and its antioxidant and antitumor activities in vitro[J].
Carbohydrate Polymers, 2010, 81(2): 420-424.
DOI: 10.1016/j.carbpol.2010.02.039. |
| [4] |
LI H, LEE H S, KIM S H, et al. Antioxidant and anti-inflammatory activities of methanol extracts of tremella fuciformis and its major phenolic acids[J].
Journal of Food Science, 2014, 79(4): C460-C468.
DOI: 10.1111/1750-3841.12393. |
| [5] |
HANG Z, WANG X, ZHAO M, et al. Free-radical degradation by Fe2+/Vc/H2O2 and antioxidant activity of polysaccharide from tremella fuciformis
[J].
Carbohydrate Polymers, 2014, 112: 578-582.
DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.06.030. |
| [6] |
庞良芳. 银耳孢糖提高肝癌化疗患者生存质量的研究[J].
湖北中医药大学学报, 2014, 16(4): 85-86.
PANG L F. Clinical study about parenteral solution of tremella polysaccharide improving quality of life of patients with liver cancer during chemotherapy[J]. Journal of Hubei University of Chinese Medicine, 2014, 16(4): 85-86. DOI: 10.3969/j.issn.1008-987x.2014.04.31. |
| [7] |
UKAI S, KIHO T, HARA C, et al. Polysaccharides in fungi. XIV. anti-inflammatory effect of the polysaccharides from the fruit bodies of several fungi[J].
Pubmed, 1983, 6(12): 983-990.
|
| [8] |
SHEN T, DUAN C, CHEN B, et al. Tremella fuciformis polysaccharide suppresses hydrogen peroxide-triggered injury of human skin fibroblasts via upregulation of SIRT1[J].
Molecular Medicine Reports, 2017, 16(2): 1340-1346.
DOI: 10.3892/mmr.2017.6754. |
| [9] |
BACH E E, COSTA S G, OLIVEIRA H A, et al. Use of polysaccharide extracted from tremella fuciformis berk for control diabetes induced in rats[J].
Thoracic & Cardiovascular Surgeon, 2015, 27(7): 2103-2105.
|
| [10] |
张小飞, 果秋婷, 孙静. Box-Benhnken响应面法优化超声波辅助提取银耳多糖工艺的研究[J].
中国药师, 2019(6): 1055-1058.
ZHANG X F, GUO Q T, SUN J. Optimization of ultrasonic-assisted extraction process of tremella polysaccharides based on Box-Benhnken response surface methodology[J]. China Pharmacist, 2019(6): 1055-1058. |
| [11] |
刘蔷, 刘磊, 康传利, 等. 银耳多糖的制备工艺及研究进展[J].
生物产业技术, 2019(5): 58-63.
LIU Q, LIU L, KANG C L, et al. Preparation and research progress of tremella polysaccharides[J]. Biotechnology & Business, 2019(5): 58-63. |
| [12] |
段超, 王昌涛. 银耳多糖提取工艺优化及对人体细胞毒性检测[J].
日用化学工业, 2016, 46282(2): 51-55.
DUAN C, WANG C T. Optimization of extracting Tremella fuciformis polysaccharide and detection of its toxicity to cells of human body [J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2016, 46282(2): 51-55. |
| [13] |
鲍会梅. 酶解法提取银耳多糖的工艺及稳定性研究[J].
食品研究与开发, 2015(11): 17-21.
BAO H M. Study on extraction technology and stability of tremella polysaccharide by enzymatic hydrolysis[J]. Food Research and Development, 2015(11): 17-21. DOI: 10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.004. |
| [14] |
吴琼, 郑成, 宁正祥, 等. 碱溶性银耳粗多糖的提取及其清除自由基作用的研究[J].
食品科学, 2007(6): 153-155.
WU Q, ZHENG C, NING Z X, et al. Study on extraction and antioxidant effects of crude alkali-soluble tremella polysaccharide[J]. Food Science, 2007(6): 153-155. DOI: 10.3321/j.issn:1002-6630.2007.06.033. |
| [15] |
CHEN Y, ZHAO L, LIU B, et al. Application of response surface methodology to optimize microwave-assisted extraction of polysaccharide from tremella[J].
Physics Procedia, 2012, 24(part-PA): 429-433.
|
| [16] |
YANG L, SUI X, QI B, et al. Optimization of ethanol-ultrasound-assisted destabilization of a cream recovered from enzymatic extraction of soybean oil[J].
Journal of the American Oil Chemists Society, 2019, 91(1): 159-168.
|
| [17] |
张卫丽, 韩雅莉. 响应面法优化马尾松松针中总黄酮提取工艺[J].
广东工业大学学报, 2013, 30(1): 115-119, 124.
ZHANG W L, HAN Y L. The extraction process of pinus massoniana optimized by response surface[J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2013, 30(1): 115-119, 124. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7162.2013.01.022. |
| [18] |
张倩茹, 凌蕾, 何芋岐, 等. 苯酚硫酸法测定苗药艾纳香中多糖含量[J].
中国民族民间医药, 2019, 28(14): 30-32.
ZHANG Q R, LING L, HE Y Q, et al. Determination of polysaccharide content of blumea balsamifera by phenol sulfuric method[J]. Chinese Journal of Ethnomedicine and Ethnopharmacy, 2019, 28(14): 30-32. |
| [19] |
杨勇杰, 姜瑞芝, 陈英红, 等. 苯酚硫酸法测定杂多糖含量的研究[J].
中成药, 2005, 27(6): 706-708.
YANG Y J, JIANG R Z, CHEN Y H, et al. Determination of sugars in heteropolysaccharide by phenol-sulfuric acid method[J]. Chinese Traditional Patent Medicine, 2005, 27(6): 706-708. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1528.2005.06.027. |
2021, Vol. 38

