伍芳芳博士等：硒化猴头菇多糖的制备、结构表征及抗增殖活性 |
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伍芳芳博士等：硒化猴头菇多糖的制备、结构表征及抗增殖活性
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猴头菇（Hericium erinaceus），是我国传统的食药两用真菌，不仅味道鲜美可口，还含有丰富的营养成分，如多糖、蛋白质、低聚糖、维生素、糖蛋白等。猴头菇多糖具有调节机体免疫力、抗病毒、调节肠道菌群、降血糖、抗衰老、抗氧化、保护胃黏膜等生物活性，目前已成为国内外众多领域的研究热点。硒（Se）是维持人体正常生命活动的必需微量元素之一，参与维持机体的健康与生长发育，在日常膳食中缺乏硒会增加机体心血管疾病、糖尿病等的发生风险。 广东药科大学食品科学学院的古佩娴，伍芳芳 * 和华南理工大学食品科学与工程学院的尹惠双等人以猴头菇纯化多糖（HEPS）为研究对象，在含有VC和亚硒酸钠的氧化还原体系中，制备得到猴头菇多糖纳米硒颗粒（HEPS-Se）。采用原子吸收分光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、EDX元素分析仪、X射线光电子能谱、纳米粒度仪对其结构进行表征；并研究HEPS-Se对人肺癌细胞A549、人前列腺癌细胞DU145的抗增殖作用。为猴头菇多糖的开发应用提供一定的理论基础。 01 Se元素含量 通过火焰原子吸收光谱法测得HEPS-Se中Se元素的含量为481.79 μg/g，而HEPS无Se元素检出，说明HEPS在VC和亚硒酸钠的氧化还原体系中，成功制备出HEPS-Se。 02 粒径与电位分析 如表1所示，在相同浓度下，HEPS-Se的粒径比HEPS降低了49.01%。HEPS的Zeta电位为-13.00 mV，而HEPS-Se的Zeta电位为-42.10 mV，电位绝对值提高了69.12%，表明复合物形成后，HEPS表面的羟基发生电离，使HEPS-Se表面带的负电荷大大增加，稳定性显著增强。上述结果也表明HEPS-Se制备成功。 03 傅里叶变换红外光谱分析 如图1b所示，3 400.39 cm-1附近比较宽的强吸收峰是由于HEPS-Se上的O—H伸缩振动引起的，2 913.38 cm-1以及1 727.19 cm-1处的弱吸收峰分别为C—H伸缩振动峰以及C＝O伸缩振动峰。1 620.15 cm-1处吸收峰是由于C—H伸缩振动以及结合水引起的。综合来看，HEPS-Se中大部分的吸收峰与HEPS无明显变化，表明HEPS的基本骨架没有发生变化。然而，与HEPS相比，多糖纳米硒表面的OH伸缩振动峰发生蓝移现象（从3 326.12 cm-1移位至3 400.39 cm-1），并且C＝O伸缩振动峰从1 641.36 cm-1移位至1 620.15 cm-1，提示猴头菇多糖的—OH、—C＝O等基团与被还原后的纳米硒相结合，从而有效地阻止纳米硒进一步的结合与聚集，最终形成稳定的多糖纳米硒颗粒。 04 X射线衍射分析 由图2可知，在2θ为10°～90°范围内，HEPS与HEPS-Se复合物的X射线衍射强度曲线相似，均只有一个峰形圆顿、峰强度较低的衍射峰，最高峰分别出现在2θ为19.68°与22.23°附近，说明HEPS与HEPS-Se复合物的结晶度均较低，不能形成单晶，而是以无定型形态存在，也说明两者的分子刚性较差，这与其他真菌多糖的研究结果一致。 05 扫描电子显微镜分析 从图3A可以看出，经过一系列纯化工艺得到的HEPS多糖链相互扭转、缠绕成团，并交织弯曲成形成连续的网状结构，这与猴头菇水洗多糖组分的链构象相一致，表明HEPS在溶液中以柔性链构象存在，分子整体不具有刚性，此结果与X射线衍射的结果一致，这可能与多糖结构中存在的α-(1→3,4)-、α-(1→6)-、β-(1→2)-糖苷键有关。然而，硒化改性后，HEPS-Se的形貌特征发生较大的变化，如图3B所示，HEPS-Se为形貌规则、球体均一，粒径之间大小相近，粒子在溶液中呈分散状态使其不容易凝结和聚集，说明HEPS-Se体系的稳定性有所增强。 06 EDX表面元素分析 通过对HEPS和HEPS-Se的元素进行分析可知（图4），HEPS的元素组成比例为C∶O∶Na∶Cl∶Pt=41.50∶37.91∶4.94∶8.57∶7.08，其中少量的Na元素和Cl元素是由于洗脱过程中使用了大量的0.05 mol/L NaCl洗脱液，有少量残留。而低剂量的Pt元素是由于扫描电子显微镜-EDX操作时，会在真空环境下将其表面喷金而残留少量的Pt，C元素和O元素均来自于HEPS。而HEPS-Se的元素组成比例为C∶O∶Se∶Pt＝32.92∶24.74∶30.46∶11.87，同样地，其中的C元素和O元素来自于HEPS，除了制备样品喷金造成少量的Pt元素残留，并无其他杂质元素出现，说明HEPS-Se制备成功，纯度很高。 07 X射线光电子能谱分析 结果如图5所示，HEPS的X射线光电子能谱图中最强光电子线主要有C 1s和O 1s峰，这与EDX的测试结果一致，HEPS-Se的X射线光电子能谱图中除了C 1s和O 1s谱峰外，还在结合能约为55.08 eV处存在Se 3d谱峰，而代表高价态硒的Se 2p，2s和1s轨道均没有检测到光强值（图5A）。通过比对参考文献[28]及Avantage数据库中硒的价态，零价硒（纳米硒）的电子结合能位于54.6～57.5 eV范围内，由此可推断样品中的硒元素是以零价硒（纳米硒）的形式存在。通过对50～62 eV的谱图进行分峰拟合，发现Se 3d的2个拟合峰分别在54.90、55.69 eV处（图5B），进一步说明HEPS-Se样品不存在无机硒。 08 抗肿瘤细胞增殖活性 为了进一步评价硒化前后猴头菇纯化多糖样品对癌细胞的增值抑制作用，本实验采用cck-8法考察不同质量浓度的HEPS及HEPS-Se对人肺癌细胞A549、人前列腺癌细胞DU145、人正常肝细胞LO2增殖能力的影响。从图6A可以看出，与空白对照组相比，HEPS在所测定的质量浓度梯度（125～1 000 μg/mL）范围内对LO2细胞基本无细胞毒性，对DU145细胞和A549细胞的增殖作用均较弱，当HEPS的质量浓度达到最大剂量1 000 μg/mL时，2种癌细胞的存活率分别为88.10%与104.45%。然而，当HEPS硒化处理生成HEPS-Se后，HEPS-Se对2种癌细胞增殖的抑制能力显著提高，并呈现明显的剂量效应相关性（图6B）。与空白对照组相比，当HEPS-Se质量浓度达到500 μg/mL时，DU145细胞和A549细胞的存活率分别为52.73%、30.46%。当其质量浓度由125 μg/mL增加至500 μg/mL，DU145细胞和A549细胞的细胞存活率分别下降了19.84%和22.28%。该结果表明HEPS-Se对癌细胞具有较显著的抑制能力，HEPS-Se对肿瘤的化学预防和治疗方面具有一定的应用潜力，但其作用机制仍有待进一步深入研究。 结 论 以HEPS为研究对象，在含有VC和亚硒酸钠的氧化还原体系中，成功制备出HEPS-Se。所制备出的HEPS-Se为形貌规则、均一的球体，其元素组成比例为C∶O∶Se∶Pt=32.92∶24.74∶30.46∶11.87；其中Se元素的含量高达481.79 μg/g，傅里叶变换红外光谱表明猴头菇多糖的—OH、—C＝O等基团与被还原后的纳米硒相结合，从而有效地阻止纳米硒间的相互结合与聚集，最终形成稳定的多糖纳米硒颗粒。与HEPS相比，HEPS-Se的粒径显著降低，电位绝对值提高了69.12%。同时，体外抗增殖活性结果表明，HEPS-Se能显著抑制人前列腺癌细胞DU145、人肺癌细胞A549的增值活性，并呈现明显的剂量效应。 本文《硒化猴头菇多糖的制备、结构表征及抗增殖活性》来源于《食品科学》2022年43卷22期68-73页，作者：古佩娴，尹惠双，胡 坤，吴小勇，钟南京，郭 娟，黄 超，胡 勇，陈 云，王 颖，伍芳芳*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220104-023。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。 近期研究热点 《食品科学》：郑州轻工业大学白艳红教授等：不同冷冻处理对魔芋葡甘聚糖凝胶特性和结构的影响 《食品科学》：山东理工大学郭衍银教授等：基于蛋白质组学探究西兰花抗氧化系统对高氧胁迫的响应机制 《食品科学》：安徽农业大学戴前颖教授等：基于定量描述分析法和适合项勾选法的黄大茶香气感官特性及喜好度分析 《食品科学》：河北科技师范学院侍朋宝副教授等：闪蒸对昌黎产区‘马瑟兰’葡萄酒单体酚类物质的影响 《食品科学》：山东理工大学石启龙教授等：超声波预处理时间对扇贝柱热泵干燥动力学及品质特性的影响 《食品科学》：河北科技大学韩俊华教授等：姜黄素联合乙二胺四乙酸对荧光假单胞菌的光动力灭活作用 《食品科学》：郑州轻工业大学白艳红教授等：介质阻挡放电低温等离子体处理对宰后羊肉品质的影响 《食品科学》：华中农业大学王巧华教授等：原料蛋的新鲜度对腌制期皮蛋品质的影响 《食品科学》：沈阳农业大学辛广教授等：炒制时间对不同复配比例黑皮鸡枞菌-平菇复合酱风味的影响 《食品科学》：宁夏大学罗瑞明教授等：滩羊肉宰后成熟期间ATPase活力变化对微观结构及保水性的影响 《食品科学》：西南民族大学唐善虎教授等：真空冷冻干燥大蒜粉对Fenton氧化体系中牦牛肉肌原纤维蛋白乳化特性的影响 《食品科学》：北京工商大学庞志花副教授等：具有“核壳”结构的乳清分离蛋白-黄原胶复合颗粒的构建 《食品科学》：南京财经大学胡秋辉教授等：金针菇多糖对大豆分离蛋白凝胶的增强作用及其结构表征 《食品科学》：西藏农牧学院罗章教授等：西藏沙棘酵母菌的分离鉴定及其产香特性分析 《食品科学》：南昌大学李欣教授等：牛乳乳清中主要过敏原的B细胞表位定位 《食品科学》：青岛农业大学陈海华教授等：热诱导温度与pH值对乳清浓缩蛋白凝胶结构和性质的影响 修改/编辑/责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。 图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。 投稿网址： https://www.sciopen.com/journal/2958-4124 特别声明：以上文章内容仅代表作者本人观点，不代表新浪网观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发表后的30日内与新浪网联系。 |
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