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2种竹荪多糖的结构鉴定及差异性分析研究

2019-09-06朱淼侯怡铃唐贤宋志强丁祥

现代农业科技 2019年7期

朱淼 侯怡铃 唐贤 宋志强 丁祥

摘要本研究以从竹荪中分离纯化并经不同截留分子量的透析袋透析所得到的DI-1和DI-2为研究对象,借助傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)和核磁共振波谱法(NMR)对其结构进行研究。结果表明,FIIR光谱显示,不同截留分子量的透析袋所得DI-1和DI-2的多糖结构明显,无其他结构,为多糖纯品,其单糖是以吡喃糖苷键的形式存在,但DI-1和DI-2具有不同的空间结构;HNMR谱结果显示,DI-1由4种单糖构成,DI-2由3种单糖组成。上述结果表明,不同截留分子量的透析袋会得到结构不同的多糖。

关键词 竹荪多糖;透析袋;傅里叶变换红外光谱技术(FTIR);核磁共振波谱法(NMR)

中图分类号 TS255.1

文献标识码 A

文章编号 1007-5739(2019)07-0206-02

竹荪(Dictyophora indusiata)是担子菌亚门(Basidiomycotina)鬼笔科(Phallaceae)竹荪属(Dictyophora)的一种食药用真菌,又称竹笙、竹参,有“菌中皇后”之称,其味道鲜美、营养丰富,具有降血压降血脂降胆固醇的功效",是一种珍贵的素食材料。

真菌多糖主要是从真菌的子实体、菌丝体发酵液中分离出来的一种活性多糖,在抗菌抗肿瘤和免疫调节等方面有重要作用B。王宪伟研究表明,竹荪多糖能够抑制枯草芽孢杆菌、黑曲霉等细菌和真菌的生长,并且对细菌的抑制效果低于对真菌的抑制效果。巩贵丽5研究表明,竹荪多糖具有较好的抗氧化活性,能够较好地清除DPPH.和O一自由基。叶建方等0研究表明,竹荪多糖能够诱导小鼠S180腹水瘤细胞凋亡。胡婷等17-8研究表明,竹荪多糖可以减轻砷对大鼠肝脏的影响。

以上研究主要集中于竹荪多糖的抑菌作用抗氧化抗肿瘤等方面,但对于不同截留分子量的透析袋对竹荪多糖结构的影响研究仍较少,因而本研究就不同截留分子量的透析袋透析所得到的多糖结构进行比较,从而为竹荪多糖的提取提供参考。

1材料与方法

1.1试驗材料

竹荪(Dictyophora indusiata)子实体由西华师范大学生命科学学院西南野生动植物资源保护教育部重点实验室提供。试验主要试剂及仪器为DEAE-52纤维素柱(生兴生物技术(南京)有限公司),透析袋SephadexG-200(Mw≥7kDa)(biosharp公司),透析袋SephadexG-200(Mw≥3.5kDa)(biosharp公司),NaOH、NaCl和苯酚(生工科技(四川)有限公司),无水乙醇、浓硫酸、浓盐酸(上纬精细化工(上海)有限公司),旋转蒸发仪RE-2000A(上海亚荣生化仪器厂),电热恒温水浴锅WBK-3B(广东环凯微生物科技有限公司),落地式大容量冷冻离心机LYNX6000centrifuge(Thermo Scientific),台式离心机Centrifuge5418R(eppendorf),冷冻干燥机(博鑫仪器。

1.2试验方法

1.2.1竹荪多糖的提取。竹荪粗多糖的提取参考DINGX[9]的方法,提取后的粗多糖经DEAE-52纤维素柱纯化后分别用截留分子量3500Da透析袋和7000Da透析袋进行透析,冷冻干燥,得到的物质分别为DI-1和DI-2。

1.2.2,傅里叶红外光谱分析。称取DI-1和DI-2各2mg与200mg干燥后的KBr在白炽灯下混合研磨压片,用FT一IR在400~4000cm-1区间内扫描得到DI-1和DI-2的红外光谱10-1。1.2.3核磁共振法(NMR)分析。称取干燥后的DI-1和DI-2各10mg分别溶于0.5mL重水(D2O),离心取上清液于核磁管中,BrukerDRX-600(300)型核磁共振波谱仪检测HNMR信号,得到DI-1和DI-2的HNMR谱2),借助软件MestReNova分析HNMR谱结果。

2结果与分析

2.1DI-1和DI-2的傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析

从图1和图2可以看出,DI-1和DI-2的FTIR光谱在1600~4000cm范围内具有多糖的特征吸收峰。波数在3430cm-1附近出现的较强且宽的吸收峰,可归属为-OH伸缩振动1s;波数为2850~3010cm区域出现的吸收峰分别归属为-CH2,-CH3的反对称伸缩振动和对称伸缩振动6;波数为1630~1730cm-1区域的吸收峰归属为醛羰基C=O伸缩振动7];波数1400~1399cm-1区域的吸收峰归属为醛基-CHO的C-H面内弯曲振动峰7波数在1100cm-1附近的吸收峰为D-吡喃糖环非对称伸缩振动,是吡喃糖环内酯和羟基的吸收产生的吸收峰,由糖环上的C-0-C环内醚C-O的伸缩振动和C-O-H中的0-H变角振动所引起,为葡聚糖典型的红外光谱信号108-19比较DI-1和DI-2的红外光吸收光谱发现,它们的光谱总体比较相似,但峰形和峰的吸收强度有差别。在特征峰区域(1600~4000em),DI-1在3426.80em一l处出现了一个宽化了的0-H伸缩振动吸收谱带,这是由于DI-1中的0-H形成了分子内或分子间氢键叨;DI-2在3430.76em-1出现了一个较尖锐的0-H伸缩振动吸收峰,这是由于DI-2中的O-H由于空间位阻不能形成氢键或形成的氢键较弱导致的7,说明DI-1和DI-2具有不同的空间结构。DI-1和DI-2在波数为2850~3010cm-1的区域都各自出现了2个吸收峰,且DI-1的吸收强度较DI-2的减弱,表明其-CH2的含量有一定的差异0;而在波数1630~1730cm-1区域内,DI-1出现的吸收峰为肩缝,DI-2出现的吸收峰为对称峰[7,根据峰形状的不同可推测出两者所含的醛羰基C=0不同,可能是由于其单糖组成的数量和种类不同导致的。

在指纹峰区域(500~1600cm-1),DI-1和DI-2在波数为1400em-1和1100em-1附近都出现了吸收峰,并且吸收峰的吸收强度和峰形基本一致;DI-1和DI-2在波数1100cm-1附近出现的吸收峰表明其中含有吡喃糖环18此外,特别值得注意的是,DI-1在559.81cm-1还具有1个吸收峰,,而DI-2在此附近并未出峰,该峰是C-H摇摆振动引起的2,推测DI-1分支较多,为多分支的分型结构,DI-2分支少,有密集紧实的聚集行为20。

2.2DI-1和DI-2的'HNMR谱分析

图3为DI-1的'HNMR谱图。图谱结果显示,在4.5~5.5ppm范围内,DI-1有4处异头氢质子H-1的化学位移,分别为δ4.99、δ4.95.δ4.88、δ4.67,这表明DI-1由4种单糖组成;δ4.99,δ4.95处的异头氢质子化学位移指示为a型吡喃糖13,δ4.88,δ4.67处的异头氢指示为β型吡喃糖3。由此可说明,组成DI-1的单糖中既有a构型的吡喃糖,也有β构型的吡喃糖;δ3.40~84.20之间的化学位移是DI-1糖苷环碳原子C-2到C-6的质子重叠信号叫。

图4为DI-2的'HNMR谱图,在4.5~5.5ppm范围内,DI-2有3处异头氢质子H-1的化学位移,分别为δ5.04、δ4.93、δ4.67,这表明DI-2由3种单糖组成,且δ5.04处的异头氢质子化学位移指示为a型吡喃糖13),δ4.93、δ4.67的异头氢质子化学位移指示为β型吡喃糖;表明组成DI-2的单糖中既有a型吡喃糖,也有β型吡喃糖13]δ3.60~84.40之间的质子化学位移是DI-2糖苷环碳原子C-2到C-6的质子重叠信号21。

HNMR谱图结果显示,DI-1有4种异头氢,表明DI-1由4种单糖组成;DI-2有3种异头氢,表明DI-2由3种单糖组成。在3.4~4.4ppm范围内,DI-1的质子重叠信号主要出峰区和DI-2类似,如在δ3.60δ3.70δ3.80δ3.90、δ4.00、δ4.10附近都有信号峰;但此范围内出现的峰也有差别,例如DI-1在δ4.36和δ4.26未出峰,而DI-2在δ4.36和δ4.26有较弱的信号峰,推测DI-1与DI-2可能具有相同的主链结构,但具有不同的分支。

3结论与讨论

本试验利用傅里叶红外光谱技术和核磁共振技术测定DI-1和DI-2的结构,红外光谱图显示,DI-1和DI-2为糖类化合物,其多糖结构明显,无其他结构,为多糖纯品,组成其多糖的单糖为吡喃糖;DI-1分支较多,为多分支的分型结构;DI-2分支少,有密集紧实的聚集行为。

HNMR谱图结果显示,DI-1和DI-2都由a构型的吡喃糖和β构型的吡喃糖组成;DI-1有4种异头氢,表明DI-1由4种单糖组成;DI-2的'HNMR谱图显示其有3种异头氢,表明DI-2由3种单糖组成,并且DI-1和DI-2在C-2和C-6质子信号重叠区域除具有相似的主要出峰信号外,还具有不同的质子信号。

综上所述,不同截留分子量的透析袋会得到结构不同的竹荪多糖,2种竹荪多糖的生物活性还有待于进一步的研究。

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