謝玲娜,韓 萍,杜志云
(1. 廣東工業(yè)大學 生物醫(yī)藥學院,廣東 廣州 510006;2. 佛山市康伲愛倫生物技術(shù)有限公司,廣東 佛山 528225)
銀耳(Tremella fuciformis)屬于真菌門,擔子菌綱,異隔擔子菌亞綱。銀耳目,銀耳科,銀耳屬[1]。銀耳有很多的別名,如雪耳、白木耳等。銀耳是一種常見的食用菌,在福建、四川、貴州、浙江、湖北等地廣泛種植。銀耳多糖具有廣泛的生物學活性和功能,包括抗衰老[2]、抗氧化[3-5]、抗腫瘤[6]、抗炎[7-8]和降低血糖[9]等。傳統(tǒng)的銀耳多糖提取工藝有酶提取法、酸提取法、堿提取法和熱水浸提法等[10-15]。超聲波輔助提取工藝是近年來較為常用的一種多糖提取方法,具有省時高效、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點[16-17]。本文采用熱水浸提法,輔以超聲波提取工藝提取銀耳多糖,通過對超聲波功率、提取料液比、提取溫度和提取時間進行單因素試驗,并通過正交試驗,確定最佳提取工藝。本研究還建立了脂多糖致小膠質(zhì)細胞炎癥模型,探討銀耳多糖的抗炎活性,為銀耳多糖的進一步開發(fā)利用提供依據(jù)。
1.1.1 主要試劑
銀耳產(chǎn)自四川通江,購自佛山市愛倫生物技術(shù)有限公司。苯酚、濃硫酸、葡萄糖均為分析純,購自阿拉丁化學試劑;無水乙醇、甲醇購自天津大茂化學試劑廠;脂多糖購自Sigma公司。DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)培養(yǎng)基、磷酸緩沖鹽溶液(Phosphate buffer saline,PBS)、胎牛血清購自美國Gibco公司。BCA蛋白檢測試劑盒(BCA Protein Assay Kit)購自碧云天生物技術(shù)有限公司;TRPV1Elisa試劑盒購自江蘇酶標生物技術(shù)有限公司。
1.1.2 主要儀器
高速多功能粉碎機(武義海納電器有限公司)、DK-S22電熱恒溫水浴鍋(上海精宏儀器設(shè)備有限公司)、超聲波發(fā)生儀(VS-100UE,無錫沃信儀器制造有限公司)、Z326K離心機(賀默(上海)儀器科技有限公司)、全波長酶標儀Multiskan GO(賽默飛世爾科技(中國)有限公司)。
1.2.1 銀耳多糖的提取
將銀耳子實體干制品經(jīng)粉碎過80目篩,得到銀耳碎粉。稱取30 g銀耳碎粉,加入適量去離子水浸潤30 min后,置于超聲波提取設(shè)備中,按照設(shè)定條件進行超聲波輔助提取、過濾,銀耳提取液在5000r/min離心10 min,取銀耳多糖上清液,在60 ℃條件下減壓濃縮至溶液體積的1/10,加入濃縮液體積4倍量的無水乙醇,重復1次,醇沉過夜。取多糖沉淀物冷凍干燥,即得銀耳多糖。
1.2.2 銀耳多糖提取率的測定
總糖含量的測定:參考文獻方法,采用苯酚?硫酸法測定銀耳多糖的總糖含量[18-19]。取適量葡萄糖置于105 ℃烘箱烘干至恒重,取干燥好的葡萄糖標準品100 mg置100 mL容量瓶中,加蒸餾水定容,配制成質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的葡萄糖標準儲備液。精密移取標準儲備液1,2,4,6,8,10 mL置100 mL容量瓶,加蒸餾水定容,配制系列質(zhì)量濃度為0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1 mg/mL的系列標準溶液。分別移取上述系列葡萄糖標準溶液1 mL置10 mL具塞玻璃試管中,依次加入0.5 mL苯酚溶液,濃硫酸2.5 mL,充分渦旋,冷卻至室溫,另取1 mL蒸餾水作為空白對照,將上述溶液于490 nm波長處測定溶液的吸光度值,以質(zhì)量濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,得回歸方程:y=10.25x+0.013,R2=0.999 7。表明葡萄糖標準品在0.01~ 0.1 mg/mL內(nèi)質(zhì)量濃度與吸光度值呈良好的線性關(guān)系。
提取率的測定:取銀耳多糖提取液1 mL置10 mL具塞玻璃試管中,依次加入0.5 mL苯酚溶液,濃硫酸2.5 mL,充分渦旋,冷卻至室溫,于490 nm波長處測定溶液的吸光度值。將測得的吸光度值代入標準曲線方程,計算得到銀耳多糖質(zhì)量濃度。再將銀耳多糖質(zhì)量濃度代入式(1)計算,即得銀耳多糖提取率
其中,C為測得吸光度對應(yīng)的質(zhì)量濃度,V為提取液的體積,M為銀耳碎粉質(zhì)量。
1.2.3 銀耳多糖提取單因素試驗
粉碎過篩后的銀耳粉末,按照表1的設(shè)定條件進行多糖提取。
表1 單因素實驗Table 1 Single factor experiment
1.2.4 銀耳多糖提取最佳工藝條件的確定
通過單因素試驗所得工藝,以超聲波頻率,提取料液比和提取溫度為試驗因素設(shè)計三因素三水平的正交試驗,確定超聲波輔助熱水浸提銀耳多糖的最佳工藝條件,正交試驗因素水平見表2。
表2 因素水平表Table 2 Factor level table
細胞培養(yǎng):將BV2小膠質(zhì)細胞用含有10%胎牛血清和1%青霉素/鏈霉素的DMEM中培養(yǎng),置于37 ℃的CO2培養(yǎng)箱中。每日觀察細胞形態(tài),待BV2細胞融合達約80%時,進行傳代培養(yǎng)。
藥物干預(yù):取對數(shù)生長期的BV2細胞,在倒置顯微鏡下觀察,細胞生長至80%左右時,進行實驗。在6孔板中接種BV2小膠質(zhì)細胞(5×104個細胞每孔),實驗分為3組:空白對照組、單獨LPS(質(zhì)量濃度為1 μg/mL)處理組和LPS+銀耳多糖(質(zhì)量濃度為62.5,250,1 000 μg/mL)組。LPS組在不含血清的培養(yǎng)基中加入LPS,最終質(zhì)量濃度為1 μg/mL;LPS+銀耳多糖組先分別用加入銀耳多糖(質(zhì)量濃度為62.5,250,1 000 μg/mL)的不含血清培養(yǎng)基處理2 h,隨后加入LPS,最終質(zhì)量濃度為1 μg/mL。培養(yǎng)24 h后,棄去上清液,收集細胞,進行細胞裂解,進一步進行蛋白測定。
細胞裂解:(1) 將收集到的細胞轉(zhuǎn)移到15 mL離心管中,5 000 r/min 離心5 min;(2) 棄去上清液,加入1 mL PBS重懸細胞,轉(zhuǎn)移至1.5 mL EP管中,5 000 r/min離心10 min;(3) 棄去上清液,每管加入150 μL細胞裂解液,吹打均勻,冰上反應(yīng)10 min,離心(4 ℃,12 000 r/min,5 min),將離心后的上清液轉(zhuǎn)移到1 mL的EP管中,使用BCA蛋白檢測試劑盒進行蛋白定量,檢測提取蛋白的濃度。
采用GraphPad Prism 8軟件進行統(tǒng)計分析,采取 t檢驗,相關(guān)系數(shù)用R表示,p值< 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1.1 超聲波功率對銀耳多糖提取率的影響
在料液比為1∶40 (g·mL-1)、提取溫度為60 ℃、提取35 min的條件下,測定超聲波功率對銀耳多糖提取率的影響,實驗結(jié)果見圖1。由圖1可知,在一定范圍內(nèi),銀耳多糖的提取率隨超聲波功率升高而上升,可能是因為超聲波能輔助破壞細胞壁,多糖溶出加快,當超聲波功率達到350 W后,銀耳多糖提取率增加幅度較低,銀耳多糖接近溶出極限,因此選取350 W為較佳超聲波功率。
圖1 超聲波功率對多糖提取率的影響Fig.1 Effect of ultrasonic frequency on polysaccharide extraction rate
2.1.2 提取料液比對銀耳多糖提取率的影響
在超聲波功率為350 W,提取溫度為60 ℃,提取35 min的條件下,測定提取料液比(g/mL)對銀耳多糖提取率的影響,實驗結(jié)果如圖2。由圖2可知,在一定范圍內(nèi),銀耳多糖的提取率隨提取料液比的較小而上升,當料液比為1∶40 (g·mL-1)時,隨著料液比增大,銀耳多糖提取率增加較少,料液比對銀耳多糖溶出影響不明顯,因此選取1∶40為較佳提取料液比。
圖2 提取料液比對多糖提取率的影響Fig.2 Effect of extraction material-liquid ratio on polysaccharide extraction rate
2.1.3 提取溫度對銀耳多糖提取率的影響
在超聲波功率為350 W、提取料液比為1∶40(g·mL-1)、提取35 min的條件下,測定提取溫度(℃)對銀耳多糖提取率的影響,實驗結(jié)果如圖3。由圖3可知,在一定范圍內(nèi),隨著溫度的升高,銀耳多糖提取率增加,這是因為溫度升高促進了細胞裂解,加快了多糖溶出。當溫度達到60 ℃時,溫度升高對銀耳多糖的提取率升高不明顯,因此選取60 ℃為較佳提取溫度。
圖3 提取溫度對多糖提取率的影響Fig.3 Effect of extraction temperature on polysaccharide extraction rate
2.1.4 提取時間對銀耳多糖提取率的影響
超聲波功率為350 W、提取溫度為60 ℃、提取料液比為1∶40 (g·mL-1)的條件下,測定提取時間(min)對銀耳多糖提取率的影響。實驗結(jié)果如圖4所示,隨著提取時間的增加,銀耳多糖的提取率增加,當提取時間超過35 min時,提取時間的增加對多糖提取率的影響不明顯,因此選取35 min為較佳提取時間。
圖4 提取時間對多糖提取率的影響Fig.4 Effect of extraction time on polysaccharide extraction rate
由表3可見,極差B>A>C,即提取條件對銀耳多糖提取率的影響:超聲波功率>料液比>溫度。不同水平情況中,料液比K2>K3>K1,則最佳水平為A2;超聲波功率K3>K2>K1,則最佳水平為B3;提取溫度K3>K2>K1,則最佳水平為C3。最佳工藝是A2B3C3,即提取料液比為1∶40 (g·mL-1),超聲波功率為450 W,提取溫度為70 ℃,提取2次,提取時間為35 min。
由表4可知,B的F值最大,其次是A,再次是C,即對銀耳多糖提取率的影響超聲波功率>料液比>溫度。方差分析得出的影響因素強弱與極差分析得出的結(jié)論相同,可雙重驗證實驗分析結(jié)果。
通過不同質(zhì)量濃度的銀耳多糖干預(yù)LPS誘導的BV2細胞損傷,來探討銀耳多糖對神經(jīng)炎癥的影響。實驗結(jié)果如圖5所示,與LPS組相比,不同質(zhì)量濃度的銀耳多糖(62.5,250,1 000 μg/mL)作用后,LPS+銀耳多糖組的TRPV1 的表達量明顯下降,且隨著銀耳多糖質(zhì)量濃度的升高而降低。結(jié)果表明,銀耳多糖對于LPS誘導的BV2細胞損傷具有預(yù)保護作用,而且具有濃度依賴性。
表3 正交試驗結(jié)果表Table 3 Table of orthogonal test results
表4 方差分析表Table 4 Analysis of variance table
圖5 銀耳多糖對LPS誘導的BV2細胞損傷的預(yù)保護作用Fig.5 Pre-protective effect of Tremella polysaccharide on LPSinduced BV2 cell injury
通過對超聲波輔助熱水浸提銀耳多糖的工藝條件進行優(yōu)化,得到的較佳的工藝條件為:提取料液比為1∶40 (g·mL-1),超聲波功率為450 W,提取溫度為70 ℃,提取時間為35 min。研究結(jié)果表明,所得到的銀耳多糖能夠明顯抑制LPS誘導的BV2細胞TRPV1的分泌,提示銀耳多糖可能具有良好的抑制LPS誘導的小膠質(zhì)細胞炎癥的作用,可能在防治與神經(jīng)炎癥相關(guān)的疾病,如阿爾茨海默病等方面具有一定的效果。本研究所使用的銀耳多糖為粗提物,仍然含有一定的雜質(zhì),需要進行進一步的分離純化及結(jié)構(gòu)鑒定,明確其單糖組成及結(jié)構(gòu),再進行藥理活性研究,明確確切的抗炎藥效成分,以便進一步開發(fā)利用。