大蒜多糖结构与生物活性研究进展

周静华，李汉伟，万顺康，张翠香

（1.大理学院基础医学院，云南大理 671000；2.大理学院大理附属医院，云南大理 671000）

大蒜多糖结构与生物活性研究进展

周静华1，李汉伟2，万顺康1，张翠香1

（1.大理学院基础医学院，云南大理 671000；2.大理学院大理附属医院，云南大理 671000）

目的：综述大蒜多糖的生物活性研究进展。方法：查阅近期相关文献，并进行综合研究和分析。结果：大蒜多糖具有抗氧化、抗病毒等多种生物学活性。结论：大蒜多糖在医药、食品等领域具有较广泛的实际应用前景。

大蒜；多糖；生物活性

大蒜（AlliumsatirumL.）为百合科葱属植物的鳞茎，由于富含生物活性成分和营养成分，具有重要的防病、治病和保健功能〔1〕，历来被视为药食兼用佳品，是世界卫生组织推荐的每天应当食用的6种抗肿瘤保健食品之一。我国中医认为大蒜有开胃健脾、袪寒除湿和消肿散毒等功能〔2〕。现代医学、营养学、预防医学的研究表明：大蒜有降血脂、预防动脉硬化、防治冠心病、脑血栓、消炎杀菌、抗肿瘤、提高机体免疫力、保护肝脏、降血压和延缓衰老等作用〔3〕。大蒜中主要活性成分为大蒜素和大蒜多糖等，大蒜素化学名为二烯丙基三硫，被誉为天然广谱抗生素。大蒜多糖是大蒜中含量较高的活性成分之一,含量较大蒜素要高一个数量级，而且更稳定〔4〕。大蒜多糖的研究目前尚处于起步阶段，但因其良好的应用前景，逐渐引起越来越多的关注。本文就大蒜多糖的研究近况，从结构分析、生物学活性及存在问题作一综述。

1 大蒜多糖的结构分析

多糖的结构描述包括相对分子质量范围、单糖的组成、连接点类型、单糖和糖苷键的构型以及重复单元等。

Baumgartner等〔5〕报道大蒜多糖为果聚糖（含少量的葡萄糖），分子量9 000～10 000道尔顿，13CNMR证明大蒜多糖的果聚糖结构以β-2-1连接为主，带少量的2～6支链的短片段聚糖，聚合度一般平均为58，属于新蔗果三糖类果聚糖；终端为葡萄糖单位，分子式为GFn，其中G为终端葡萄糖单位，F代表果糖分子，n表示果糖单位数。

杨铭等〔6〕从湖北恩施大蒜中分离出分子量为1.5×104的含硒多糖，经G25-G200葡聚糖凝胶色谱柱多次精制，得到一个含硒的大蒜多糖纯品（Se-GPS），应用比旋光度法、凝胶过滤法及高效液相色谱法检验其化学均一性（分散度为2.143 6），比旋光度为-31.4°～-32°，通过高效液相色谱及两个系统的纸层析测定其组成为与硒有键合状态的甘露聚糖。

吕伟等〔7〕对大蒜籽通过正已烷脱脂，热水提取和Sevag法脱蛋白后，用乙醇沉淀得到大蒜多糖，对大蒜多糖利用薄层层析和红外光谱法进行分析，薄层层析结果表明大蒜多糖的单糖组成主要为果糖，综合红外光谱特征吸收和单糖组成，认为所获大蒜多糖为杂果聚糖。

黄雪松〔8〕采用热水提取、脱蛋白、DEAE纤维素层析和冷冻干燥获得纯化的大蒜多糖，通过测定得出其分子量为7 100道尔顿，薄层层析实验表明：此大蒜多糖由葡萄糖和果糖组成，进一步的GC测定结果认为大蒜多糖是由葡萄糖、果糖和半乳糖3种单糖组成，其组成比例分别为14∶85∶1。该研究证实了大蒜多糖中含有半乳糖，是因为研究中黄雪松采用了较薄层层析法更灵敏的GC法，一般的薄层层析难以鉴定到半乳糖。大蒜多糖中半乳糖的含量虽少，但对大蒜多糖的立体构型可能有重要影响，使其具有一般果聚糖所具备的生物活性。综合红外光谱吸收峰和单糖的组成与比例资料，黄雪松认为此大蒜多糖为杂果聚糖，这一点与吕伟的研究结果一致，黄雪松在研究中还利用13C-NMR对大蒜多糖进行了分析，结果表明C6没有被取代，为β-2，1-糖苷键。

2 大蒜多糖的生物学活性

2.1 抗氧化活性 机体代谢过程中产生的自由基可引发脂质、蛋白质、核酸分子的氧化性损伤，导致衰老。研究表明，大蒜多糖具有抗氧化活性，能够延缓衰老。李朝阳等〔9〕采用热水浸提法从大蒜中提取得到大蒜粗多糖，利用DEAE-纤维素柱层析对大蒜粗多糖进行纯化，得到中性多糖和酸性多糖，分析了3种大蒜多糖的羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力、还原能力和配位能力，结果表明，中性和酸性大蒜多糖显示出不同的抗氧化活性，中性大蒜多糖具有较好的清除羟基自由基能力和还原能力，酸性大蒜多糖具有较好的清除超氧阴离子自由基能力和配位能力，大蒜粗多糖则介于中性多糖和酸性多糖之间。李朝阳等〔10〕的研究还表明：利用酶法提取得到的大蒜多糖有一定的抗氧化性，在高浓度下，大蒜多糖的清除超氧阴离子和羟自由基的能力强于大蒜素。

曾哲灵等〔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评价大蒜多糖的抗氧化能力，结果表明大蒜多糖具有一定的清除DPPH·作用，在0.05～0.3 g/mL的范围内，对DPPH·清除率均随浓度增大呈现一定量效关系，说明其具有一定的清除DPPH·作用，其IC50为0.13 g/m L。大蒜多糖的抗氧化实验结果表明，大蒜多糖有较强的抗油脂氧化作用，其能力要比维生素C稍强。杨铭等〔12〕从湖北恩施大蒜中分离的含硒大蒜多糖抗氧化损伤作用也比维生素C强，这对于进一步研究新的抗氧化损伤药物有一定意义。

2.2 抗病毒活性 郑敏等〔13〕分离纯化得到大蒜多糖A、B和C 3个组分，进行了体外抗乙型肝炎病毒作用研究，结果表明：在培养的2215细胞中加入大蒜多糖A、B、C培养12d后，上清中部分乙肝病毒标志HBsAg分泌减少，而HBeAg无明显变化，即大蒜多糖A、B、C均可抑制HBsAg分泌，并随药物浓度增加而抑制率增高。结合细胞毒实验，大蒜多糖A、B、C通过抑制HBsAg分泌而发挥的抗HBV作用属安全有效。郑敏等〔14〕进一步观察了大蒜多糖A、B和C 3个组分的体外细胞毒性和对柯萨奇病毒B3的影响，结果表明3组分均有一定细胞毒性，但对Hep-2细胞的半数中毒浓度均低于申元英等〔15〕用相同实验方法得到的大黄素对Hep-2细胞的半数中毒浓度；3组分均无直接灭活柯萨奇病毒B3及抗柯萨奇病毒B3吸附作用，但可剂量依赖性抑制柯萨奇病毒B3的生物合成（除组分A外），发挥抗柯萨奇病毒B3作用。其抗柯萨奇病毒B3作用环节与病毒唑和大黄素相似。

2.3 良好的保护肝脏的功能 郑敏等〔16〕利用分离纯化得到的大蒜多糖A、B和C对四氯化碳（CCl4）肝损伤小鼠血清和肝组织丙氨酸转氨酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）的影响及其急性毒性测定，发现大蒜多糖A、B、C治疗使CCl4肝损伤小鼠血清ALT及AST活性显著降低（P＜0.01），肝组织ALT及AST活性显著升高（P＜0.01），表明3种大蒜多糖对肝损伤均有良好保护作用；大蒜多糖A、B和C急性毒性限量试验表明均安全无毒。

2.4 保护心肌、防止心肌纤维化 吴其良等〔17〕发现大蒜多糖能拮抗阿霉素（ADR）所致的小鼠中毒性心肌炎心肌细胞凋亡作用。认为大蒜多糖可能是抑制心肌细胞中Bax蛋白表达和增加凋亡抑制基因Bcl-2的表达，上调Bcl-2/Bax表达比例，改善其在病理刺激作用下表达的失衡状态，从而达到抑制ADR所致的细胞凋亡。余薇等〔18〕的研究结果表明：ADR（3 mg/kg腹腔给药，隔日1次，连7次）可致小鼠血清肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、谷草转氨酶（GOT）和诱导型一氧化氮合酶（NOS）活力升高（P＜0.01），同时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），线粒体水肿明显。大蒜多糖（0.75～3.0 g/kg胃内给药，隔日1次，连15次）能逆转ADR所致的上述改变，表现为剂量相关性降低血清CK、LDH、GOT和NOS活力，增加心肌SOD活力和降低MDA含量，尤其以大蒜多糖大剂量组作用明显（P＜0.05或P＜0.01），同时电镜与光镜下结果亦证实大蒜多糖的保护作用。说明大蒜多糖能拮抗阿霉素所致的小鼠中毒性心肌炎，其作用机制与增强心肌SOD活力和抗心肌脂质过氧化有关。蔡飞等〔19〕利用大蒜多糖对感染柯萨奇病毒B3的雄性BALB/C小鼠进行治疗，发现大蒜多糖能明显增高小鼠存活率，减少心肌酶LDH、AST、CK、CK-MB的释放；改善心肌病理变化，表现为HM/BM降低，心肌坏死灶数量和范围显著减少，炎性细胞浸润减轻，心肌病理积分降低，证实了大蒜多糖在体内确有治疗病毒性心肌炎的作用。并且发现大蒜多糖治疗病毒性心肌炎的疗效与黄芪相近。

2.5 对紫外线诱发的晶状体损伤的抑制 紫外线过量照射是产生白内障的重要原因之一，由于紫外线照射，小分子蛋白质不断交联、聚合，造成高分子蛋白质比例明显增加而使晶状体浑浊，产生白内障。杨铭等〔12〕从湖北恩施地区产的富硒大蒜中经提取、除蛋白及凝胶色谱法分离纯制得到的大蒜硒多糖，能够阻止高分子蛋白质的形成，对预防紫外线照射对晶状体的氧化损伤有重要的保护作用，能预防、治疗由紫外线过量照射所产生的白内障。并在对照实验中发现大蒜硒多糖的抗氧化损伤作用比维生素C强100倍。

大蒜多糖除具有上述活性外，还具有增强免疫力作用〔20〕，被认为有希望代替具有明显增强免疫力作用的珍贵的牛膝多糖用于医药〔21〕。Paludan-Muller等〔22〕发现大蒜多糖可作为乳酸菌发酵的碳源。黄雪松等〔23〕报道大蒜多糖吸油性要好于酪蛋白，起泡性（50%）低于蛋清（70%），吸湿性和保湿性均高于甘油，因此可广泛适用于食品、保健食品和药品等行业。

3 存在问题和展望

大蒜多糖作为一类具有重要生物活性的天然多糖化合物，其生物学活性逐渐为人类所认知，但对其化学结构的研究仍然非常有限，大多数已经报道的大蒜多糖都缺乏详尽的结构信息，高级结构的研究是空白，而高级结构对功能的影响比一级结构还重要，这一点已为科学家们首肯。并且尚不能确定多糖的构效关系，妨碍了大蒜多糖的进一步开发利用。因此，应充分利用各种研究方法和手段对大蒜多糖结构进行进一步研究，阐明其构效关系。我国大蒜资源丰富，是世界大蒜的主要产区之一，产量约占世界总产量的40%左右，也是中国主要出口农产品之一〔24〕。目前的研究表明大蒜多糖具有多种生物活性，并且大蒜中大蒜多糖含量较高并且稳定，从应用研究的角度看，大蒜多糖在医药、保健食品、化工原料等领域有多种用途，具有广阔的开发应用前景。

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（责任编辑 蒋 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

云南省科技厅应用基础研究基金资助项目（2010ZC138）

2010-08-30

周静华，副教授，主要从事多糖化学研究.