刺梧桐多糖的硒酸化*

高义霞，周向军，李娥春，杨声，张继，2

1(天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水，741001)2(西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州，730070)

刺梧桐多糖的硒酸化*

高义霞1，周向军1，李娥春1，杨声1，张继1，2

1(天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水，741001)2(西北师范大学生命科学学院，甘肃兰州，730070)

利用水提醇沉法制备刺梧桐粗多糖，经高速离心、酶及sevage联用法除蛋白质及淀粉等杂质，得刺梧桐纯多糖。在BaCl2催化作用下，利用Na2SeO3对刺梧桐多糖进行硒酸化修饰，得刺梧桐多糖硒酸酯，并利用红外、紫外、热重的方法对合成产物进行表征。结果表明:与刺梧桐纯多糖相比，刺梧桐硒酸酯在896.00cm－1处有一弱吸收峰，归属为C—Se=O的伸缩振动峰，紫外法测定出刺梧桐硒酸酯硒含量为1 747.2 mg/kg。热重分析表明，硒化后，多糖的稳定性降低。

刺梧桐多糖，多糖硒酸化，红外光谱，紫外光谱，热重分析

硒是生命体必需的一种微量元素，在自然界存在形式分为无机硒与有机硒2种。与无机硒相比，有机硒因具有更高的生物活性和更低的毒性而易被生物体吸收利用。目前已研究的有机硒包括硒多糖、硒蛋白、硒核酸等。其中硒多糖又称硒酸酯多糖，是硒与活性多糖键合的化合物，能发挥微量元素硒和多糖的双重功能，并且活性高于硒与多糖，因而备受国内外很多学者关注。目前，硒多糖在防癌抗癌、延缓衰老、增强机体免疫力等方面的应用越来越广，如胡群宝等［1］研究了螺旋藻硒多糖对肿瘤细胞抑制和对小鼠免疫功能的影响;程继忠等［2］采用体内、外实验方法研究了硒多糖和亚硒酸钠拮抗亚砷酸钠毒性作用机制，认为硒多糖通过增强GSH-Px的活性，清除有害的过氧化代谢产物，阻断脂质过氧化链反应，拮抗亚砷酸钠对线粒体丙酮酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶活性的抑制，且作用强于亚硒酸钠。

刺梧桐胶(sterculia gum)是来源于梧桐科(Sterculiaceae)苹婆属(Sterculia)高大的刺苹婆树以及其他苹婆属树种的树干分泌物［3］，属部分乙酰化的弱酸性多糖，具有复杂的多支链结构，相对分子质量高达900万以上，在人体内吸水膨胀达百倍且又不会被人体所消化和吸收，具有有效的催泻功能和明显的减肥作用，全世界刺梧桐胶的90%都应用于制药工业［4］。本研究合成刺梧桐硒酸酯，并对其性质、结构进行表征，为综合开发刺梧桐胶提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料:刺梧桐胶(食品级，河南郑州成果商贸有限公司)。

主要试剂:亚硒酸钠、三氯甲烷、氯化钡、甲苯、邻苯二胺等，均为国产分析纯。

1.2 主要的仪器

旋转蒸发仪(RE52CS－1)，上海亚荣;DF-101S集热式恒温磁力搅拌器，郑州长城;紫外光谱仪(UV－2450)，岛津分析仪器;热重/差热综合热分析仪(CS－9301PC)，美国铂金埃尔默;真空冷冻干燥器(ALPHA1－4LLD)，德国。

1.3 实验方法

1.3.1 刺梧桐多糖的制备

称取食品级刺梧桐胶50 g，溶于5 000mL水中，80℃水浴下提取2 h，4层纱布过滤，弃滤渣，滤液离心后，取上清液浓缩至1 000mL，加入4倍体积的75%乙醇沉淀，离心，沉淀冷冻干燥至恒重得粗多糖。取上述粗多糖，以固液比1∶100(g∶mL)加入蒸馏水于70℃水浴中溶解，用 Sevage［V(三氯甲烷)∶V(正丁醇)=4∶1)］+木瓜蛋白酶法除去蛋白质等杂质，上清液依次用自来水和蒸馏水各透析1 d，透析后的糖液浓缩至1/4，冷冻干燥至恒重，得刺梧桐多糖。

1.3.2 刺梧桐多糖硒酸酯的制备

刺梧桐多糖硒酸酯合成过程:将1.00 g刺梧桐多糖粉末加入三口烧瓶中，加入体积分数0.5%HNO3溶液100mL，加热搅拌使多糖全部溶解，得10 mg/L的多糖溶液［5］。水浴加热至70℃时，分别加入0.8g Na2SeO3和1.44g BaCl2，反应 6h［6］。反应结束后，反应液冷却到室温，抽滤，用无水Na2CO3调pH值5～6，加入适量无水Na2SO4沉淀，离心去沉淀，透析，取透析液少量加入抗坏血酸检测，无红色时停止透析，冷冻干燥得刺梧桐硒酸酯。

1.3.3 紫外扫描及硒含量的测定

0.05g硒置于50mL锥形瓶中，加入HNO31mL消化至溶液澄清时，加热，挥出 HNO3稀释到100mL，加入8mL邻苯二胺溶液(0.1%)，再用氨水调pH值为1.0～2.5，蒸馏水稀释到50mL，在暗处放置40 min，10mL 甲苯萃取振荡 3 min，静置 5 min，弃去水相定容到10mL容量瓶中，再稀释100倍，得硒标准溶液。用石英比色皿，甲苯为参比，在波长200～600 nm内扫描，λ=334 nm处有最大吸收。分别吸取上述硒标准溶液 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0mL，分别移入25mL容量瓶中，蒸馏水定容至刻度。在如上条件下λ=334 nm处，测定相应的吸光度A值，由测得的吸光度A值与硒浓度绘制校准曲线如图如上述制作标准曲线［6］。

将0.02 g刺梧桐多糖和0.02 g刺梧桐硒酸酯样品分别置于50mL锥形瓶中，加入混酸［V(HClO4)∶V(H2SO4)∶V(HNO3)=1∶1∶4］2mL 消化至溶液澄清时，冷却，转移到10mL容量瓶中定容，摇匀，蒸发除酸，移入50mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度。按照上述方法处理，然后在300～400nm内进行紫外扫描。

1.3.4 红外光谱扫描

分别取刺梧桐多糖及硒酸酯约1 mg，与干燥的溴化钾混匀，在玛瑙研钵中研磨压片，在4 000～450cm－1上进行红外扫描测定，比较硒酸化前后多糖结构的变化。

1.3.5 热重分析

分别对刺梧桐多糖和刺梧桐硒酸酯样品进行热重扫描，比较硒酸化前后多糖结构稳定性的变化。采用CS－9301PC型综合热分析仪对样品进行热分析，升温速率10℃/min，升温范围25～700℃。气氛为静态氮气;参比物为Al2O3。

2 结果与分析

2.1 刺梧桐硒酸酯的硒含量测定及紫外光谱分析

由图1可知，刺梧桐硒酸酯在λ=334 nm处有一个强吸收峰，刺梧桐多糖在此波长处无吸收峰。据文献［5］报道吻合，由此可以看出，合成产物中存在硒。此波长下制作硒标准曲线，见图2。

图1 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的紫外光谱图

图2 硒标准曲线

测定出合成产物中硒含量为1 747.2 mg/kg。

2.2 硒化刺梧桐多糖的红外光谱分析

图3 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的红外光谱图

由图3可知，A在3 412.27cm－1处有一强而宽的峰，是氢键缔合的羟基O—H健的伸缩振动产生的，归属为多糖的特征吸收峰;而B可看出此处的峰移向3 411.20cm－1，且峰变窄。由于亚硒酸基的取代，改变了局部的空间位置情况，使得羟基参与分子氢键的状态发生了变化，有利于提高多糖的水溶性。峰高度的削弱表明亚硒酸基发生了取代，使羟基的数量减少。在950～1 200cm－1有强吸收峰，表明有吡喃单体存在［10］，说明它是一种吡喃糖。经查资料，硒酸酯(Se=O)在 896.00cm－1处有伸缩振动峰［11］。从图3可以看出，刺梧桐多糖在900～800cm－1之间没有吸收峰，而刺梧桐硒酸酯在896.00cm－1处有一弱吸收峰，归属为Se=O的伸缩振动峰。

2.3 硒化刺梧桐多糖的热重分析

以纯多糖为对照对合成产物热重分析，由图4知，第一个失重峰都是失去吸附水，在30℃左右。刺梧桐多糖29.5～192.9℃内失重量为20.4%，刺梧桐硒酸酯在34.9～186.9℃内失重量为16.3%;随着温度的上升，刺梧桐多糖和刺梧桐硒酸酯在200～390℃内出现快速的失重现象，相比之下，刺梧桐硒酸酯的失重量峰更陡峭。刺梧桐多糖在216.1～377.3℃失重为 51.66%，在 400～600℃失重为22.7%，而刺梧桐硒酸酯在207.1～387.3℃失重为44.76%，在600℃前已完全分解，说明硒酸化刺梧桐多糖热稳定性大大降低，即亚硒酸基对刺梧桐多糖热稳定性产生了影响，由于亚硒酸的引入降低了刺梧桐多糖的热分解温度。

图4 刺梧桐多糖(A)和刺梧桐硒酸酯(B)的热重谱图

3 结论

以刺梧桐多糖为材料，在金属Ba2+离子催化条件下，合成了刺梧桐硒酸酯，并通过紫外、红外及热重分析法对其进行了表征。红外、紫外扫描都可证实合成产物有硒的存在，归属为Se=O的伸缩振动峰。热重分析发现硒化后合成产物的稳定性低于多糖的稳定性，与文献报道［7］报道一致，可能是由于合成产物中形成了酯。而对于硒化多糖的结构分析有待于进一步研究。硒化刺梧桐多糖制备及表征，对开发毒性小的补硒剂具有重要意义。

［1］胡群宝，郭宝江.螺旋藻硒多糖对小鼠免疫功能的影响［J］. 中国海洋药物杂志，2001，20(5):18－20.

［2］程继忠，邬惠琼，宋瑞琨，等.硒多糖、亚硒酸钠对大鼠肝线粒体酶的影响及其拮抗亚砷酸钠毒性作用的机理［J］. 同济医科大学学报，1996，25(2):119－123.

［3］Davidson Robert L.Handbook of water-soluble gums and resinsm［M］.NewYork:McGraw Hill，1980.

［4］何智健，陈建伟，李祥.多糖的硫酸酯化研究探要［J］.中医药学刊，2003，21(12):2087－2088.

［5］赵玉苹.海藻硒多糖的合成及生物活性研究［D］.广州:暨南大学，2006.

［6］张继，刘忠旺，王凤霞，等.兰州百合多糖硒酸酯的合成及表征［J］. 高分子通报，2009，10:48－52.

［7］侯家麟，程松林，苏宝林.紫外分光光度法测定微量硒［J］. 药物分析杂志，1987，7(1):37.

［8］吴凤山.紫外分光光度法测定食品中微量硒的研究［J］. 松辽学刊:自然科学版，2001，1(4):4.

［9］刘庆堂，李锐增，李坚.紫外分光光度法测定龙胆中微量元素硒［J］. 广东药学，2001，6(11):31.

［10］龚晓钟，欧阳政.硒化黄茂多糖制备条件及其结构的研究［J］. 天然产物研究与开发，1997，10(2):26－32.

［11］李柱来，林媚，王津，等.硒化壳聚糖的制备及其表征［J］. 海峡药学，2005，17(3):10－13.

Study on Selenium-polysaccharides from Gum Karaya

Gao Yi-xia1，Zhou Xiang-jun1，Li E-chun1，Yang Sheng1，Zhang Ji1，2
1(College of Life Science and Chemistry，Tianshui Normal University，Tianshui 741001，China)2(College of Life Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，China)

After high speed centrifugation，enzyme treatment combined with sevag method，crude polysaccharide from gum karaya was prepared by water extraction and ethanol precipitation.Under the activation of BaCl2，selenium－polysaccharides were obtained when hydroxy group of polysaccharide of gum karaya was modified by sodium selenite.The final products were characterized by ultraviolet spectroscopy，infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis.The results indicated that the products had a weak absorption peak at 896cm－1compared to control group，which is attributed to C—Se ═══O stretching vibration band.The concentration of selenium-polysaccharide was 1 747.2 mg/kg using ultraviolet spectroscopy.Thermogravimetric analysis showed that the stability of selenium－polysaccharidese decreased a little.

polysaccharides of gum karaya，selenium-polysaccharides，infrared spectroscopy，ultraviolet spectroscopy，thermogravimetric analysis

硕士，讲师(杨声为通讯作者，E-mail:eqaoxy@126.com)。

*天水师范学院重点学科支持项目

2010－07－23，改回日期:2010－10－20