樟樹不同器官多糖中單糖組成分析

吳靜，胡居吾，熊偉，吳磊

（江西省科學院應用化學研究所，江西南昌 330096）

多糖是指由10個以上單糖通過糖苷鍵連接而成的聚合物，廣泛存在于植物、微生物、藻類和動物體內。目前，對多糖活性的大量研究表明，從植物中提取的天然多糖具有多種生物活性，如免疫調節、抗腫瘤和抗氧化作用[1]。多糖的生物活性與單糖組成、分子量、糖苷鍵和化學結構有關。因此，多糖結構的系統表征是研究多糖生物活性的重要一步。

樟樹 [Cinnamomum camphora（L.）Presl.]為樟科（Lauraceae)樟屬（Cinnamomum）常綠高大闊葉喬木，是我國重要的經濟樹種和綠化樹種，在我國南部各省廣泛分布。對該屬植物的化學成分研究表明，樟樹多含揮發油、多酚、黃酮、瑞諾烷類二萜、鞣質、芳香性化合物、生物堿、木質素、有機酸及多糖等成分。現代藥理研究發現，樟樹資源具有抑菌、消炎、止痛、抗癌、抗氧化及提高人體免疫力等藥用價值[2-3]。

吳靜等人[4]研究發現樟樹具有抗炎活性，同時樟樹各器官多糖具有顯著的抗氧化和免疫調節活性，并對樟樹果實多糖免疫調節活性作用機制進行了研究。本研究以樟樹不同器官提取的多糖為研究對象，采用糖腈乙酸酯法對樟樹不同器官多糖的水解產物進行衍生化，以氣相色譜法對樟樹不同器官多糖的單糖組成情況進行研究，并利用紅外光譜儀分析樟樹不同器官多糖官能團，為樟樹多糖的生物活性研究及開發應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

D-葡萄糖（Glc）、D-半乳糖（Gal）、L-鼠李糖（Rha）、L-阿拉伯糖（Ara）、D-木糖（Xyl）和D-甘露糖（Man）等標準品，購自中國食品藥品檢定研究院；除非另有規定，使用的所有其他試劑均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。樟樹根多糖（RP）、葉多糖（LP）、果實多糖（FP），本實驗室提取純化。

1.2 儀器與設備

GC-2010型氣相色譜儀，氣相色譜檢測器FID，色譜柱WondaCap5型毛細管柱（0.25 mm×30.0 m×0.25 μm），AOC-20S型自動進樣器，AOC-20i型自動注射器，SHIMADZU公司；FTIR-7600型傅立葉紅外光譜儀，Lambad公司；DF-4型壓片機，天津港東科技發展股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 紅外光譜分析

將2 mg的WLRP與KBr粉末150.0 mg（光譜級）混合，用壓片機壓制成厚度為1 mm透明薄片，用于FT-IR測量。使用傅里葉變換紅外分光光度計測定了波長范圍為400～4 000 cm-1的FT-IR光譜，分辨率為2 cm-1觀察譜峰情況。

1.3.2 單糖組分測定

根據先前報告的方法[5]，將WLRP（10.0 mg）在100 ℃下，用2 mL的2 mol/L三氟乙酸（TFA）在密封玻璃管中水解6 h。水解物在氮吹儀下吹干。然后，將10.0 mg鹽酸羥胺和0.5 mL吡啶加入密封玻璃管中，在90 ℃下反應30 min，孵育后，室溫冷卻，混合液中加入0.5 mL乙酸酐，旋渦徹底混合。將管密封并在水浴中孵育30 min，溫度為90 ℃。反應液在氮吹儀下吹干，加入2 mL氯仿溶解乙酰化衍生物。單糖標準品（單標與混標）與內標按照多糖的乙酰化步驟進行操作。采用氣相色譜法測定WLRP中的單糖組成，在以下條件下進行氣相色譜操作。N2流速30.0 mL/min，進樣溫度240 ℃。柱色譜程序：初始溫度 140 ℃，保留 3 min；以 10 ℃ /min 升至 240 ℃，保留15 min；運行時間28 min。檢測器溫度260 ℃，進樣體積1 μL。

2 結果與分析

2.1 樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖紅外光譜分析

紅外吸收是由分子偶極矩或電荷分布的振動而引起的，是分析多糖結構的有效手段，根據多糖的特征吸收峰可以推斷出其組分的一些可能的結構特征。紅外光譜分析了RP、LP和FP的主要官能團和化學鍵，結果如圖1所示，RP、LP和FP在3 426.9 cm-1、3 398.0 cm-1和3 415.3 cm-1處的特征峰是由于O-H伸縮振動引起的[6]；峰值出現在3 000～2 800 cm-1處是由于飽和的甲基或亞甲基的C-H伸縮振動引起的[7]，2 977 cm-1、2 973.7cm-1和 2 975.6cm-1是 RP、LP和FP糖環上的C-H伸縮振動。RP、LP和FP在1 631.5 cm-1、1 596.8 cm-1和 1 643.1 cm-1處吸收峰為C=O伸縮振動峰[8]，在1 400.1 cm-1、1 404.0 cm-1和1 400.1 cm-1處吸收峰為C-H的變角振動峰。在1 047.2 cm-1、1 026.0cm-1和1 049.1cm-1處吸收峰可能是吡喃糖環的特征吸收峰[9]。紅外光譜表明RP、LP和FP多糖在400～4 000 cm-1范圍內有明顯的多糖特征吸收峰，RP、LP和FP具有相似的官能團和化學鍵。

2.2 樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖單糖組分分析

圖1 樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖的紅外光譜圖

在混合標準單糖同樣反應和測定條件下，進行樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖水解產物的糖睛乙酸酯氣相色譜分析。單糖的成分組成可以根據出峰時間確定，在實驗確定的色譜條件下，單糖的成分組成可以根據出峰時間確定，將6種標準單糖衍生物單獨進樣，依次記錄各個單糖樣品的保留時間，再將6種標準單糖衍生物混合后進樣，確認各單糖衍生物的峰位置，最后將供試品溶液分別進樣，記錄色譜圖如圖2所示。圖2a中單糖樣品色譜峰的保留時間為：鼠李糖10.863 min，阿拉伯糖11.066 min，木糖11.234 min，甘露糖 13.795 min，葡萄糖 13.923 min，半乳糖14.246 min，內標15.764 min。圖2b中樟樹根多糖圖譜、圖2c樟樹葉多糖圖譜和圖2d樟樹果實多糖圖譜中均出現了鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、內標這7個吸收峰。

根據單糖和內標的峰面積計算樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖中各種單糖的摩爾組成比例。經過計算，得到樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖中已確定的6種單糖鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖的摩爾組成比例分別為0.14∶0.45∶0.23∶ 0.19∶ 3.18∶ 0.56、0.14∶ 1.09∶0.31∶ 0.14∶ 3.96∶ 0.58、0.63∶ 1.33∶0.17∶0.65∶0.50∶1.22。其中樟樹根和葉以葡萄糖含量最高，樟樹果實中半乳糖含量最高。

3 結論

紅外光譜分析表明，樟樹根、葉、果實多糖具有相似的官能團和化學鍵且呈現出多糖類物質的典型特征吸收峰；單糖氣相色譜分析表明，樟樹根、葉、果實均由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖組成，其中樟樹根和葉以葡萄糖含量最高，樟樹果實中半乳糖含量最高。

運用氣相色譜法分析樟樹不同器官多糖單糖組成過程中發現，樟樹不同器官多糖的單糖組成種類基本一致，但其摩爾比例存在差異，如葡萄糖、半乳糖差異較大。在15 min左右出來的峰在樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖的譜圖中均有出現，在樟樹根多糖中最為明顯。由于沒有明確的標準單糖進行對照，所以無法確定該物質，該物質可能是其他某種單糖或是某種未知物質，有待更深入的檢測分析進行確認。

圖2 標準單糖與樟樹根多糖、葉多糖、果實多糖單糖組分分析