歷史
在二十世紀(jì)四十年代,Pillemer博士首次發(fā)現(xiàn)并報(bào)道酵母細(xì)胞壁中有一種物質(zhì)具有提高免疫力的作用。之后,經(jīng)過(guò)圖倫大學(xué)Diluzio博士的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),酵母細(xì)胞壁中提高免疫力的物質(zhì)是一種多糖——β-葡聚糖,并從面包酵母中分離出這種物質(zhì)。
63年首次發(fā)現(xiàn)其具有抗腫瘤活性,以后又相繼發(fā)現(xiàn)其具有抗菌及免疫調(diào)節(jié)作用。對(duì)腫瘤、肝炎、心血管、糖尿病、降血脂、抗衰老等方面均有獨(dú)特的生物活性。
酵母葡聚糖是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有免疫活性的葡聚糖。
美國(guó)哈佛大學(xué)、圖倫大學(xué)、華盛頓大學(xué)以及美國(guó)空軍放射生物學(xué)研究所等科研機(jī)構(gòu)從姬松茸發(fā)酵提純?chǔ)?1,3-葡聚糖并進(jìn)行研究都證實(shí):天然酵母葡聚糖具有的獨(dú)特靶向作用,能夠定向清除體內(nèi)毒素,同時(shí)提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力達(dá)10倍以上,使人體免疫系統(tǒng)迅速達(dá)到最佳平衡,無(wú)任何藥物的毒副作用,有效預(yù)防各類慢性疾病的發(fā)生。
2010年5月20日,由衛(wèi)生部發(fā)布的《中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部公告 2010年 第9號(hào)》公告,認(rèn)定酵母β-葡聚糖為新資源產(chǎn)品。
β-葡聚糖的活性結(jié)構(gòu)是由葡萄糖單位組成的多聚糖,它們大多數(shù)通過(guò)β-1,3結(jié)合,這是葡萄糖鏈連接的方式。它能夠活化巨噬細(xì)胞、嗜中性白血球等,因此能提高白細(xì)胞素、細(xì)胞分裂素和特殊抗體的含量,全面刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)的同時(shí),對(duì)受損細(xì)胞有非常好的修復(fù)作用。那么,機(jī)體就有更多的準(zhǔn)備去抵抗微生物引起的疾病。β-葡聚糖能使受傷機(jī)體的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子(IL-1)的能力迅速恢復(fù)正常,有效調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能。
大量實(shí)驗(yàn)表明,β-葡聚糖可促進(jìn)體內(nèi)IgM抗體的產(chǎn)生,以提高體液的免疫能力。這種葡聚糖活化的細(xì)胞會(huì)激發(fā)宿主非專一性防御機(jī)制,故應(yīng)用在腫瘤、感染病和治療創(chuàng)傷方面深受矚目。經(jīng)姬松茸中特殊步驟萃取且不含內(nèi)毒素的β-1,3-葡聚糖在美國(guó)FDA已認(rèn)定是一種安全的物質(zhì),可添加在保健食品中,許多報(bào)導(dǎo)顯示老鼠口服酵母β-1,3-葡聚糖,可增加強(qiáng)腹膜細(xì)胞抗菌之吞噬作用。
酵母葡聚糖是存在于酵母細(xì)胞壁中的一種具有增強(qiáng)免疫力活性的多糖——β-葡聚糖。β-葡聚糖廣泛存在于各種真菌和植物,如美洲姬松茸、香菇、靈芝、燕麥中,是它們發(fā)揮保健作用的主要功效物質(zhì)。而酵母葡聚糖的免疫增強(qiáng)活性更強(qiáng),并具有改善血脂、清除毒素、抗輻射、修復(fù)細(xì)胞、改善腸道功能的作用。
基本特征
[1]為細(xì)菌性多糖之一。是由在蔗糖溶液中培養(yǎng)的細(xì)菌[腸膜明串珠菌(Leuconostoc mesentero-des),葡聚糖明串珠菌(L.dextranicum)]的葡聚糖蔗糖酶催化下列反應(yīng)而生成的:n蔗糖→葡聚糖+n果糖。在氧化葡糖桿菌工業(yè)亞種(Gluconobacter ox-ydans subsp.industrius)[以前將含有這種物質(zhì)的菌稱為粘稠醋桿菌(Acetobacter viscosum)和莢膜醋桿菌(A.capsulatum)]中,由糊精合成葡聚糖。葡聚糖的種類很多,僅由D-葡萄糖組成,主鏈?zhǔn)铅粒?,6)鍵,也有α(1,4)或α(1,3)鍵的支鏈。葡萄糖為白色粉末,在水中加一點(diǎn)點(diǎn)即可產(chǎn)生很強(qiáng)的右旋性。醫(yī)藥上用作代用血漿。
[2]glucan,是以葡萄糖為組成糖的多糖的總稱。由于D-葡萄糖殘基彼此間結(jié)合樣式的不同而分為多種,廣泛分布于微生物、植物、動(dòng)物界。其中代表性的有細(xì)菌的多縮葡萄糖(由α-1,6鍵的主鏈上支出以α-1,4和α-1,6鍵的側(cè)鏈),褐藻類的海帶多糖(lami-narin)(主要以β-1,3鍵),地衣類的木聚糖(β-1,4和β-1,3鍵),高等植物的纖維素、(β-1,4結(jié)合),直鏈淀粉(α-1,4鍵),支鏈淀粉(由α-1,4鍵的主鏈上支出α-1,6鍵的側(cè)鏈),動(dòng)物的糖原等。
提取方法
國(guó)內(nèi)外對(duì)酵母葡聚糖的提取工藝研究較多,主要有酸法提取,堿法提取,酸堿綜合法,還有有機(jī)溶劑提取法等。
酸法提取
對(duì)醋酸、蟻酸以及磷酸是否適合于酸水解法提取酵母葡聚糖進(jìn)行研究,結(jié)果表明酸解后提取酵母葡聚糖的主要結(jié)構(gòu)和支鏈結(jié)構(gòu)基本上并沒(méi)有改變。采用醋酸對(duì)釀酒酵母中β—葡聚糖進(jìn)行提取,研究發(fā)現(xiàn)酸法提取葡聚糖的最佳工藝條件是:提取劑HAc濃度為6%,提取溫度為90℃,提取時(shí)間6h , 固液比為1:6。在最佳提取工藝下,酵母葡聚糖得率為21.58%,蛋白質(zhì)含量為7.21%,多糖含量為71.46%,紙層析實(shí)驗(yàn)表明,水解產(chǎn)物中同時(shí)含有甘露糖和葡萄糖。
由以上可見(jiàn),酸法浸提雖然得率高但含有大量甘露糖和蛋白質(zhì),而且還會(huì)導(dǎo)致多糖的降解。
堿法提取
將細(xì)胞壁懸浮于3%(W/V)的NaOH溶液中,4℃條件下放置9d,懸浮在表面的部分被間斷的取出,剩余部分以離心15min,獲得細(xì)胞壁殘?jiān)?。通過(guò)加入氨基乙酸使取出溶液的pH為10,此時(shí)溶液呈膠體狀,離心30min,得到的物質(zhì)用大量水洗凈。然后再將其溶于3%(W/V)的NaOH溶液中,當(dāng)溶液的pH調(diào)至10時(shí),葡聚糖片斷再次沉淀。紙層析表明:沉淀用2mol/LH2S04水解后的主要產(chǎn)物為葡萄糖。
國(guó)內(nèi)外研究表明堿法提取純度較高,蛋白質(zhì)殘留量少,但多糖的收率低,而且大量的堿處理會(huì)污染環(huán)境,還會(huì)導(dǎo)致多糖降解。
酸堿綜合法提取
將酵母分散到NaOH溶液中攪拌,然后加入水,離心收集沉淀。沉淀再分散到NaOH溶液中,離心收集沉淀。沉淀用水洗3遍,用HCl浸提后,離心收集沉淀,干燥后得到酵母β-(1,3)-D葡聚糖產(chǎn)品。
明酸堿結(jié)合法提取的產(chǎn)品純度較高,蛋白質(zhì)含量少,收率也較高,但是這種方法過(guò)程復(fù)雜,操作繁瑣,耗時(shí)較長(zhǎng),且使用多種有機(jī)溶劑進(jìn)行脫水,廢液較多,污染環(huán)境。
其它
傳統(tǒng)的酸堿處理制備酵母葡聚糖的方法,酸堿用量大,工藝繁瑣,勞動(dòng)強(qiáng)度大。在提取中用到酸堿,容易引起多糖的降解,而且影響到葡聚糖的生理活性。
質(zhì)量分析
鑒別反應(yīng)
硫酸蒽酮法:多糖類物質(zhì)在濃硫酸的作用下,可脫水形成糠醛或其衍生物,產(chǎn)物可與蒽酮試劑縮合形成有色物質(zhì),反應(yīng)后溶液呈藍(lán)綠色。
紅外光譜法:因?yàn)榛衔锓肿诱駝?dòng)伴隨偶極矩改變時(shí),分子內(nèi)電荷分布變化會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng),當(dāng)其頻率與入射輻射電磁波(能量在 4,000~400 cm-1 的紅外光)頻率相等時(shí)才會(huì)產(chǎn)生紅外吸收?;衔锓肿釉谡駝?dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中只有伴隨凈的偶極矩變化的鍵才有紅外活性,一定的官能團(tuán)總是對(duì)應(yīng)于一定的特征吸收頻率,根據(jù)紅外光譜吸收峰的位置、強(qiáng)度和峰形可進(jìn)行有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。
薄層色譜法:因?yàn)槎嗵欠肿咏?jīng)過(guò)鹽酸水解為其結(jié)構(gòu)單元的糖,在展開(kāi)劑的帶動(dòng)下,在硅膠薄層板上展開(kāi),比較酸解樣品和標(biāo)準(zhǔn)品條帶,可判斷多糖的結(jié)構(gòu)單元。
含量測(cè)定方法
硫酸苯酚法:溶解在水中的酵母葡聚糖,與苯酚-硫酸反應(yīng),以碳水化合物形式,通過(guò)比色測(cè)定其含量,其顏色強(qiáng)度與酵母葡聚糖的含量成正比,以此計(jì)算樣品中葡聚糖的含量。
高效液相色譜法:通過(guò)測(cè)得的色譜,對(duì)酵母葡聚糖分子量分布進(jìn)行測(cè)定。
生理功能
抗輻射、中和化學(xué)毒素作用
當(dāng)電離輻射或化學(xué)毒素穿透生物組織時(shí),射線的粒子或化學(xué)分子的能量被生物大分子直接吸收,或通過(guò)離子擴(kuò)散和自由基的作用,使其它生物分子發(fā)生化學(xué)變化,從而造成物理和化學(xué)損傷。葡聚糖的獨(dú)特倒序三螺旋結(jié)構(gòu)能夠中和體內(nèi)毒素,促進(jìn)造血機(jī)能。B葡聚糖給藥能增強(qiáng)血細(xì)胞的生成活性,包括粒細(xì)胞的生成、單核白細(xì)胞的生成和紅細(xì)胞的生成,從而導(dǎo) 致更好地從致命劑量的輻射或毒素中得到恢復(fù)。美國(guó)空軍生物學(xué)研究中心給小白鼠以致死計(jì)量的輻射和毒素處理,發(fā)現(xiàn)事先口服β葡聚糖的動(dòng)物有80%的個(gè)體完全不受毒害影響。
☆ 清除毒素、增強(qiáng)免疫功能。酵母葡聚糖能夠刺激增強(qiáng)NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞的吞噬活性,刺激釋放白介素以增強(qiáng)人體抵抗有害毒素的能力,可以有效**增強(qiáng)人體清除毒素的能力,**提高人體免疫力;
☆修復(fù)細(xì)胞、抗輻射作用。葡聚糖的抗輻射作用是促進(jìn)造血機(jī)能的結(jié)果。酵母葡聚糖能增強(qiáng)血細(xì)胞的生成活性,包括粒細(xì)胞的生成、單核細(xì)胞以及器官組織細(xì)胞的生成,從而使因?yàn)槭艿街旅鼊┝康妮椛涠軗p的機(jī)體細(xì)胞得到恢復(fù)。
☆ 調(diào)節(jié)血脂。研究發(fā)現(xiàn),酵母葡聚糖能夠顯著降低人體甘油三脂水平、降低LDL(低密度脂蛋白)水平,并升高HDL(高密度脂蛋白)水平,有效預(yù)防冠心病、動(dòng)脈硬化以及腦中風(fēng)等心腦血管疾??;
☆抗腫瘤。酵母**β-**葡聚糖研究抗癌功能的主要目標(biāo)就是加強(qiáng)存在于高等哺乳類組織中的巨噬細(xì)胞的活性及吞噬能力。β葡聚糖的功能之一,便是可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的能力。酵母葡聚糖 能提高巨噬細(xì)胞吞噬能力達(dá)數(shù)倍以上,通常具有很強(qiáng)的對(duì)變異細(xì)胞的抑制率,它在保護(hù)和增強(qiáng)免疫細(xì)胞作戰(zhàn)能力的同時(shí),能夠進(jìn)一步鎖定休眠期、耐藥性及亞臨床病 灶的“殘存腫瘤細(xì)胞”,進(jìn)行靶向殺毒。
☆β-葡聚糖有清除游離基抗氧化作用
美國(guó)空軍放射生物學(xué)研究中心Patchen博士報(bào)道β葡聚糖能有效清除體內(nèi)自由基,從而保護(hù)巨噬細(xì)胞在遭受輻射后能免受自由基的攻擊,使這些巨噬細(xì)胞繼續(xù)正常發(fā)揮作用。
☆有效的口服****免疫刺激劑
各種癌癥、遷延不愈性乙肝、風(fēng)濕性疾病、復(fù)發(fā)性口腔潰瘍、過(guò)敏體質(zhì)、自身免疫疾病、各種傳染病,甚至人老齡化過(guò)程,都有一個(gè)共同特點(diǎn):免疫反應(yīng)衰弱或功能不全,β-1,3/-1,6-葡聚糖的作用正是能使衰弱的或不健全的免疫反應(yīng)得到加強(qiáng),恢復(fù)正常。
β-1,3/-1,6-葡聚糖是六價(jià)鍵結(jié)構(gòu),它的促有絲分裂活性可從多重角度協(xié)助免疫細(xì)胞發(fā)揮作用。包括增加天然殺傷細(xì)胞的活性和T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性、增強(qiáng)外周單核細(xì)胞的增殖應(yīng)答產(chǎn)生分裂素,刺激釋放白介素以及誘導(dǎo)嗜中性粒細(xì)胞的吞噬作用。它的這些作用可以有效增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng),提高人體免疫力,使自身免疫系統(tǒng)達(dá)到最佳平衡狀態(tài)。哈佛大學(xué)國(guó)際生化學(xué)院的Czap說(shuō),葡聚糖使這些免疫細(xì)胞成為“防衛(wèi)的兵工廠”。
降低膽固醇,防治結(jié)石病
當(dāng)B酵母葡聚糖進(jìn)入人體后,其獨(dú)特三螺旋結(jié)構(gòu)決定其不會(huì)在胃腸道內(nèi)被水解成葡萄糖等單糖(因此對(duì)糖尿病人服用β-1, 3和1, 6-葡 聚糖無(wú)影響),而是與特異性受體相結(jié)合,通過(guò)胞吞作用(或胞飲作用),最終穿過(guò)腸上皮而進(jìn)入淋巴系統(tǒng),并從淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液系統(tǒng)而發(fā)揮作用。肝臟中的膽固 醇會(huì)轉(zhuǎn)變成膽酸,到達(dá)小腸能幫助消化脂防,然后膽酸會(huì)被小腸吸收回肝臟再轉(zhuǎn)變成膽固醇,由于酵母葡聚糖作為膳食纖維在小腸中能形成膠狀物質(zhì)將膽酸包圍,膽 酸便不能通過(guò)小腸壁被吸收回肝臟,而是通過(guò)消化道被排出體外,于是當(dāng)腸道內(nèi)食物再進(jìn)行消化需要膽酸時(shí),肝臟只能靠吸收血液中的膽固醇來(lái)補(bǔ)充消耗的膽酸,從 而降低了血液中的膽固醇。β葡聚糖有吸收膽汁酸和促使膽汁酸排出體外的作用,促進(jìn)膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化,維持膽固醇固有 的正常代謝,有效抑制血清中膽固醇的升高,防治體內(nèi)結(jié)石疾病。
調(diào)節(jié)血糖
改善末梢組織對(duì)胰島素的感受,降低對(duì)胰島素的要求,促進(jìn)葡萄糖恢復(fù)正常,對(duì)糖尿病有明顯的抑制和預(yù)防作用。
β-1,3/-1,6-葡聚糖(特定結(jié)構(gòu))能保護(hù)和修復(fù)胰島β細(xì)胞(又稱為胰島B細(xì)胞,約占胰島細(xì)胞總數(shù)的70%,能分泌胰島素,起調(diào)節(jié)血糖含量的作用)
酵母β葡聚糖能刺激脾臟內(nèi)相關(guān)霉物質(zhì),調(diào)節(jié)胰島素分泌,達(dá)到平衡血糖效果
β葡聚糖的高粘度和膠凝性能增加胃粘膜屏障作用,抑制糖代謝。
消除皺紋、色斑
β葡聚糖也被證明可有效增強(qiáng)人體內(nèi)所有巨噬細(xì)胞之感應(yīng)力,對(duì)于皮膚中的藍(lán)格罕氏巨噬細(xì)胞有驅(qū)動(dòng)作用,能發(fā)揮皮膚防御及修復(fù)功能,提升真皮層膠原蛋白及彈力素蛋白的合成能力,使皺紋消失。幫助身體組織結(jié)構(gòu)再生、重建、修復(fù),促進(jìn)傷口愈合。臨床證實(shí),β-1,3/-1,6-葡聚糖使用在皮膚上,能增加皮膚彈性,并使皮膚柔嫩白皙,提高膠原蛋白和彈力纖維素的合成,供應(yīng)多種細(xì)胞生長(zhǎng)因子,使皺紋消除,色斑消失,肌膚潔凈,并修復(fù)敏感現(xiàn)象。增強(qiáng)皮膚抵抗力,喚起皮膚“清道夫”的自體清潔機(jī)能,展現(xiàn)健康肌膚美。
產(chǎn)品特點(diǎn)
☆ 天然安全:酵母葡聚糖是酵母細(xì)胞壁的主要成分,完全從酵母中提取得到并且在真菌類蘑菇(姬松茸)中大量存在;
☆生物活性高:具有較強(qiáng)的增強(qiáng)免疫、清除毒素、抗輻射、修復(fù)細(xì)胞、降低血脂的生物活性;
應(yīng)用范圍
☆ 各種食品,如:肉制品、乳制品、餅干、飲料、果汁中原料;
☆ 保健食品及藥品原料,用以增強(qiáng)免疫力、**清除毒素、**抗輻射、修復(fù)細(xì)胞、調(diào)節(jié)血脂,輔助治療腫瘤;
☆ 各種化妝品原料,如:洗發(fā)水、沐浴露、面膜、護(hù)手霜、洗手液、洗面奶等;
☆ 作為飼料添加劑,能幫助畜牧,反芻,水產(chǎn),家禽等動(dòng)物提高免疫力,降低重金屬作用
其他研究成果
Beta-葡聚糖是一種復(fù)雜的多糖,以多種連接方式連接在一起,包括beta-1,3-葡聚糖、beta-1,4-葡聚糖和beta-1,6-葡聚糖。以β-1,3/-1,6-葡聚糖活性最高,這些中等大小的分子可以從面包酵母、巴西蘑菇、燕麥和大麥中提取得到。雖然臨床已經(jīng)進(jìn)行了許多關(guān)于不同來(lái)源的葡聚糖的研究,尚不清楚這些葡聚糖是否完全的不同。例如,姬松茸中提取的β-葡聚糖能保留在人體腸道,顯示出降低膽固醇和降低胰島素和血糖水平的作用。同時(shí),許多研究表明巴西蘑菇beta-葡聚糖具有某些抗腫瘤和免疫增強(qiáng)的效果。
相比對(duì)于其他來(lái)源的beta-葡聚糖的研究,對(duì)于酵母beta-葡聚糖的研究有所不同,而且要詳細(xì)的多。事實(shí)上,關(guān)于酵母beta-葡聚糖已進(jìn)行許多詳細(xì)的研究,表明它對(duì)應(yīng)免疫系統(tǒng)、輻射的損傷、修復(fù)細(xì)胞和腫瘤的衰退具有一定的功效。這些研究非常的精確,甚至找到了那些增強(qiáng)免疫和抗腫瘤免疫細(xì)胞上酵母beta-葡聚糖的特異受體。
在其中一個(gè)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)酵母beta-1,3-葡聚糖直接結(jié)合到巨噬細(xì)胞的Dectin-1受體上,這些巨噬細(xì)胞能夠給予我們對(duì)于有害細(xì)菌和其他健康威脅第一道防護(hù)。Dectin-1被認(rèn)為在酵母beta-葡聚糖被腸道吞噬進(jìn)入體內(nèi)發(fā)揮了巨大作用,而且能夠激活巨噬細(xì)胞以進(jìn)行有害物質(zhì)的凈化。這使得酵母beta-葡聚糖在幫助機(jī)體抗擊感染或者幫助巨噬細(xì)胞清楚腳鏈或死亡細(xì)胞發(fā)揮了顯著的作用。
另外一個(gè)受體是白細(xì)胞上的CR3受體。白細(xì)胞通過(guò)與beta-葡聚糖一起結(jié)合到抗體上,有助于抗擊感染和腫瘤。一旦beta-葡聚糖和抗體結(jié)合到白細(xì)胞的CR3受體上,就會(huì)摧毀特定的病原菌和腫瘤細(xì)胞。
在醫(yī)生使用單克隆抗體抗擊腫瘤細(xì)胞時(shí),這具有深刻的意義。在使用我們自身的抗體(或外加抗體)和beta-葡聚糖一起結(jié)合到受體位置時(shí),能夠明顯的發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的退化。
Beta-葡聚糖具有和人體單核細(xì)胞受體類似的結(jié)合位點(diǎn),以激活他們。免疫細(xì)胞,如中性粒細(xì)胞,能夠釋放具有抗感染作用的白三烯。已經(jīng)證明beta-葡聚糖對(duì)應(yīng)這種激活發(fā)揮了部分作用。
酵母beta-葡聚糖在預(yù)防傷口腐敗、輻射損傷、腫瘤放療和致病菌感染方面具有潛在的功效。試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常給力,而且測(cè)定已進(jìn)入到生物化學(xué)水平。
很明顯,燕麥和大麥來(lái)源的beta-葡聚糖并沒(méi)有酵母beta-葡聚糖相同的功效。同時(shí),蘑菇beta-葡聚糖具有和酵母beta-葡聚糖相類似的功效,但研究同時(shí)也顯示蘑菇來(lái)源的beta-葡聚糖并沒(méi)有酵母來(lái)源的beta-葡聚糖那么高效。