大量研究已经表明,库拉索芦荟具有较好的增强免疫力作用,其发挥功能作用的基础物质主要是多糖。库拉索芦荟已被作为功能原料广泛应用于增强免疫力功能的保健食品中,从原国家食品药品监督管理总局数据查询到以芦荟为原料的增强免疫力保健食品有 23 个,这些产品多以多糖为功能性/标志性成分。我司也十分注重库拉索芦荟在增强免疫力方面的应用,研究了多个产品配方,并按增强免疫力功能检验方法验证其保健功能。
1、多糖(乙酰化)——库拉索芦荟的特征性成分和功能物质基础
芦荟多糖(Aloe polysaccharide)是芦荟凝胶的主要生物活性成分,多为 2,3 或 6位部分乙酰化的β-(1→4) 连接的甘露聚糖和β-(1→4) 连接的直链葡萄-甘露聚糖等多糖构成的混合物。每种多糖的分子量及葡萄糖与甘露糖的比例和乙酰化程度都不同,但均含有部分乙酰化多糖。美国 McAnalley 教授领导的 Carrington 实验室从库拉索芦荟中提取到一种黏性多糖,并命名为 Acemannan(乙酰化甘露聚糖),它是一种取自芦荟凝胶纯化的白色非结晶型粉末,它基本上是由线性的 β-(1→4)-D-甘露糖基单元组成的一种长链聚合物,分子中随机分布着通过氧原子而与其连接的乙酰基团,乙酰化程度约为0.8 个乙酰基团/单体。Gowda 等研究表明,库拉索芦荟中至少有四种多糖,都是不同程度乙酰化的 β-(1→4)-D-甘露聚糖。Chow 等从库拉索芦荟中分离并命名为 BSW的多糖也是乙酰化多糖。
Femenia 等对库拉索芦荟全叶进行分离处理,分别对来自芦荟叶片、芦荟皮和芦荟凝胶中的化学成分进行分析研究,结果显示,芦荟多糖主要由甘露糖和葡萄糖组成,在果胶型多糖中含量尤高。对多糖分级提取的研究证实,芦荟植物中主要存在两种类型的甘露聚糖。芦荟全叶和芦荟凝胶中具有结构和组成特征的活性成分是乙酰化葡甘聚糖,主要存在于薄壁细胞的细胞质中;在芦荟皮的组织中,多糖主要存在于细胞壁基质中,其结构性成分为乙酰化甘露聚糖。对两种多糖进行甲基化分析结果显示,乙酰化多糖确实是芦荟多糖的特征性成分。
国内研究人员也对库拉索芦荟中乙酰化多糖进行了广泛研究。王蜀秀等从芦荟中分离出三种多糖A90a、A90b 和 A60,分子量分别为 47000、12000 和 12000,推断 A90b的结构为 β-(1→4)连接的直链葡萄甘露聚糖,A60 的结构为 β-(1→4)连接的甘露聚糖,在 2,3 或 6 位部分乙酰化。许志良等[6]从库拉索芦荟中分离纯化得到 4 种多糖,其中主要是中性多糖,经结构鉴定表明,该糖是 C-6 部分被乙酰化的 β-(1→4)-D-甘露聚糖。陈伟等[7]采用凝胶柱层析纯化,气相色谱、红外光谱、高碘酸氧化、Smith 降解等测定化学组成和结构,得出库拉索芦荟凝胶多糖主要为 β(- 1→4)乙酰化甘露聚糖。
研究还表明,库拉索芦荟中多糖的乙酰化程度,与多糖的活性呈明显的正相关性。Chokboribal 等对脱乙酰化处理后的库拉索芦荟多糖进行化学结构和生物活性的研究,从而考察乙酰基在乙酰化多糖中的作用。试验通过制备脱乙酰基的芦荟多糖,比较其水溶性、折光性、晶体结构、显微特征等物理化学性质和分子结构的变化情况,评价脱乙酰化多糖的促细胞增殖和基因表达能力。结果显示,随着脱乙酰化程度的增加,乙酰化多糖的水溶性和亲水性降低;完全脱酰化的多糖,构型和晶体结构发生改变,乙酰化多糖和完全脱酰化多糖分子具有不同的二聚体结构。乙酰化多糖的生物活性与脱乙酰化程度呈负相关,乙酰化多糖可诱导细胞增殖、VEGF 和 I 型胶原蛋白表达;而完全脱酰化的多糖则没有活性。可见,乙酰基存在对芦荟乙酰化多糖的分子结构、物理性质和生物活性具有重要作用。综上,多糖是库拉索芦荟中的主要功能成分之一,且其乙酰化程度与活性呈正相关性。QB/T 2489《食品原料用芦荟制品》已将多糖和 O-乙酰基(可间接反映多糖的乙酰化程度和含量)列为食品用芦荟原料的重要指标。
2、库拉索芦荟增强免疫力功能研究
2.1 国内研究
陈浩等按照《保健食品功能学评价程序和检验方法》,20 ml/kg 库拉索芦荟汁灌胃给予小鼠 15 d,可增强小鼠足趾肿胀度和溶血空斑数,说明芦荟具有增强细胞和体液免疫作用。吴广枫等[10]报道,库拉索芦荟多糖按 3 mg/kg 和 6 mg/kg 灌胃给予小鼠 10 d,能显著增加试验小鼠的脾脏和胸腺指数、提高血清碳粒廓清速率,显著增加足趾肿胀度、提高血清溶血素水平。王莉等亦报道,库拉索芦荟多糖提取物 2.5mg/kg、5.0mg/kg灌胃给予小鼠 7 d,可增加小鼠免疫器官脾脏、胸腺指数,增加小鼠腹腔巨噬细胞吞噬百分率和吞噬指数,具有增强免疫力的作用。颜燕等报道,库拉索芦荟凝胶浆给予经口灌胃小鼠 30 d 后,34.2 ml/kg 剂量组小鼠的足趾肿胀明显增高,5.7 ml/kg、11.4 ml/kg 和 34.2 ml/kg 组的抗体生成细胞数明显增高,11.4 ml/kg、34.2 ml/kg 组腹腔巨噬细胞吞噬百分率和吞噬指数明显高于对照组,11.4 ml/kg、34.2 ml/kg 组 NK 细胞活明显增高,11.4 ml/kg 组胸腺/体重比值明显增高,说明芦荟凝胶浆能增强小鼠的细胞免疫功能、体液免疫功能、单核一巨噬细胞功能和NK 细胞活性。
姜梅等研究芦荟凝胶原汁对小鼠免疫功能的影响,芦荟凝胶原汁以 1 ml/只剂量饲喂小鼠 10 天,测定各组小鼠的脾脏和胸腺重量、巨噬细胞吞噬功能及淋巴细胞数量与功能。与对照组相比,芦荟凝胶原汁使小鼠免疫器官脾脏、胸腺重量有不同程度的增加;小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬百分数从 17.33%增长至 53.17%,吞噬指数从 0.28 增长至1.23;小鼠外周血液中的 T 淋巴细胞数量和功能也有显著增加。说明芦荟凝胶原汁对小鼠的机体免疫功能有一定的增强作用。贾绍华等研究库拉索芦荟多糖对 S180 小鼠红细胞促淋巴细胞、粒细胞免疫粘附肿瘤细胞能力的影响,将小鼠随机分 6 组:空白组、生理盐水组、黄芪多糖提取液 25 mg/kg组、库拉索芦荟多糖组 25、50、100 mg/kg 剂量组,每日腹腔给药 1 次,每次 0.2 ml,连续 7d,结果表明,库拉索芦荟多糖各剂量均可显著提高 S180 小鼠红细胞对淋巴细胞、粒细胞免疫粘附肿瘤细胞能力,从而通过调节机体的免疫功能来增强机体的抗肿瘤作用。还有许多动物功能试验研究都证实,芦荟多糖有增强免疫力的功能。中山大学蒋林等研究表明,芦荟中的乙酰化甘露聚糖能提高肉仔鸡的体液免疫功能。
2.2 国外研究
库拉索芦荟多糖的免疫调节作用已得到广泛研究和证实,而库拉索芦荟多糖分子中存在不同程度的乙酰化,乙酰化多糖在增强免疫力方面具有重要作用。Peng 等用高浓缩提纯的乙酰化多糖经腹腔注射于皮下植入小鼠肉瘤细胞 CFW 小鼠,约有 40%试验动物在肿瘤细胞移植期(移植 1.5×106 个细胞)存活下来,而对照组则在 20-46 天内全部死亡。研究数据显示,用乙酰化多糖对腹腔巨噬细胞进行体内治疗能刺激单核因子的巨噬细胞生成,包括白细胞介素-1 和肿瘤坏死因子。研究数据还进一步表明,乙酰化甘露聚糖治疗组的恶性毒瘤在肿瘤细胞植入时即通过免疫系统细胞被浸润,从而坏死和退化。该研究综合表明,乙酰化甘露聚糖能激发单核因子生成,导致小鼠免疫攻击发起,引起植入恶性毒瘤衰亡,体现免疫调节作用。国外也有多项研究表明库拉索芦荟中的乙酰化甘露聚糖具有免疫调节作用。
3、应用研究示例
我司注重库拉索芦荟制品在增强免疫力方面的研发,先后开展过多个以库拉索芦荟为核心的配方功能试验(委托保健食品试验机构湖南省疾病预防控制中心开展)。现择取其中三个简要介绍如下。
3.1 配方一
基础配方:库拉索芦荟全叶脱色冻干粉、沙棘果粉、三七提取物;添加结晶果糖、三氯蔗糖、甜橙果粉、麦芽糊精等制成固体饮料;规格 7.5g/袋,推荐日食用量:成人7.5g/天。
试验结果:在本实验条件下,经口灌喂给予小鼠(按人体推荐剂量的 5 倍、10 倍、30 倍设低、中、高剂量组)。与对照组相比,中剂量和高剂量能显著提高小鼠迟发型变态反应能力、NK 细胞活性、抗体生成细胞数(P<0.05),高剂量组能显著提高小鼠半数溶血值(P<0.05),各剂量对小鼠体重增长、胸腺/体重比值、脾脏/体重比值、单核-巨噬细胞碳廓清能力、淋巴细胞转化能力及巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力均无显著影响(P>0.05)。提示该配方具有增强免疫力功能。
3.2 配方二
基础配方:库拉索芦荟凝胶汁、库拉索芦荟全叶脱色浓缩汁、黄芪提取物;制成软饮料,规格 225ml/瓶,推荐日食用量:成人 225ml/天。
试验结果:取样品进行冷冻干燥,得冷冻干燥粉,每 1g 冷冻干燥粉相当于饮料62.5ml。以人体推荐剂量的 5 倍、10 倍、30 倍设低、中、高剂量组,经口灌喂小鼠,试验时间 30 天。与对照组相比,中剂量和高剂量组能显著提高小鼠迟发型变态反应能力、抗体生成细胞数、NK 细胞活性(P<0.05),高剂量组能够显著提高小鼠半数溶血值、单核-巨噬细胞碳廓清能力(P<0.05),各剂量对小鼠体重增长、胸腺/体重比值、脾脏/体重比值、淋巴细胞转化能力及巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力均无显著影响(P>0.05)。提示本配方具有增强免疫力功能。
3.3 配方三
基础配方:库拉索芦荟全叶脱色冻干粉、山楂粉、红心火龙果粉、茶叶提取物、维生素 C、罗汉果甜苷等;制成固体饮料,规格为 8g/袋,推荐日食用量:成人 8g/天。
试验结果:以人体推荐剂量的 5 倍、10 倍、30 倍设低、中、高剂量组,经口灌喂小鼠,试验时间 30 天。与对照组相比,中剂量和高剂量组能显著提高小鼠迟发型变态反应能力、NK 细胞活性(P<0.05),高剂量组能够显著提高抗体生成细胞数、小鼠半数溶血值(P<0.05),各剂量对小鼠体重增长、胸腺/体重比值、脾脏/体重比值、淋巴细胞转化能力、单核-巨噬细胞碳廓清能力及巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力均无显著影响(P>0.05)。提示本配方具有增强免疫力功能。
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