一种坛紫菜多糖降解物及其制备方法与应用

本发明属于生物化学，具体涉及一种坛紫菜多糖降解物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在经济高速发展的现代社会中，高糖、高盐、高脂食物的过多摄入使得人们的肠道功能紊乱，进而引发了一系列肠道问题，严重威胁了人们的肠道健康。这些肠道炎症疾病，也给患者本人带来了经济、生理和心理等方面的压力，严重影响个体生活质量。

2、肠道黏膜屏障是肠道环境维护中的重要一环，其结构的完整性与肠道疾病的产生和发展有紧密联系。大肠中黏液层分为内层和外层，内层黏液层附着在上皮细胞上，其孔径较小，细菌无法穿过；外层覆盖在内层之上，有更大的孔径，正常肠道菌群可以定植。因此当各种原因引起肠道炎症发生时，黏液层厚度会变薄；细胞与细胞之间的紧密连接蛋白被破坏，原本均匀连续的紧密连接蛋白(如occludin和zo-1)会变得杂乱无章甚至断裂，细胞之间的间隙将会加大，肠黏膜通透性增加，细菌穿过黏液层直接接触到肠道上皮细胞，进而引起炎症反应。完整的肠道黏膜屏障可以分泌包括粘蛋白在内的多种蛋白质，这些蛋白组成的黏液层作为屏障可以阻止肠腔内的细菌直接接触肠道上皮，对维持肠道环境稳态有及其重要的作用。

3、因此亟待一种副作用小、价格适宜，来源于天然产物，对肠道黏膜屏障有修复作用的，增加紧密连接蛋白表达的药物的开发。坛紫菜作为我国东南沿海一带的一种常见的可食用性红藻，目前已知坛紫菜中提取得到的活性物质具有包含抗肿瘤、抗氧化、免疫调节在内的多种生物活性，因此进一步了解坛紫菜相关生物活性，促进坛紫菜相关食品、医药加工产业发展，维护人体康等方面具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种坛紫菜多糖降解物及其制备方法与应用，旨在进一步提高坛紫多糖的生物活性，促进坛紫菜在肠道屏障修复药物中的应用。

2、为克服上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种坛紫菜多糖降解物。

3、具体地，一种坛紫菜多糖降解物，所述坛紫菜多糖降解物的化学式如式(1)所示：

4、

5、其中：n为8-20之间的整数。

6、本发明的坛紫菜多糖降解物的结构特征符合坛紫菜多糖结构，其主要结构由两部分组成，一部分是由β-d-吡喃半乳糖和4-连接的α-l-半乳糖-6-硫酸盐构成组成的结构单元一，另一个部分是由3-连接的β-d-吡喃半乳糖和4-连接的3,6-脱水-α-d-吡喃半乳糖组成的结构单元二，两个结构单元的组成比例为2：1，且n的取值为8-20，分子量远远小于坛紫菜多糖。因此，本发明的坛紫菜多糖降解物不仅具有坛紫菜多糖的基本功能，同时，由于分子量更小，相对于坛紫菜多糖具有更优异的生物活性。

7、优选的，式(1)中，n为10-15之间的整数。

8、本发明的第二方面提供了一种坛紫菜多糖降解物的制备方法。

9、具体地，一种坛紫菜多糖降解物的制备方法，所述制备方法用于制备本发明第一方面所述的坛紫菜多糖降解物，包括以下步骤：

10、(1)以坛紫菜为原料，经提取，得坛紫菜多糖；

11、(2)将步骤(1)制得的坛紫菜多糖溶解后，加入酸溶液进行反应，得坛紫菜多糖降解物溶液；

12、(3)向步骤(2)制得的坛紫菜多糖降解物溶液中加入乙醇醇沉，经静置后，离心，取沉淀，加水复溶，透析后冻干，得所述坛紫菜多糖降解物。

13、本发明先以坛紫菜为原料，先从中提取坛紫菜多糖；然后采用酸解的方法对坛紫菜多糖进行降解，制得坛紫菜多糖降解物溶液；再进行醇沉、静置、离心、复溶、透析和冻干等工艺，制得坛紫菜多糖降解物。经酸解后的坛紫菜多糖降解物仍具有坛紫菜多糖的典型结构，但降解后的坛紫菜多糖分子量更小，能够在组织形态学水平上缓解结肠炎小鼠的表征，降低肠道黏膜屏障的通透性，并提高紧密连接复合体蛋白的表达量，增加黏液层厚度，有利于进一步制备肠道黏膜屏障修复药物。

14、作为上述方案的进一步改进，步骤(2)中，所述反应的工艺条件为：温度为80-90℃，时间为2-3小时。

15、作为上述方案的进一步改进，步骤(2)中，所述坛紫菜多糖溶解后所得溶液的浓度为0.1-0.2g/ml，所述坛紫菜多糖采用水进行溶解。

16、作为上述方案的进一步改进，步骤(2)中，所述酸溶液为盐酸，所述盐酸的终浓度为0.05-0.15mol/l。

17、优选的，步骤(2)中，所述盐酸的终浓度为0.05-0.10mol/l。

18、作为上述方案的进一步改进，步骤(3)中，所述坛紫菜多糖降解物溶液与所述乙醇的体积比为1：2.5-4。

19、优选的，步骤(3)中，所述坛紫菜多糖降解物溶液与所述乙醇的体积比为1：3.5-4。

20、作为上述方案的进一步改进，步骤(3)中，所述静置的温度为4-8℃，所述静置的时间为12-24小时，所述离心的转速为4000-8000rpm，所述离心的时间为5-15分钟。

21、作为上述方案的进一步改进，步骤(1)中，所述坛紫菜多糖的制备步骤为：

22、(11)取坛紫菜，加入展开剂，经振荡离心后，取沉淀烘干，得沉淀物；

23、(12)向步骤(11)获得的沉淀物中加入水，经反应后离心，取上清液，得坛紫菜多糖溶液；

24、(13)向步骤(12)获得的坛紫菜多糖溶液中加入乙醇醇沉，经静置后，离心，取沉淀，加水复溶，透析后冻干，得所述坛紫菜多糖。

25、本发明以新鲜坛紫菜为原料，采用水提的方法，先经烘干、粉碎和脱色后，制得坛紫菜粉末；然后进行水提、醇沉、复溶、透析、冻干等工艺，制得坛紫菜多糖。该坛紫菜多糖的化学式如式(2)所示：

26、

27、其中：n为150-400之间的整数。即坛紫菜多糖与坛紫菜多糖降解物的结构单元相同，但分子量远大于坛紫菜多糖降解物。

28、作为上述方案的进一步改进，步骤(11)中，所述展开剂按重量份计，包括甲醇4-5份、二氯甲烷2-3份和水1-2份；所述坛紫菜粉末和展开剂的质量体积比为1：(10-20)g/ml。

29、优选的，所述坛紫菜粉末和展开剂的质量体积比为1：(10-15)g/ml。

30、作为上述方案的进一步改进，步骤(12)中，所述沉淀物与所述水的质量体积比为1：(20-40)g/ml；所述反应的工艺条件为：温度为90-100℃，时间为2-4小时；

31、优选的，所述坛紫菜粉末和展开剂的质量体积比为1：(30-40)g/ml。

32、作为上述方案的进一步改进，所述坛紫菜多糖溶液与所述乙醇的体积比为1：2.5-4。

33、优选的，所述坛紫菜多糖溶液与所述乙醇的体积比为1：3.5-4。

34、本发明的第三方面提供了一种坛紫菜多糖降解物的应用。

35、具体地，本发明第一方面所述的坛紫菜多糖降解物在制备肠道屏障修复药物中的应用。

36、作为上述方案的进一步改进，所述肠道屏障修复包括降低肠黏膜的透过性和提高肠道中紧密连接蛋白的表达量，所述紧密连接蛋白包括zo-1，occludin和claudin-1。

37、具体地，本发明利用硫酸葡聚糖(dss)诱导的结肠炎小鼠模型，进行了肠道黏液层透过性、肠道细胞胞间连接和肠道组织紧密连接蛋白表达量等测试，结果证明：坛紫菜多糖降解物能够降低肠黏膜的透过性，对肠道上皮细胞间的紧密连接结构有修复作用，还能够提高肠道组织中紧密连接蛋白zo-1，occludin和claudin-1的表达量。

38、本发明的上述技术方案相对于现有技术，至少具有如下技术效果或优点：

39、(1)本发明通过酸解坛紫菜多糖，并进行醇沉、静置、离心、复溶、透析和冻干等工艺，制得坛紫菜多糖降解物，经酸解后的坛紫菜多糖降解物具有坛紫菜多糖的典型结构，且分子量远远小于坛紫菜多糖。本发现利用硫酸葡聚糖酸钠(dss)诱导产生的结肠炎小鼠模型，进行肠道黏液层透过性、肠道细胞胞间连接和肠道组织紧密连接蛋白表达量等测试，结果证明：坛紫菜多糖降解物能够降低肠黏膜的透过性，对肠道上皮细胞间的紧密连接结构有修复作用，还能够提高肠道组织中紧密连接蛋白的表达量，增加黏液层厚度，有利于进一步制备肠道黏膜屏障修复药物。

40、(2)本发明为坛紫菜多糖降解物的生物活性研究提供了理论依据，有利于促进坛紫菜相关食品、医药加工产业的发展，为肠道疾病的临床治疗提供更多的理论依据。同时，本发明中目标产物的制备方法简单，不需要经过复杂的化学合成反应，且目标产物单一，得率较高，适用于产业化规模生产。