壳聚糖及其衍生物清除羟自由基的能力

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摘要：目的研究壳聚糖及其衍生物壳寡糖、羧甲基壳聚糖（CM-chitosan）、N-乙酰氨基葡糖、氨基葡糖盐酸盐体外清除羟自由基的能力。方法采用邻二氮菲-Fe2 + 氧化法。结果在实验设置的浓度范围内，清除羟自由基的能力依次为壳寡糖＞壳聚糖＞N-乙酰氨基葡糖＞氨基葡糖盐酸盐＞羧甲基壳聚糖，清除能力均随浓度增加而增大。以0.32 mg/mL壳寡糖的清除率最大，达到97.81 %，相当于0.64 mmol/L抗坏血酸清除羟自由基的能力。结论本实验为开发壳聚糖及其衍生物作为抗氧化能力较强的食品和药品奠定了一定基础。

关键词：壳聚糖；衍生物；抗氧化性；羟自由基

中图分类号：R362文献标识码：A文章编号：1672-979X(2008)07-0023-02

Scavenging Hydroxyl Free Radical Activity of Chitosan and Its Derivatives

ZHANG Jing-han, JIN Li-ming, ZHANG Pan, XU Ying, ZHAO Hai-yang

(Life Science Institute,Dalian Nationalities University, Dalian 116600, China)

Abstract：Objective The antioxidative activities in vitro of chitosan, caboxymethyl-chitosan (CM-chitosan), oligo-chitosan, N-acetyl-glucosamine (NAG) and glucosamine hydrochloride (GlcNH2・HCl) were investigated. Methods Phenanthroline-Fe2+ method was used. Results The results showed that in the setting concentration range, the antioxidative activities increased with the elevation of concentration. The activity of scavenging hydroxyl free radical of chitosan and its derivatives was that oligo-chitosan ＞chitosan＞NAG＞GlcNH2・HCl＞CM-chitosan and the highest rate of hydroxyl free radical-scavenging of 0.32 mg/mL oligo-chitosan could be 97.81%, which was similar with the activity of 0.64 mmol/L vitamin C. Conclusion Our work provided the theory basis for further application of chitosan and its derivatives on food and drug.

Key words：chitosan; derivatives; antioxidative activity; hydroxyl free radical

自由基即带有未成对电子的原子或原子团。人体内的自由基主要有活性氧自由基（如O?2、・OH等）、活性氮自由基等。自由基通常活泼，能量高，不稳定，具有强烈的成对趋势，因此会损伤组织细胞。研究表明，人体衰老与疾病与自由基堆积或消除密切相关[1]。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物。壳聚糖分子中含有3种主要的活性官能团：氨基（C-2）、一级羟基（C-3）和二级羟基（C-6），这些基团的化学修饰产生大量的在不同领域具有应用价值的原材料[2]。目前研究证明，壳聚糖及其衍生物在细胞水平和动物整体水平上具有一定的抗氧化作用[3]，但是，壳聚糖的单糖衍生物―N―乙酰氨基葡糖和氨基葡糖盐酸盐化学水平抗氧化作用的研究报告尚不多见。

1材料

1.1供试品和试剂

壳聚糖（chitosan，相对分子质量15万左右，脱乙酰度>90 %）、氨基葡糖盐酸盐（GlcNH2・OHCl）、N-乙酰氨基葡糖（NAG）均购自莱州海力生物制品有限公司。壳寡糖（oligo-chitosan）、羧甲基壳聚糖（CM-chitosan）为实验室自制。无水乙醇、过氧化氢 、95%乙醇、氢氧化钾、氯乙酸、邻二氮菲、硫酸亚铁（FeSO4・7H2O）、抗坏血酸（维生素C）等均为国产分析纯试剂。

1.2仪器

Seven Easy 型pH计[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司] ；DHG-9053A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；UV-2100型分光光度计[尤尼柯（上海）仪器有限公司]。

2方法

采用邻二氮菲-Fe2＋氧化法检测壳聚糖及其衍生物清除羟自由基（・OH）的能力，并以维生素C做对照，比较5种样品的抗氧化能力[4]。

（1）在试管中依次加入0.2 mmol/L 磷酸盐缓冲液 2 mL、去离子水1 mL，摇匀；加入0.75 mmol/L FeSO4・7H2O 1 mL，充分混匀。加入0.01 % H2O2 1 mL，振荡1 min；加入0.75 mmol/L邻二氮菲无水乙醇溶液1 mL，37℃水浴60 min。用紫外分光光度计于536 nm波长处检测反应体系的吸光度值AP。

（2）以1 mL去离子水替代（1）中的1 mL H2O2，其余条件同（1），测其吸光度值AB。

（3）分别以不同浓度壳聚糖及衍生物溶液1 mL替代（1）中的去离子水，测其吸光度值AS1。

（4）分别以不同浓度维生素C溶液1 mL替代（1）中的去离子水，测其吸光度值AS2。

（5）按下列公式计算测试物及阳性对照物对・OH的清除率（d）。

d=×100

（6）根据数据绘制样品浓度-清除率曲线。

3结果与讨论

由图1可见，壳聚糖及其衍生物清除・OH的能力依次为壳寡糖＞壳聚糖 ＞NAG＞GlcNH2・OCl＞羧甲基壳聚糖，并且5种样品清除・OH的能力都随着浓度增加而增加。其中0.32 mg/mL壳寡糖对・OH的清除率最大，达到97.81%，相当于0.64 mmol/L 维生素C清除・OH的能力。

Fenton反应是体内产生・OH的重要机制。・OH是造成组织脂质过氧化、蛋白质解聚、核酸断裂、多糖解聚的重要活性氧。・OH清除率是反映抗氧化剂抗氧化能力的重要指标[5]。因此，本实验结果可作为壳聚糖及其衍生物具有抗氧化作用的证据，为其抗氧化机制的进一步研究提供线索，为筛选抗氧化能力较强的食品和药物奠定了基础。

参考文献

[1]钟远声，李熙灿，谢学明，等. 荜茇清除DPPH自由基能力的研究[J]. 辽宁中医药大学学报，2007，9（1）：144-145.

[2]蒋挺大.甲壳素 [M]. 北京：化学工业出版社，2003：128-142.

[3]郝苗，金黎明，杨艳. 壳寡糖对四氯化碳诱导的肝损伤的保护作用[J]. 食品与药品，2007，9（05A）：14-16.

[4]范冠宇，谢虹，吴志刚.水溶性几丁聚糖对羟自由基的清除作用[J].中国公共卫生，2006，22（6）：676-677.

[5]金鸣，蔡亚欣，李金荣，等.邻二氮菲－Fe2+氧化法检测H2O2/ Fe2+产生的羟自由基[J]. 生物化学与生物物理进展，1996，23（6）：553-555.

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”