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金针菇(Flammulina velutipes)富含多糖、蛋白质、矿质元素、维生素等多种营养成分,具有免疫调节、抗疲劳、降胆固醇、抗肿瘤等生物活性。本课题利用Plackett-Burman designs(PB)和响应面分析(Response surface methodology,RSM)设计优化了金针菇多糖(F.velutipes polysaccharides,FPS)的提取条件,经硫酸酯化修饰后得到硫酸酯化FPS(Sulfated FPS,SFPS),分析了SFPS和FPS的结构及体外抗氧化能力,检测了SFPS在D-半乳糖(D-galactose,D-gal)诱导的衰老模型小鼠中抗衰老和器官保护作用。主要结果如下:(1)FPS提取条件优化。在提取温度86.77℃,提取时间2.30h和乙醇倍数3.40条件下,FPS的理论得率为3.69%。为操作方便,提取条件设定为提取温度为87℃,提取时间2.5h和乙醇倍数3倍,FPS的理论得率为3.64%,实际验证得率为3.55±0.12%。(2)SFPS和FPS的结构分析。高效凝胶渗透色谱(High performance gel permeation chromatography,HPGPC)显示,SFPS的重均分子量(Weight-average molecular weight,Mw)为2.81×103Da,FPS为6.96×106Da。高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)显示,SFPS含有甘露糖、核糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和岩藻糖,其质量分数分别为9.27%、4.47%、47.55%、29.98%、3.78%和4.93%。FPS含有甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、岩藻糖,其质量分数分别为13.95%、1.98%、0.97%、0.82%、0.22%、53.35%、20.08%、3.24%和5.39%。傅立叶红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy,FT-IR)显示,SFPS和FPS都具有典型的多糖特性,SFPS为β-型糖苷键连接的吡喃糖,FPS为α-型糖苷键连接的吡喃糖。另外SFPS在1241cm-1和804cm-1处的吸收峰分别是S=O和C-O-S拉伸振动引起的,而FPS无上述吸收峰,说明硫酸酯化修饰成功,且硫酸基取代度为0.38。(3)体外抗氧化能力。在1000mg/L浓度下,SFPS对羟基、超氧阴离子和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的清除能力分别达到63.43±2.25%、68.58±2.42%和56.82±2.21%,分别比FPS高22.59%、60.68%和45.99%,SFPS的还原能力达到0.60±0.02,比FPS高106.90%。(4)SFPS的抗衰老和器官保护作用。结果表明,高剂量SFPS组小鼠的抗衰老效果最好,能显著增加小鼠肝组织中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性和总抗氧化(Total antioxidant capability,T-AOC)能力,降低丙二醛(Malondiadehyde,MDA)和脂质过氧化物(Lipid peroxidase,LPO)含量。SFPS可以降低血清中肾脏指标—肌酐(Creatinine,CRE)、尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)和尿酸(Uric acid,UA)含量,并显著抑制谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)和谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)活性。同时,SFPS能改善脂蛋白代谢异常,显著抑制血清高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平的降低和低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平的升高。另外SFPS还可明显增加脑海马中一氧化氮合酶(Nitric oxide synthase,NOS)活性,抑制乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,Ach E)活性。以上试验结果表明SFPS具有一定的抗氧化和抗衰老活性,能减轻衰老小鼠的氧化应激损伤。同时小鼠的肝脏、肾脏和脑组织病理学观察进一步验证了该作用,说明SFPS具有器官保护的功效,为天然功能性物质研发和利用提供参考。