α-淀粉酶抑制剂的制备及检测α-淀粉酶抑制剂的制备及检测
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陕西西安 710049)
摘要：论述了国内外用天然植物和微生物制备具有降血糖作用的α-淀粉酶抑制剂的工艺过程，同时对α-淀粉酶抑制剂的检测方法进行了总结。
关键词：α-淀粉酶抑制剂；制备；检测
中图分类号：Q55文献标识码：B文章编号：1672-979X(2007)02-0034-03
Preparation and Determination of Alpha-amylase Inhibitor
JIA Guang-feng1, 2
(1. Department of Chemistry, Shaanxi Institute of Education, Xi’an, 710061, China;
2. School of Life Science and Technology, Xi’an Jiao Tong University, Xi’an 710049, China)
Abstract：The preparation process of alpha-amylase inhibitor from natural plant and microorganism which has hypoglycemic activity was detailedly discussed in this paper.And main test methods of this inhibitor were detailedly summarized.
Key words：alpha-amylase inhibitor; preparation; determination
α-淀粉酶抑制剂是一种糖苷水解酶抑制剂，能有效抑制肠道内唾液及胰淀粉酶的活性，阻碍食物中碳水化合物的水解和消化，减少糖分的摄取，降低血糖和血脂含量水平。人食用后不产生高血糖，从而胰岛素分泌减少，脂肪合成降低，体重减轻。目前在医药和农业上具有广泛的用途，临床医学上用于防治糖尿病、高血糖、高脂血等症。农业上α-淀粉酶抑制剂基因可作为抗虫基因，改良植物抗虫性，或者制成生物农药。但目前研究多集中在预防和治疗糖尿病等。
随着生活水平提高和平均寿命的延长，无论是发达国家或发展中国家，糖尿病的患病率都在逐年增加。据估计，目前全世界约有糖尿病患者1.2亿。据WHO最新数据预测，到2010年中国糖尿病患者将达到目前的4倍。防治糖尿病已是一个急迫的任务[1]。目前用于糖尿病治疗的常用药物有胰岛素注射剂、磺脲类及双胍类口服药物，α-淀粉酶抑制剂类药只见有拜糖平。临床试验发现，α-淀粉酶抑制剂类药物的副作用比前几种小，而且作用范围也较前几种广。对不能应用双胍类及磺脲类而又不能使用胰岛素的糖尿病患者，α-淀粉酶抑制剂是一种新型有效药物，可适用于各种类型糖尿病。
由于α-淀粉酶抑制剂在治疗糖尿病和减肥方面有突出的优点，目前生产和制备高纯度的α-淀粉酶抑制剂已成为各国科学家的研究热点。
1α-淀粉酶抑制剂的制备
目前，国内外对于α-淀粉酶抑制剂的研制大都经历以下程序：原料→粉碎→水浸→离心分离→上清液→盐析(沉淀再溶解)→加热灭酶→离心分离→上清液→透析→浓缩→干燥→成品
但是根据原料的不同，α-淀粉酶抑制剂的生产过程又存在着较大的差别，下面就从天然植物和微生物两个方面介绍α-淀粉酶抑制剂的加工工艺。
1.1天然植物α-淀粉酶抑制剂
含α-淀粉酶抑制物的天然植物一般都含有较高的淀粉。符合此特性的植物包括：小麦、大麦和小米[2]，荞麦、豆类、齿苋类、块茎类[3](红薯、芋头和山药根)等。
1.1.1麦类植物国内，张万山等[4]直接用小麦粉和水以1∶4的比例混合浸提，在5 000 r/min下离心分离出上清液，并经过硫酸铵盐析、水浴加热灭酶、离心分离和醋酸钠溶液透析制得粗品。随后又进行了Sephadex G-75和CM-cellulose柱层析，分别收集了第3峰和第4峰蛋白质，最终制得比活为921.7 U/mg的高纯度α-淀粉酶抑制剂。王转花等[5]研究了甜荞和苦荞2种荞麦的α-淀粉酶抑制剂。他们先用水浸泡荞麦3 h，又用丙酮脱脂，对于脱脂后的荞麦粉再用pH 6.8的磷酸盐缓冲液(含0.3 mol/L NaCl)水浴提取3 h，随后离心分离，上清液在磷酸盐缓冲液中透析，得到活性大于0.037 U/mg的α-淀粉酶抑制剂。
国外，Sugiyama等[6]利用染料配基亲和色谱纯化了硬质小麦和杜伦麦的α-淀粉酶抑制剂。经磷酸盐缓冲液和丙酮梯度洗脱所得α-淀粉酶抑制剂对胰淀粉酶的抑制选择性比唾液淀粉酶更强。Miyazaki等[7]提出了用弱酸、弱碱、水和醇溶液对小麦粉和蛋白粉进行处理，提取α-淀粉酶抑制剂的专利工艺。加工过程中，使用多聚糖对初提上清液进行沉淀，随后用金属离子除去多聚糖，并使用离子交换柱脱除金属离子，得到高抑制活性的α-淀粉酶抑制剂，此种抑制剂对胰岛素没有抑制活性。Franco等[8]将BR35小麦磨碎后，用固液比为1∶5的NaCl溶液提取小麦粉，并经高速离心、硫酸铵沉淀、反相高效液相洗脱层析以及冷冻干燥，最后得到α-淀粉酶抑制剂的成品。
1.1.2豆类植物据报道，菜豆中的α-淀粉酶抑制剂与其它种类相比具有高效价[9]，因其含有几种特殊类型的抑制剂(耐热 heat-stable 和不耐热heat-liable)[10]而倍受国内外研究者关注。Dayler等[11]利用酸性缓冲液从一种名为P. vulgaris的豆中提取出α-淀粉酶抑制剂，用DEAE-Cellulose和反相高效液相特殊设备，经梯度洗脱得到α-淀粉酶抑制剂的异构体α-AI。Yamada等[12]从宽叶菜豆中提取分离出2种α-淀粉酶抑制剂(α-AI-Pa1和α-AI-Pa2)。这2种抑制剂对哺乳动物、细菌和真菌的α-淀粉酶均无抑制作用，对害虫体内α-淀粉酶有抑制作用但表现不同的特异性 ......
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