CN105601759B - 一种乙酰化龙眼肉多糖及其在制药中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乙酰化龙眼肉多糖,由以下方法合成:将龙眼肉多糖溶于超纯水中,交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,搅拌反应后将反应液进行透析浓缩、醇沉和冷冻干燥后即得。本发明还涉及乙酰化龙眼肉多糖在制药中的应用,尤其在制备抗氧化或免疫调节药物制剂中的应用,包括在制备清除自由基药物制剂、抑制脂质过氧化药物制剂、抑制红细胞溶血药物制剂、提高T细胞免疫水平药物制剂、提高体液免疫水平药物制剂以及增强非特异性免疫功能药物制剂中的应用。本发明将人工合成的乙酰化龙眼肉多糖用于小鼠体外抗氧化和体内免疫活性实验,获得乙酰化龙眼肉多糖抗氧化作用及免疫调节作用的实验结果,为乙酰化龙眼肉多糖在药物制剂中的应用提供科学依据。

Description

一种乙酰化龙眼肉多糖及其在制药中的应用
技术领域
本发明涉及一种乙酰化龙眼肉多糖及其在制药中的应用。
背景技术
现代社会环境质量问题和生态生活问题日益突出,如何增强人体自身免疫功能成为研究领域的热点,多糖类化合物是生物体内除蛋白质和核酸外又一类重要的生物大分子,已被证实具有调节免疫、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂、抗氧化等生物活性,尤其是能够增强机体的免疫功能而对正常细胞没有毒副作用,受到国内外医药界的广泛重视。多糖生物活性的发挥与其结构有关,通过利用糖链上的羧基、羟基、氨基等基团进行化学方法修饰引入其他基团,能够提高多糖的活性甚至增加新的活性。常用的多糖结构修饰的方法有硫酸化、羧甲基化、烷基化、部分水解、硒化、乙酰化、氧化、磷酸酯化、双基团衍生化等。乙酰化分子修饰是糖类物质的一种常用的分子修饰方法,主要是修饰多糖分子的支链。修饰后的多糖溶解度可以得到较大的改善,其主要原因是乙酰基能使多糖支链得到伸展而发生变化,导致多糖羟基暴露在外,从而增加在水中的溶解度。一般来讲,修饰后带有乙酰基的多糖溶解度增加有利于其活性的发挥。例如:斜顶菌多糖经乙酰化修饰后,抑肿瘤活性较修饰前有所提高;乙酰化修饰后的壳聚糖表现出明显的抗肿瘤活性;茶多糖经乙酰化修饰可以显著改变茶多糖APTT凝血指标,导致其抗凝血活性显著增强。因此非常有必要对多糖进行乙酰化修饰,探寻乙酰基团取代位点、构效关系以及相关的生物活性,为设计多糖类乙酰化衍生物提供参考依据。
发明内容
本发明的目的是提供乙酰化龙眼肉多糖的合成方法,获得乙酰化龙眼肉多糖抗氧化作用和体内调节免疫作用的结果。
本发明通过以下技术方案达到上述目的:
一种乙酰化龙眼肉多糖,由以下方法合成:将龙眼肉多糖溶于超纯水中,交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,搅拌反应并使反应体系的pH始终保持在8.0~10.0范围内,反应后将反应液进行透析浓缩、醇沉和冷冻干燥后即得乙酰化龙眼肉多糖。
所述的乙酰化龙眼肉多糖的合成方法具体为:将龙眼肉多糖溶于超纯水中,调节溶液pH范围为8.0~10.0,在42℃条件下交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,并使反应体系的pH始终保持在8.0~10.0范围内,直至乙酸酐加完,搅拌反应30min后用盐酸溶液调至中性,将反应液置于截留分子量为3500的透析袋中透析48h,透析液经浓缩,醇沉和冷冻干燥后即得乙酰化龙眼肉多糖。
本发明还要求保护乙酰化龙眼肉多糖在制药中的应用。
所述的乙酰化龙眼肉多糖在制药中的应用包括以下7个方面:
(1)乙酰化龙眼肉多糖在制备抗氧化或免疫调节制剂中的应用。
(2)乙酰化龙眼肉多糖在制备清除自由基制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为2~12mg/ml。
(3)乙酰化龙眼肉多糖在制备抗脂质过氧化制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为0.25~4.00g/L。
(4)乙酰化龙眼肉多糖在制备抑制红细胞溶血制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为28.60~457.1μg/m。
(5)乙酰化龙眼肉多糖在制备提高T淋巴细胞免疫水平制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为20~160mg/kg。
(6)乙酰化龙眼肉多糖在制备增强体液免疫功能制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为40~160mg/kg。
(7)乙酰化龙眼肉多糖在制备增强非特异性免疫功能制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖有效浓度为40~160mg/kg。
本发明的有益效果在于:
将人工合成的乙酰化龙眼肉多糖用于体外抗氧化和体内免疫活性实验,获得乙酰化龙眼肉多糖抗氧化作用及免疫调节作用的实验结果,为乙酰化龙眼肉多糖在制药中的应用提供参考依据。
附图说明
图1为实施例所述的龙眼肉多糖乙酰化修饰前后红外光谱分析结果示意图。其中A线代表龙眼肉多糖A,B线代表乙酰化龙眼肉多糖A。
图2为实施例所述的羟基自由基清除实验结果示意图。
图3为实施例所述的龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠脾脏指数的影响结果示意图。(其中,n=10,*p<0.05或**p<0.01vs环磷酰胺组)
图4为实施例所述的龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠迟发型变态反应的影响结果示意图。(其中,n=10,*p<0.05或**p<0.01vs环磷酰胺组)
图5为实施例所述的龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠血清中溶血素(HC50)的影响结果示意图。(其中,n=10,*p<0.05或**p<0.01vs环磷酰胺组)
图6为实施例所述的龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠脾脏中LZM的影响结果示意图。(其中,n=10,*p<0.05或**p<0.01vs环磷酰胺组)
图7为实施例所述的龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠血清中LZM的影响结果示意图。(其中,n=10,*p<0.05或**p<0.01vs环磷酰胺组)
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
1、龙眼肉多糖A的制备
龙眼干果剥壳去核后,称取1.5kg龙眼肉于4倍量水中,控制水浴温度为90℃,每次提取4h,提取次数3次。滤液浓缩后醇沉,干燥得龙眼肉粗多糖。龙眼肉粗多糖经脱蛋白、脱色处理后得到龙眼肉精制多糖。DEAE-纤维素柱(2.5cm×80cm)分级纯化龙眼肉精制多糖,依次用水,0.125mol/L NaCl,0.30mol/L NaOH溶液进行洗脱,选取NaCl流分,用SephacrylS-300HR柱(2.0cm×40cm)作进一步纯化,用水洗脱(4s/滴),收集最大富集峰浓缩后冷冻干燥,即得龙眼肉多糖A。
2、龙眼肉多糖A乙酰化修饰
准确称取龙眼肉多糖A样品0.2500g置于三角锥瓶中,加入10ml超纯水,超声助溶。用氢氧化钠调节溶液pH至9.0。在42℃条件下交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,使反应体系的pH始终保持在8.0~10.0范围内,直至乙酸酐加完,搅拌反应30min后用盐酸溶液调至中性,将反应液置于截留分子量为3500的透析袋中透析48h,透析液经浓缩,醇沉和冷冻干燥后即得乙酰化龙眼肉多糖A。
3、龙眼肉多糖乙酰化前后红外光谱分析
在干燥灯下,分别精密称取1mg龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A样品,加入100mg KBr于玛瑙研钵轻轻研磨均匀,经压片机压成透明薄片,在4000-400cm-1下扫描,扣除空气空白背景后得到龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A的红外扫描图谱。
由图1可知,3430cm-1处的宽吸收峰表示O-H的伸缩振动,2927cm-1处的弱吸收表示C-H的特征峰。龙眼肉多糖A经乙酰化修饰后出现了两个特征吸收峰:1740cm-1左右出现的峰,推断为乙酰酯基C=O的伸缩振动峰;1245cm-1左右出现的弱峰,推断为酯基的C-O伸缩振动峰。以上结果证实乙酰基团的存在。此外,两图的红外吸收光谱非常接近,这说明乙酰化修饰并未改变龙眼肉多糖的大体结构。
4、乙酰化龙眼肉多糖A分子量的测定
SephadexG-100凝胶柱填装完毕后,平衡24h,待柱平衡后,依次精确称取T系列标准葡聚糖(T-500、T-70、T-40、T-10)和乙酰化龙眼肉多糖A,用1ml 0.1mol/L NaCl溶解后,分别上样,以0.1mol/L NaCl溶液为洗脱液,过SephadexG-100凝胶柱,以6.8s/滴的速度每6ml收集一管,用浓硫酸-苯酚法测定吸光值A。计算T系列标准葡聚糖及乙酰化龙眼肉多糖A经过凝胶柱的洗脱体积(V1,上样开始到出现最大峰所流出的体积),最后精确称取蓝色葡聚糖5.00mg用0.1mol/L NaCl溶解后上柱求得柱的外水体积(V0,柱床内存在于凝胶外面的水相体积)。最后以V1/V0为纵坐标,lgM(M为标准T系列葡聚糖的分子量)为横坐标绘制标准曲线。
实验得出分子量标准方程为:y=-2.7685x+16.334,R2=0.9947。通过标准方程计算出乙酰化龙眼肉多糖的分子量为:1.29×105Da。
5、乙酰化龙眼肉多糖A取代度的测定
方法
(1)标准曲线的制备
准确称取β-D-五乙酰葡萄糖标准品0.2500g置于50ml容量瓶中,蒸馏水定容。标准溶液中乙酰基质量浓度为2.760mg/ml。准确吸取标准品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9ml,分别置于50ml容量瓶中,准确加入0.1mol/L新配的盐酸羟胺溶液5ml,加入1mol/L氢氧化钠溶液5ml,静置30min后,加入2mol/L盐酸溶液中和过量碱,再静置30min,加入0.37mol/L三氯化铁显色剂10ml,用水定容,静置20min,于波长500nm下测定吸光度值。以吸光度值为横坐标,乙酰基质量浓度为纵坐标,绘制乙酰基质量浓度标准曲线。
(2)多糖样品乙酰化取代度的测定
配制乙酰化前和乙酰化后龙眼肉多糖A样品溶液,精确吸取样品溶液,按5(1)项中的方法,在波长500nm处测定龙眼肉多糖A乙酰化前吸光值A1和龙眼肉多糖A乙酰化后吸光值A2。根据标准曲线得到样品中乙酰化龙眼肉多糖的乙酰基的百分含量ω,计算乙酰化龙眼肉多糖的取代度。
乙酰基百分含量ω%=M1/M0×100%
M1:根据标准曲线计算出来的乙酰化龙眼肉多糖中乙酰基的质量(mg);
M0:乙酰化龙眼肉多糖的质量(mg)
取代度(DS)=162×ω/[4300-(43-1)×ω]
ω:多糖中乙酰基的百分含量;
43:乙酰基相对分子质量;
1:氢原子的相对原子质量。
结果
经测定乙酰化龙眼肉多糖A的乙酰化取代度为0.443。
6、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对羟基自由基清除能力的测定
方法
移取不同浓度的供试液1ml,依次加入1ml 9mmol/L FeSO4溶液,1ml 9mmol/L水杨酸乙醇溶液,6ml蒸馏水,摇匀。以等体积的蒸馏水代替样品溶液作空白对照(A0),以蒸馏水代替水杨酸测得吸光度(Ac)。最后加入1ml 8.82mmol/L H2O2溶液启动反应,37℃恒温水浴1h,在510nm处测定吸光值(Ax)。实验结果用清除率E表示:
E=[1-(Ax-Ac)/A0]×100%
结果
如图2所示,在所选浓度范围内,乙酰化前后的龙眼肉多糖A均有清除羟基自由基的能力,且随浓度的增加,效果不断的增强。即清除率与多糖用量呈一定量效关系。相同质量浓度下,乙酰化后的龙眼肉多糖A的清除能力高于未修饰的龙眼肉多糖A。当质量浓度为12g/L时,乙酰化龙眼肉多糖A对羟基自由基的清除率为83.5%,比龙眼肉多糖A提升了31.6%。说明乙酰化龙眼肉多糖A能提供更多电子或质子与羟基自由基配对,从而消除羟基自由基。
7、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化的影响。
方法
昆明种小鼠(25~30g,雌雄各半)断颈处死,迅速取肝脏,置冰冷生理盐水中洗净表面残血,去除胆囊,用滤纸吸干水分,称重。以4℃生理盐水在冰浴条件下制成10%小鼠肝组织匀浆,4℃4000r/min离心15min,取上清液供实验用。取10%肝匀浆1.0ml于试管中,加入不同浓度供试液1.0ml混匀,于37℃水浴温孵1.5h后,加入10%三氯乙酸2ml,0.67%硫代巴比妥酸2ml混匀,沸水浴中反应15min后取出,流水冷却,4000r/min离心15min,取上清液,以生理盐水调零点,并在532nm处测定吸光度(Ax)。模型对照组(A0)用生理盐水1ml代替供试液,样本对照组(Ac)用生理盐水1ml代替10%肝匀浆。每个浓度组平行测定5份。测定结果以脂质过氧化抑制率(I)表示,抑制率I和IC50(达到50%抑制率所需药物浓度)的计算方法如下:
I=[A0-(Ax-Ac)]/A0×100%
以I为纵坐标,多糖或维生素C对数浓度为横坐标作图,建立回归方程,计算IC50
结果
表1 龙眼肉多糖A乙酰化前后对小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化的影响(n=5)
本实验结果显示,龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A均可抑制小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化反应,且随添加剂量的增加,抑制效果较好。与龙眼肉多糖A相比,乙酰化龙眼肉多糖A抑制脂质过氧化效应更强,但两者均弱于维生素C。
8、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对H2O2诱导的红细胞溶血的影响
方法
(1)红细胞的制备:昆明小鼠(20±2g)眼球取血,用肝素钠抗凝,1500r/min离心10min,弃掉上清液得到淡黄色红细胞,用冰冷生理盐水清洗3次,1500r/min离心5min,制成0.5%(V/V)的红细胞溶液,在4℃下保存,48h以内使用。
(2)测定方法:取1ml红细胞悬液,加入不同浓度的供试液1ml,再加入0.2ml50mmol/L H2O2,在37℃下水浴温孵1h后,加5ml生理盐水稀释,3000r/min离心10min,取上清液,以生理盐水为空白,在415nm波长处测定吸光度(Ax)。模型对照组(A0)用生理盐水1ml代替供试液,样本对照组(Ac)用生理盐水1ml代替0.5%红细胞悬浮液。每个浓度组平行测定5份。测定结果以溶血抑制率(I)表示,I和IC50的计算方法如下:
I=[A0-(Ax-Ac)]/A0×100%
以I为纵坐标,多糖或维生素C对数浓度为横坐标作图,建立回归方程,计算IC50
结果
表2 龙眼肉多糖A乙酰化前后对H2O2诱导的红细胞溶血的影响(n=5)
本实验结果显示,在一定检测范围内,随着样品浓度的增加,溶血抑制率逐渐加强,表明多糖或维生素C抑制H2O2诱导红细胞溶血的能力与其浓度呈现一定的剂量效应。龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A的IC50分别为620.82和380.11μg/ml,后者抑制H2O2诱导红细胞溶血的能力更出色。
9、环磷酰胺致免疫低下小鼠模型的建立
将小鼠适应性饲养24h后,按体重随机分组,每组10只,雌雄各半,除空白组腹腔注射生理盐水外,环磷酰胺抑制组和其余各实验组小鼠每隔三天腹腔注射环磷酰胺一次,20mg/kg,容量10ml/kg。实验组分为龙眼肉多糖A组(分为160mg/ml剂量组、80mg/kg剂量组、40mg/kg剂量组和20mg/kg剂量组)、乙酰化龙眼肉多糖A组(分为160mg/ml剂量组、80mg/kg剂量组、40mg/kg剂量组和20mg/kg剂量组)以及香菇多糖组(40mg/kg)。各实验组均采取灌胃给药,空白组给予等量的生理盐水,给药容量为10ml/kg,每天给药一次,实验时程为21天。
10、脾脏指数测定:
方法
末次给药后24h,将小鼠脱颈椎处死后解剖小鼠并摘取脾脏,用生理盐水洗去血渍,用滤纸吸去表面水分后称重,脾脏称重后立即置于冰上,待后期处理。按以下公式计算脾脏指数:
脾脏指数(mg/g)=W1/W0
其中:W1为小鼠体重(g),W0为脾脏重量(mg)。
结果
从图3可以看出,与正常对照组相比,环磷酰胺模型组脾指数显著降低(p<0.05),说明环磷酰胺免疫抑制模型建模成功。与环磷酰胺模型组比较,阳性药物香菇多糖和不同剂量的龙眼肉多糖A以及乙酰化龙眼肉多糖A均能显著的提高免疫抑制小鼠的脾脏指数且呈现剂量依赖效应(p<0.05或p<0.01)。说明龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A能够使环磷酰胺诱导产生的脾脏指数下降得以恢复,在一定程度上提高机体免疫力。
11、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠迟发型超敏反应(DTH)的影响
方法
在给药的第16天,小鼠腹部剪去小块毛发,面积约3cm×3cm,将小鼠腹部朝上平放,用移液枪吸取30μl 1%二硝基氟苯(DNFB)分两次缓慢滴加至去毛部位,待药物被腹部皮肤吸收后,将小鼠放回鼠笼。在给药后第20天晚上,用1%二硝基氟苯20μl均匀涂擦小鼠右耳两侧,左耳不擦作为对照。末次给药后24h,将小鼠脱颈椎处死后,用打孔器将左右耳片分别打孔(直径6mm),取圆形耳片称重,计算耳肿胀度。
耳肿胀度(%)=(W1-W0)/W0×100%
其中:W0为左耳重量,W1为右耳重量。
结果
从图4中可以看出,环磷酰胺模型组与正常对照组相比,耳肿胀度显著减少(p<0.05),说明环磷酰胺免疫抑制模型建模成功。而阳性香菇多糖组(40mg/kg)、龙眼肉多糖A组(40~160mg/kg)和乙酰化龙眼肉多糖A组(20~160mg/kg)均显著地提高DTH的耳肿胀度(p<0.05或p<0.01),且这种变化呈现剂量依赖关系。从而表明龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A能提高免疫抑制小鼠的T淋巴细胞免疫水平。
12、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠血清溶血素(HC50)的影响
方法
各组小鼠于给药第15天,腹腔注射2%绵羊红细胞(SRBC,Sheep Red Blood Cell)0.2ml致敏。最后一次腹腔注射后停食不停水。末次给药24h后摘取眼球取血。血样室温静置2h,3000r/min离心10min制备血清。取上清液50μl,随后加入含2%SRBC和10%豚鼠血清各250μl的试管中,混匀,为待测样品;以生理盐水为空白样。置37℃恒温水浴中温育30min,移至冰上终止反应,1500r/min离心5min,取上清液250μl,用酶标仪于540nm波长处测定待测样品光密度(OD)值。
样品HC50=(样品的OD540值-空白样品的OD540)/SRBC半数溶血时的OD540
结果
由图5可以看出,与正常对照组相比,环磷酰胺组小鼠血清中溶血素(HC50)显著降低(p<0.05),说明环磷酰胺免疫抑制模型建模成功。阳性香菇多糖组(40mg/kg)、龙眼肉多糖A组(80~160mg/kg)和乙酰化龙眼肉多糖A组(40~160mg/kg)均显著地提高免疫抑制小鼠体内溶血素水平(p<0.05或p<0.01),且这种变化呈现剂量依赖关系。以上结果说明龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A在一定浓度范围内能有效增强免疫抑制小鼠的体液免疫功能。
13、龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A对小鼠脾脏和血清中溶菌酶(LZM)的影响
方法
小鼠脾脏取下后用生理盐水制备10%组织匀浆,5000r/min离心取上清,分装后-20℃冰箱冷冻保存备用。用商品化试剂盒测定脾脏组织和血清中LZM含量,具体操作按说明书进行。
结果
从图6和图7中可以看出,与正常对照组相比,环磷酰胺组脾脏和血清中的溶菌酶含量显著降低(p<0.01),表明环磷酰胺免疫抑制模型建模成功。阳性香菇多糖组(40mg/kg)、龙眼肉多糖A组(40~160mg/kg)和乙酰化龙眼肉多糖A组(40~160mg/kg)均显著地提高免疫抑制小鼠脾脏和血清中LZM水平(p<0.05或p<0.01),且这种变化呈现剂量依赖关系。以上结果说明龙眼肉多糖A和乙酰化龙眼肉多糖A在一定浓度范围内能有效增强免疫抑制小鼠的非特异性免疫功能。

Claims (9)

1.一种乙酰化龙眼肉多糖,其特征在于,所述的乙酰化龙眼肉多糖由以下方法合成:将龙眼肉多糖溶于超纯水中,交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,搅拌反应并使反应体系的pH始终保持在8.0~10.0范围内,反应后将反应液进行透析浓缩、醇沉和冷冻干燥后即得乙酰化龙眼肉多糖;
所述的乙酰化龙眼肉多糖的合成方法具体为:将龙眼肉多糖溶于超纯水中,调节溶液pH范围为8.0~10.0,在42℃条件下交替加入氢氧化钠溶液和乙酸酐,并使反应体系的pH始终保持在8.0~10.0范围内,直至乙酸酐加完,搅拌反应30min后用盐酸溶液调至中性,将反应液置于截留分子量为3500的透析袋中透析48h,透析液经浓缩,醇沉和冷冻干燥后即得乙酰化龙眼肉多糖。
2.乙酰化龙眼肉多糖在制药中的应用。
3.乙酰化龙眼肉多糖在制备抗氧化制剂或免疫调节制剂的应用。
4.乙酰化龙眼肉多糖在制备清除自由基制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为2~12mg/ml。
5.乙酰化龙眼肉多糖在制备抗脂质过氧化制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为0.25~4.00g/L。
6.乙酰化龙眼肉多糖在制备抑制红细胞溶血制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为28.60~457.1μg/m。
7.乙酰化龙眼肉多糖在制备提高T淋巴细胞免疫水平制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为20~160mg/kg。
8.乙酰化龙眼肉多糖在制备增强体液免疫功能制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为40~160mg/kg。
9.乙酰化龙眼肉多糖在制备增强非特异性免疫功能制剂中的应用,乙酰化龙眼肉多糖的应用有效浓度为40~160mg/kg。
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