低共熔溶剂提取淮山多糖及其结构、生物活性研究

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热水浸提法是淮山多糖提取中最常用的方法,但长时间的高温浸提会导致多糖降解、得率降低以及资源的浪费,而且,热水浸提会使淮山中的淀粉发生糊化,使多糖提取和纯化难度增加。低共熔溶剂是一种新型、绿色、可降解的提取溶剂,已成功用于多酚类、生物碱类、卡拉胶等生物活性物质的提取,但用于多糖提取的相关报道较少。本论文采用低共熔溶剂提取了淮山多糖,利用α-淀粉酶、普鲁兰酶和糖化酶对淀粉的专一水解性除去了淮山淀粉,通过分离、纯化,对淮山多糖抗氧化、抑制α-淀粉酶、抗糖基化等生物活性及乳化活性、乳化稳定性、静态流变学性质等理化特性进行了测定,并采用高效凝胶渗透液相色谱、GC-MS、傅里叶红外光谱、核磁共振等对淮山多糖基本结构进行了研究,主要研究结果如下:(1)得出了优化的低共熔溶剂提取淮山多糖工艺参数。从氯化胆碱-1,4-丁二醇、氯化胆碱-尿素、氯化胆碱-葡萄糖、氯化胆碱-柠檬酸、氯化胆碱-乳酸5种类型低共熔溶剂中,筛选确定了氯化胆碱-尿素低共熔溶剂体系作为淮山多糖萃取剂,考察了尿素与氯化胆碱摩尔比、水分含量、液料比、提取温度和提取时间对淮山多糖得率的影响,并利用响应面分析法对提取条件进行了优化,得到最佳提取工艺参数为:尿素与氯化胆碱摩尔比4.92:1、水分含量20.19%、提取温度90.5℃、提取时间41 min,在此条件下,淮山粗多糖得率为11.333±0.137%,是热水浸提法的5.11倍。采用低共熔溶剂和热水浸提法分别得到了淮山粗多糖DYP和WYP。(2)利用低共熔溶剂提取法和分级醇沉法获得了淮山多糖DYP60和DYP80,比较了DYP60、DYP80、DYP和热水提取法所得多糖WYP的纯度和生物活性。WYP的纯度显著低于DYP60、DYP80和DYP。ABTS、DPPH、FRAP和ORAC 4种抗氧化方法测定结果显示,WYP综合抗氧化能力高于DYP60、DYP80和DYP,其中抗氧化活性最差的是DYP60。4种淮山多糖中DYP80和DYP对α-淀粉酶和晚期糖基化终末产物AGEs生成的抑制能力均始终高于WYP。研究表明,与热水浸提法相比,氯化胆碱-尿素低共熔溶剂对淮山多糖抗氧化活性有一定破坏作用,对多糖抑制α-淀粉酶和抗糖基化能力有一定增强作用。(3)比较了4种淮山多糖的乳化活性、乳化稳定性、静态流变学特性及基本结构。当质量浓度大于8.0 mg/m L时,低共熔溶剂提取得到的3种淮山多糖的乳化活性和乳化稳定性均高于WYP。DYP60、DYP80、DYP和WYP表观粘度随剪切速率的增加而降低,均表现为典型的非牛顿流体性质。4种多糖的表观粘度都表现出明显的浓度依赖性,当浓度为100 mg/m L时,DYP60和DYP的表观粘度高于热水浸提法所得多糖WYP。p H和Na+对4种淮山多糖表观粘度的影响存在一定差异,其中DYP的酸碱稳定性最好,其次是WYP。Na+对DYP60的表观粘度有增强作用,对DYP80和DYP有减弱作用,而对热水浸提法所得淮山多糖WYP基本没有影响。FTIR结果表明,4种多糖均有多糖的特征吸收峰,且结构中都含有α-单糖残基。(4)采用凝胶柱层析法对淮山多糖DYP60和DYP80进行纯化,分别得到3种多糖组分(DYP60-A、DYP60-B、DYP60-C和DYP80-A、DYP80-B、DYP80-C)。DYP60-A、DYP60-B、DYP60-C、DYP80-A和DYP80-B为杂多糖,DYP80-C为均一多糖,DYP80-A的重均分子量最大,高达875304 Da。DYP60-A由2种单糖组成,即甘露糖和葡萄糖;DYP60-B由3种单糖组成,即甘露糖、葡萄糖和半乳糖;DYP60-C仅有葡萄糖组成;DYP80-A包含阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖3种单糖;DYP80-B仅含有甘露糖;DYP80-C仅含有葡萄糖。6种淮山多糖均由α或β-吡喃糖构成,且DYP60-C和DYP80-C的结构中可能含有苯环。1D-NMR图谱显示,DYP60含有α-构型和β-构型的吡喃糖,主链由2种单糖残基组成;DYP80仅由β-构型的甘露糖残基组成。
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