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绿穗苋(Amaranthus hybridus L.)是苋科(Amaranthus)苋属(Amaranthceae)一年生草本植物,是一种粮食,蔬菜,饲料兼用作物。本研究以绿穗苋地上部分为材料,以传统热水、微波法及超声波法三种方法对绿穗苋多糖进行提取,并采用RSM对提取进行优化,确定最佳工艺。对绿穗苋多糖进行纯化、理化性质研究及体外抗氧化活性分析,初步分析其理化性质与生物功能的相关性。该研究结果可以促进绿穗苋资源的有效利用,为绿穗苋多糖产品的开发利用提供理论依据。主要结果如下:
1、分别对传统热水浸提法(下文简称热水法)、微波辅助热水法(下文简称微波法)和超声波辅助热水法(下文简称超声波法)工艺进行响应面优化,通过水提醇沉法得到绿穗苋粗多糖。综合比较三种提取工艺,其最佳工艺为微波法。其条件为:提取时间47min,提取功率210W,料液比1∶31g/mL,绿穗苋多糖实际提取率为12.98%±0.13%。
2、通过化学成分分析可知三种方法提取的粗多糖在中性多糖、糖醛酸以及蛋白质含量上存在差异,但都含有较高含量的糖醛酸,说明绿穗苋多糖是一种酸性多糖;通过FT-IR得到三种方法所得粗多糖具有糖类特征基团,表明所提物为糖类物质,且三种方法所得粗多糖官能团间无差异;通过UVS分析可知三种粗多糖中含有蛋白质或核酸类物质;扫描电镜结果显示热水法所提粗多糖(AHP-H)和微波法所得粗多糖(AHP-M)表面结构致密,其中AHP-H表面光滑,AHP-M表面具有小突起,超声波法所提粗多糖(AHP-U)结构松散,凹凸不平,说明超声波对多糖表面结构具有严重破坏性,另外两种方法对所提粗多糖表面结构基本无破坏。
3、粗多糖体外抗氧化性研究结果表明,三种方法所提粗多糖均有体外抗氧化活性,其中AHP-H有最高活性。2mg/mL AHP-H溶液的DPPH自由基清除率为72.2%,·OH清除率为41.8%,·O2-清除率为68.3%,对Fe3+还原能力为1.16。每毫克AHP-H的T-AOC总抗氧化能力为4.2,与Vc的总抗氧化能力值4.5相近。
4、对三种方法所提粗多糖进行分离纯化共得到6种纯化多糖,其分别命名为AHP-H-1,AHP-H-2,AHP-M-1、AHP-M-2、AHP-U-1以及AHP-U-2。各纯化多糖中性多糖、糖醛酸含量存在较大差异;FT-IR结果表明,各纯化多糖间官能团无差异;UVS分析结果显示纯化多糖中蛋白质及核酸含量极少,表明通过纯化可很好去除粗多糖中的蛋白质与核酸类物质;GC-MS结果显示各样品间单糖含量存在明显差异,其中AHP-H-1含有最多种类(7种)单糖组分,AHP-M-1只含有三种单糖成分。
5、纯化多糖的体外抗氧化结果如下:高浓度NaC1洗脱所得多糖的体外抗氧化性更强,其中AHP-H-2较AHP-M-2、AHP-U-2效果更佳。2mg/mL AHP-H-2的DPPH自由基清除率为80%,·OH清除率约48.5%,·O2-清除率为85.3%,对Fe3+还原能力为0.92。每毫克AHP-H-2的T-AOC总抗氧化能力为6.5,较Vc的总抗氧化能力值4.5更强。
1、分别对传统热水浸提法(下文简称热水法)、微波辅助热水法(下文简称微波法)和超声波辅助热水法(下文简称超声波法)工艺进行响应面优化,通过水提醇沉法得到绿穗苋粗多糖。综合比较三种提取工艺,其最佳工艺为微波法。其条件为:提取时间47min,提取功率210W,料液比1∶31g/mL,绿穗苋多糖实际提取率为12.98%±0.13%。
2、通过化学成分分析可知三种方法提取的粗多糖在中性多糖、糖醛酸以及蛋白质含量上存在差异,但都含有较高含量的糖醛酸,说明绿穗苋多糖是一种酸性多糖;通过FT-IR得到三种方法所得粗多糖具有糖类特征基团,表明所提物为糖类物质,且三种方法所得粗多糖官能团间无差异;通过UVS分析可知三种粗多糖中含有蛋白质或核酸类物质;扫描电镜结果显示热水法所提粗多糖(AHP-H)和微波法所得粗多糖(AHP-M)表面结构致密,其中AHP-H表面光滑,AHP-M表面具有小突起,超声波法所提粗多糖(AHP-U)结构松散,凹凸不平,说明超声波对多糖表面结构具有严重破坏性,另外两种方法对所提粗多糖表面结构基本无破坏。
3、粗多糖体外抗氧化性研究结果表明,三种方法所提粗多糖均有体外抗氧化活性,其中AHP-H有最高活性。2mg/mL AHP-H溶液的DPPH自由基清除率为72.2%,·OH清除率为41.8%,·O2-清除率为68.3%,对Fe3+还原能力为1.16。每毫克AHP-H的T-AOC总抗氧化能力为4.2,与Vc的总抗氧化能力值4.5相近。
4、对三种方法所提粗多糖进行分离纯化共得到6种纯化多糖,其分别命名为AHP-H-1,AHP-H-2,AHP-M-1、AHP-M-2、AHP-U-1以及AHP-U-2。各纯化多糖中性多糖、糖醛酸含量存在较大差异;FT-IR结果表明,各纯化多糖间官能团无差异;UVS分析结果显示纯化多糖中蛋白质及核酸含量极少,表明通过纯化可很好去除粗多糖中的蛋白质与核酸类物质;GC-MS结果显示各样品间单糖含量存在明显差异,其中AHP-H-1含有最多种类(7种)单糖组分,AHP-M-1只含有三种单糖成分。
5、纯化多糖的体外抗氧化结果如下:高浓度NaC1洗脱所得多糖的体外抗氧化性更强,其中AHP-H-2较AHP-M-2、AHP-U-2效果更佳。2mg/mL AHP-H-2的DPPH自由基清除率为80%,·OH清除率约48.5%,·O2-清除率为85.3%,对Fe3+还原能力为0.92。每毫克AHP-H-2的T-AOC总抗氧化能力为6.5,较Vc的总抗氧化能力值4.5更强。