木姜叶柯多糖的提取优化、结构表征及其体外生物活性评价

木姜叶柯是壳斗科柯属的常绿乔木,其叶片是一种食药同源,兼具茶、糖、药三种用途的植物资源。多糖作为木姜叶柯的主要功能活性成分,具有抗氧化、降血糖、抗糖基化等健康功效。通常,天然产物多糖的功能活性与其结构特征密切相关。然而,关于木姜叶柯多糖的结构特征、木姜叶柯多糖与其生物活性的构效关系尚不清楚,限制了木姜叶柯多糖在功能性食品行业中的开发与应用。因此,为进一步促进木姜叶柯及木姜叶柯多糖的加工与功能性产品开发,本文优化了两种木姜叶柯多糖提取技术的工艺参数,即加压热水提取技术和微波辅助低共熔溶剂提取技术;随后,对木姜叶柯多糖进行分离纯化,解析木姜叶柯多糖的结构特征,并初步探讨其生物活性与潜在的构效关系。主要研究结果如下:(1)首先优化了木姜叶柯多糖的加压热水辅助提取技术和微波辅助低共熔溶剂提取技术的条件,并对提取率进行评价。针对加压热水辅助提取技术,采用单因素和响应面实验设计评价了提取压力、提取时间和液料比对木姜叶柯多糖提取率的影响。针对微波辅助低共熔溶剂提取技术,同样采用单因素和响应面实验设计评价了低共熔溶剂(DES)含水量、微波提取功率、提取时间和液料比对木姜叶柯GSK126价格多糖提取率的影响。研究结果表明,加压热水辅助提取的最佳条件为:液料比22 m L/g,提取时间40 min,提取压力0.19 MPa。在该条件下,木姜叶柯多糖的实际提取率为4.64%±0.03%。微波辅助低共熔溶剂提取的最佳条件为:DES水含量21.0%,提取功率576 W,提取时间11min,液料比29.0 m L/g。在该条件下,木姜叶柯多糖的实际提取率为4.16%±0.09%。与传统热水提取方法(提取率为3.46%±0.11%)相比较,本研究优化的两种方法具有更高的提取效率。研究结果有望为木姜叶柯多糖的提取加工提供技术支撑。(2)采用分级醇沉联用膜分离技术对上述提取的木姜叶柯粗多糖进行分离纯化,并对纯化后的木姜叶柯多糖的结构特征进行解析。高效尺寸排阻色谱分析表明传统热水提取的木姜叶柯多糖(P-W)、加压热水辅助提取的木姜叶柯多糖(P-P)和微波辅助低共熔溶剂提取的木姜叶柯多糖(P-DM)均为均一的对称组分,分子量分别为25.41×10~4Da、22.29×10~4 Da和15.75×10~4 Da,总糖含量分别为81.30%±1.40%、87.29%±0.72%和85.48%±0.36%,糖醛酸含量分别为38.19%±0.41%、44.29%±0.29%和43.43%±0.93%,总结合酚含量分别为20.36±0.75 mg GAE/g、13.98±0.72 mg GAE/g和43.26±0.69 mg GAE/g,蛋白质含量分别为7.49%±0.10%、6.03%±0.28%和4.32%±0.05%,酯化度分别为38.22%±1.32%、36.71%±1.06%和31.23%±0.59%。三种提取方式制备的木姜叶柯多糖单糖组成摩尔比selleck BAY 73-4506不同,但组成类型相似,主要由半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成,表明木姜叶柯多糖是一种酸性多糖。红外光谱和核磁共振光谱分析表明不同提取方式对木姜叶柯多糖的一级化学结构特征无明显影响,三种方法提取的木姜叶柯多糖均具有相同的糖残基类Hepatocyte histomorphology型,如1,5-α-L-Araf,T-α-L-Araf、1,4-α-D-Gal Ap、1,4-α-D-Gal AMep和1,3,6-β-D-Galp等,推测木姜叶柯多糖可能富含聚半乳糖醛酸和阿拉伯半乳聚糖。(3)体外生物活性评价结果表明,三种方法提取的木姜叶柯多糖均呈现出良好的体外抗氧化活性(ABTS自由基清除活性,DPPH自由基清除活性和NO自由基清除活性,以及总还原力)、抗糖基化活性、降血糖活性(α-葡萄糖苷酶抑制活性)、免疫调节活性以及体外菌群益生活性。相较于P-W和P-P,P-DM展现出更好的体外生物活性,其ABTS自由基清除活性IC_(50)值为0.857±0.004 mg/m L;DPPH自由基清除活性IC_(50)值为1.580±0.040 mg/m L;NO自由基清除活性IC_(50)值为0.812±0.013 mg/m L;抗糖基化活性IC_(50)值为0.669±0.008 mg/m L;α-葡萄糖苷酶抑制活性IC_(50)值为4.629±0.009μg/m L。这可能与其较高的糖醛酸含量、较高的结合酚含量、较低的酯化度,以及较低的分子量等结构特征密切相关。研究结果有利于明确木姜叶柯多糖的结构特征和潜在构效关系,有望为木姜叶柯多糖的加工利用及功能性食品开发提供科学依据和技术支撑。