沙棘果渣多糖降解产物性质评价及其抗糖尿病活性研究

沙棘(Hippophae rhamnoides L.)果渣是沙棘加工中的主要副产物,其中多糖含量丰富占沙棘果渣的9-15%,具有抗氧化、降血糖、降血脂等多种药理活性。然而,因沙棘多糖(Sea buckthorn polysaccharides)分子量大、水溶性差导致其利用率较低。本研究采用H_2O_2-Fe~(2+)体系制备沙棘降解多糖(Sea buckthorn degradable polysaccharide更多s)并对其分离纯化;通过测定降解前后沙棘多糖的理化性质及结构表征,研究降解处理对沙棘多糖的抗氧化能力及降糖降脂活性的影响。本研究将高效环保的H_2O_2-Fe~(2+)法应用于降解沙棘果渣多糖,为进一步提高沙棘果渣多糖的应用价值提供依据。具体研究结果如下:(1)沙棘果渣多糖降解产物的制备及分离纯化。采用不同降解方法(H_2O_2-Fe~(2+)、H_2O_2-V_C)制备得到6种沙棘降解多糖,以还原糖相对含量、DPPH自由基清除能力、α-葡萄糖苷酶抑制能力及甘氨胆酸钠结合能力为指标,确定适宜的的降解方法。其中1.0mol/L H_2O_2-Fe~(2+)体系降解多糖的DPPH自由基清除能力和α-葡萄糖苷酶抑制能力最强;2.0 mol/L H_2O_2-Fe~(2+)体系降解多糖的相对还原糖含量最高,胆酸盐结合能力最强,但与1.0 mol/L H_2O_2-Fe~(2+)体系相比,均无显著差异(P>0.05)。综合考虑,确定使用1.0 mol/L H_2O_2-Fe~(2+)体系制备沙棘降解多糖。将沙棘粗多糖及由H_2O_2-Fe~(2+)降解体系制备的沙棘降解多糖通过DEAE-52纤维素树脂进行分离纯化,得到SBP及SBDP。(2)沙棘果渣多糖降解产物的理化性质及结构表征。SBDP分子量(2.902×10~4 Da)较SBP(3.016×10~5 Da)明显降低。SBP和SBDP单糖组成相同,摩尔比发生明显变化,其中SBP以半乳糖醛酸为主,SBDP以阿拉伯糖和甘露糖为主。红外光谱及核磁共振波谱表明,SBDP与SBP具有相似的构型、官能团及糖苷链,说明H_2O_2-Fe~(2+)降解没有破坏沙棘多糖的结构特征。H_2O_2-Fe~(2+)处理降低了沙棘多糖的粒径,提升了沙棘多糖的溶解性,同时小分子量的SBDP具有更好的吸湿性和保湿性。两种多糖均表现出剪切稀化特性和牛顿流体行为,其中SBDP的表观粘度始终低于SBP,且具有更好的凝胶性能和体系稳定性。(3)沙棘果渣多糖降解产物的降糖降脂及抗氧化能力研究。SBDP的体外抗氧化能力显著提高(P<0.Tezacaftor溶解度05),其中DPPH自由基、ABTS~+自由基、羟基自由基清除率在2mg/mL浓度下分别提升了18.06%、2.91%和7.36%,当浓度在6 mg/mL时超氧阴离子O~(2-)自由基清除率提升了27.06%;SBDP对α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶抑制的半抑制浓度(IC_(50)值)分别降低了0.114 mg/mL和0.471 mg/mL。2 mg/mL浓度下SBDP对胰脂肪酶的抑制率为41.470%,对甘氨胆酸钠及牛磺胆酸钠的结合能力显著提升(P<0.05)。(4)沙棘果渣多糖降解产物对糖尿病小鼠的抗糖尿病作用。通过四氧嘧啶诱导建立糖尿病小鼠模型研究SBDP的抗糖尿病活性。结果表明,与模型(DG)组相比,SBDP可显著降低小鼠体重(P<0.05),改善糖尿病小鼠多食多饮症状,并对肝脏、肾脏及胰腺有一定的保护作用。50 mg/kg的SBDP降糖效果明显,能够显著提高糖尿病小鼠糖耐量(P<0.05),降低糖化血清蛋白水平,增加胰岛素分泌,提高糖尿病小鼠肝脏中肝糖原水平。饲喂SBDP的糖尿病小鼠血清中总胆固醇(T-CHO)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平显著降低(P<0.05),总甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平显著增加(P<0.05),谷草转氨酶(AST)、medical aid program谷丙转氨酶(ALT)水平显著降低(P<0.05)。SBDP可显著升高糖尿病小鼠肝脏中的过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平(P<0.05),降低丙二醛(MDA)水平,减轻糖尿病小鼠肝脏组织损伤。综上所述,本研究证明H_2O_2-Fe~(2+)降解处理能够显著提升沙棘果渣多糖的降糖降脂活性及抗氧化能力,为沙棘果渣多糖在特膳食品及抗糖尿病药品的应用提供参考。