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微波輔助提取Ribes nigrum L.的酸性多糖：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物活性

摘要

采用響應(yīng)面方法（RSM）對(duì)微波輔助提取黑加侖（Ribes nigrum L.）果實(shí)中的多糖（MBP）進(jìn)行了優(yōu)化,。在功率（414W）、液料比（31/1 mL/g）和時(shí)間（41分鐘）的最佳條件下,，MBP的產(chǎn)量為10.59%（w/w）,。使用D4006大孔樹脂和Sepharose-6B柱色譜法進(jìn)行純化后，得到了分子量為1.99×106g/mol的水溶性酸性雜多糖（PMBP）,。PMBP具有熱穩(wěn)定性,，并表現(xiàn)出良好的流變學(xué)特性。傅里葉變換紅外光譜法,、氣相色譜法和 核磁共振分析證實(shí)了PMBP中存在α-,、β-吡喃糖和六個(gè)主要的糖苷連接。 PMBP,。掃描電子顯微鏡,、原子力顯微鏡和X射線衍射研究表明 PMBP是無定形的聚合體，形狀不規(guī)則，多孔,，表面光滑,。生物活性試驗(yàn)顯示 PMBP具有明顯的抗氧化和降血糖活性。此外,，PMBP在動(dòng)力學(xué)上被描述為 是α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,。

關(guān)鍵字。微波輔助提取,、多糖,、結(jié)構(gòu)、熱學(xué)和流變學(xué)特性,、生物活性

簡(jiǎn)介

由于天然來源的多糖具有抗氧化,、抗炎、抗病毒,、抗癌,、降血糖等有益的藥理特性，以及對(duì)神經(jīng)退行性疾病的保護(hù)作用,，因此吸引了越來越多的研究關(guān)注（Patel等,，2018；Romdhane等,，2017,；Wang等，2018）,。植物來源的多糖具有很強(qiáng)的親水性,、高熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的流變學(xué)特性和理想的功能特性,，這使得它們?cè)诒＝∑泛椭扑幮袠I(yè)有潛在的應(yīng)用（Chen et al., 2019a; Wanget al., 2018; Zhu et al., 2018）,。通常情況下，從材料中提取多糖是有效的生物應(yīng)用的第一步,，也是bi不可少的一步（Gao等人,，2017）。因此,，水提取通常需要與其他創(chuàng)新技術(shù)相結(jié)合,，如超聲波輔助提取（UAE）,、微波輔助提?。∕AE）、加壓水提?。≒WE）和酶輔助提取（EAE），這些技術(shù)可以促進(jìn)多糖的溶解,，使植物細(xì)胞壁發(fā)生生物降解或機(jī)械破壞（Chenet al., 2019b; Gao etal., 2017; He et al., 2018）,。在這些技術(shù)中，MAE在多糖提取中引起了重要的研究關(guān)注,，因?yàn)樗哂行矢?、選擇性強(qiáng)、時(shí)間短,、溶劑用量少,、能耗低等優(yōu)點(diǎn)（Dong etal., 2016; Smiderle et al, 一般來說，微波加熱是由溶解離子的離子傳導(dǎo)和極性溶劑的雙極旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的分子摩擦產(chǎn)生的（Chenet al.,，2017）,。這種快速的內(nèi)部加熱不僅導(dǎo)致更有效和更有選擇性的加熱，也加速了目標(biāo)化合物從材料向周圍的遷移（Han等人,，2019,；Yuan和Macquarrie，2015）,。Donget al.(2016)的研究表明,，與加熱回流萃取和UAE相比，MAE顯示出更高的產(chǎn)率和生物活性,，用于從川霉菌中提取多糖,。此外，與HWE或UAE相比,，用MAE提取的獼猴桃多糖的產(chǎn)率高,、分子量低、抗氧化活性高,，已被報(bào)道（Hanet al, 黑加侖（Ribesnigrum L.）是zhong所周知的具有潛在健康益處的 "超級(jí)水果",，通常被用于生產(chǎn)果醬、果汁和葡萄酒,，已進(jìn)行的研究表明,，黑加侖的多糖表現(xiàn)出多種藥理特性，如抗氧化,、抗腫瘤,、抗癌等?？偟膩碚f,，與多糖相關(guān)的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是與結(jié)構(gòu)多樣性有關(guān)的。從不同來源和不同方法中提取的多糖的結(jié)構(gòu)多樣性,。結(jié)構(gòu)特征的變化可能對(duì)多糖的功能特性和生物活性起著重要作用（Gao等,，2017,；Chenet al.，2019b,；He等,，2018）。因此,，對(duì)黑加侖多糖進(jìn)行表征,，包括物理化學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)和流變學(xué)性質(zhì),、結(jié)構(gòu)特征和生物活性,，對(duì)于估計(jì)其潛在的應(yīng)用和豐富黑加侖多糖的基礎(chǔ)研究是必要的。 此外,，在優(yōu)化條件下提取的黑加侖多糖的特征被先進(jìn)的分析工具評(píng)估,，包括氣相色譜法（GC）、高效液相色譜法（HPLC）,。傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）,、核磁共振（NMR）、熱重分析（TGA）,、差示掃描量熱法（DSC）,、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）,。 最后,，其抗氧化活性、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性,。

,、

微波輔助提取MBP

將等量的黑加侖水果勻漿（10.00克）與去離子水按一定范圍的液料比混合。(10:1-50:1 mL/g),。混合物在計(jì)算機(jī)雙控微波消解儀（XH-800C,，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司，北京,，中國）中在不同的微波功率（ 200-600W）下進(jìn)行不同時(shí)間（20-60分鐘）的提取溫度為30°C,。微提取后毫升，濃縮,，并通過加入絕對(duì)乙醇沉淀到70%（v/v）的最 終 濃度,，然后在4°C下保存過夜。通過真空抽 濾 將 沉淀物從懸浮液中分離出來,。隨后,，將獲得的沉淀物溶解在去離子水中，用3500 Da cutoff的膜對(duì)去離子水進(jìn)行透析72小時(shí),。另外還進(jìn)行了HWE和UAE,，以便與MAE進(jìn)行比較,。HWE的提取條件如 下 ： 溫 度80°C， 時(shí) 間2 小 時(shí) ,， 液 料 比 30 ： 1（ mL/g） （ Xu 等 人 ,，2018d）。UAE在超聲波清洗機(jī)上操作（SB-800 DTD,，寧波科恩茲生物科技有限公司，寧波,，中國）,。超聲波功率、提取溫度,、時(shí)間和液料比分別設(shè)定為410W,、30°C、40分鐘和30:1（mL/g）,。隨后的操作與上面提到的相同,。

總結(jié)
在本研究中，通過MAE和柱色 譜 法 純化,，從黑加侖果實(shí)中分離出了一種新型的酸性水溶性多糖,。RSM分析表明，液料比和微波功率對(duì)多糖產(chǎn)量有明顯的影響,。PMBP被描述為一種均勻的異質(zhì)多糖,，由半乳糖醛酸、鼠李糖,、阿拉伯糖,、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成,，摩爾分?jǐn)?shù)為6.55%,，17.52 %，51.43 %,，8.20 %,，5.35 %和10.92 %。PMBP中有6個(gè)主要 的 糖 殘 基 ,， 包 括 →2)-α-L-Rhap-(1→, →3)-α-L-Araf-(1→, →4)-α-D-GalAp-(1→, →4)-β-D-Manp-(1→, →6)-β-D-Galp-(1→, →3, 和 6)-β-D-Glcp-(1→,。此外，PMBP表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性和流變性能,，這使得它適合作為食品工業(yè)的增稠劑和膠凝劑,。此外，PMBP還表現(xiàn)出明顯的ABTS自由基清除,、DNA損傷保護(hù),、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性,。這些結(jié) 果
表明，PMBP可能在制藥和功能食品行業(yè)具有潛在的價(jià)值,。