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作者简介:

周锦燕(1997-),硕士研究生,主要研究方向为高等植物资源评价与利用,(E-mail)3025017465@qq.com。

通讯作者:

曾千春,博士,教授,主要从事作物种质创新与育种研究,(E-mail)zengqianchun@qq.com。

中图分类号:Q946

文献标识码:A

文章编号:1000-3142(2024)02-0362-11

DOI:10.11931/guihaia.gxzw202212045

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目录contents

    摘要

    ‘紫加1号’为该课题组选育的刺五加(Acanthopanax senticosus)新品种,嫩茎叶灰紫色且味甘。为分离纯化‘紫加1号’嫩茎叶多糖,并测定各组分的单糖组成和分子量大小、评价各组分的抗氧化活性。该研究以‘紫加1号’嫩茎叶为材料,采用水提醇沉工艺,经大孔树脂吸附法除杂脱色得到粗多糖(A. polysaccharides,ASPS);通过DEAE-Cellulose 52离子柱和Sephadex G-100凝胶柱分离纯化得多糖组分;采用离子色谱和凝胶色谱-示差-多角度激光光散射色谱,测定各均一组分的单糖组成和分子量;通过测定均一组分清除羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O2-·)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH)的能力,分析其体外抗氧化活性强弱。结果表明:ASPS经分离纯化得到4种多糖组分,即酸性多糖ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和中性多糖ASPN-1,其分子量依次为8.10、26.15、0.91、0.89 kDa,主要是由阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、核糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸等按不同比例组成的杂多糖。ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1、ASPN-1均具有明显的抗氧化活性,其中ASPA-2-1清除·OH、DPPH的能力高于ASPA-1-1、ASPA-3-1、ASPN-1,而ASPA-3-1清除O2-·的能力最强。综上认为,从‘紫加1号’中分离纯化得到的多糖具有较好的抗氧化活性。该研究结果为‘紫加1号’作为天然抗氧化剂的深度研究和进一步开发与利用提供了一定的科学理论依据。

    Abstract

    ‘Zijia 1’ is a new variety of Acanthopanax senticosus bred by our team, its tender stems and leaves characterized with gray-purple color and sweet taste. This study is aim to isolate and purify the polysaccharides from the tender stems and leaves of ‘Zijia 1’, and determine the monosaccharide composition and molecular weight of different fractions obtained after separation, and the antioxidant activity of each fraction was evaluated. The crude Asenticosus polysaccharides (ASPS) were obtained from the tender stems and leaves of ‘Zijia 1’ by water extraction and alcohol precipitation, which were then separated and purified by DEAE-Cellulose 52 ion column and Sephadex G-100 gel column to obtain a uniform component. The ion chromatography and gel permeation chromatography-refractive index-multi-angle laser light scattering method was exploited to determine the monosaccharide compositions and molecular weight of the polysaccharides fractions. The hydroxyl radical (·OH), superoxide radical (O2-·) and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical (DPPH) scavenging ability were determined to evaluate the antioxidant of each fraction in vitro. Four polysaccharides ASPA-1-1, ASPA-2-1, ASPA-3-1 and ASPN-1 were isolated and purified from ASPS, with molecular weight of 8.10, 26.15, 0.91, 0.89 kDa, respectively, mainly composed of arabinose, rhamnose, galactose, glucose, xylose, mannose, ribose, galacturonic acid and glucuronic acid in different proportions. The ASPA-1-1, ASPA-2-1, ASPA-3-1 and ASPN-1 from ‘Zijia 1’ demonstrated significant scavenging activities on ·OH, O2-· and DPPH free radical, the ability of ASPA-2-1 to scavenge ·OH and DPPH is higher than ASPA-1-1, ASPA-3-1 and ASPN-1; ASPA-3-1 has the strongest ability to scavenge O2-·. Therefore, the purified polysaccharides from ‘Zijia 1’ has obvious antioxidant activity, which provides a scientific theoretical basis for its further utilization.

  • ‘紫加1号’源自云南省哀牢山南麓墨江县境内的野生刺五加(Acanthopanax senticosus),多年生常绿植物,由本课题组选育(云林园植新登第20220011号)。其嫩茎叶呈灰紫色且味甘,有别于普通刺五加嫩茎叶绿色且味苦;富含蛋白质、粗纤维和维生素,是一种高钾、高钙、高镁、低钠的木本蔬菜(管颖等,2018);其根可入药,性温,具有益气健脾、补肾安神和扶正固本的作用(王正琴,2018),药用价值很高,在医疗和保健方面发展前景可观。

  • 多糖是由多个单糖通过糖苷键连接而成的结构复杂、极性大的化合物(Ullah et al.,2019)。天然多糖因具有良好生物活性、无毒性、生物降解性和生物相容性等特点而成为目前国内外的研究热点(周洋等,2021)。刺五加多糖已被证实具有抗氧化(姬普雨和王慧景,2022)、抑制癌细胞增殖(彭莉等,2020)和治疗免疫性肝损伤等能力(Zhang et al.,2019)。目前,大多数研究主要集中在刺五加的根茎和叶上,但对于‘紫加1号’不同级分多糖的抗氧化性分析却尚未见报道。从‘紫加1号’原料中提取的多糖含有大量的蛋白质、色素等杂质,分离纯化多糖是目前研究的重点。因此,对‘紫加1号’多糖的不同级分及抗氧化活性进行综合比较和评价具有一定意义。

  • 本研究以‘紫加1号’嫩茎叶多糖为研究对象,依托现代色谱分离技术、光谱学手段及药理学方法,拟探讨‘紫加1号’嫩茎叶多糖的分子量、单糖组成、体外抗氧化活性,以期为‘紫加1号’作为天然抗氧化剂的进一步开发利用及精细深加工提供依据。

  • 1 材料与方法

  • 1.1 材料和试剂

  • 材料:以本课题组选育的刺五加新品种(云林园植新登第20220011号)‘紫加1号’的嫩茎叶,即枝条顶端7~5 cm幼嫩部分为材料,取自云南省墨江县(101°41′ E、23°25′ N,海拔1 282 m)。70℃烘干至恒重,揉碎,分装于自封袋中,样品于常温干燥环境下避光保存。

  • 试剂:AB-8大孔吸附树脂(北京索莱宝科技有限公司);玻璃层析柱[四川蜀玻(集团)有限责任公司];DEAE-Cellulose52、Sephadex G-100、透析袋(上海源叶生物科技有限公司);单糖标准品(HPLC ≥ 98%)、氢氧化钠(色谱纯)、醋酸钠(美国 Sigma 公司);三氟乙酸(色谱纯)、硝酸钠、甲醇、氯化钠、苯酚、浓硫酸、邻苯三酚、盐酸、维生素C(Vc)、水杨酸、Tris和硫酸亚铁等均为国产分析纯。

  • 1.2 仪器

  • DZF-6050真空干燥箱(上海-恒科学仪器有限公司)、ALPHA 1-2 LD plus真空冷冻干燥机(德国Marin Christ公司)、UV-6100S紫外可见光光度计(上海元析仪器有限公司)、XH-T漩涡混合器(新宝仪器)、Reacti-thermo氮气吹扫仪(Thermo)、ICS5000离子色谱仪(Thermo)、OPTILAB T-rex示差检测器(Wyatt)、DAWN HELEOS-Ⅱ激光光散射检测器(Wyatt)。

  • 1.3 方法

  • 1.3.1 多糖的提取

  • 采用热水煮提法提取多糖(谭超杰等,2022),称取样品300 g,加入5.0 L超纯水浸泡2.0 h后进行煮提,收集滤液且浓缩至原体积溶液的1/5,于3 500 r·min-1下离心5 min,取上清液,经AB-8大孔吸附树脂柱(10 cm × 30 cm)除杂脱色后,加入无水乙醇至浓度95%,4℃醇沉12 h,取沉淀,-30℃真空冻干后得粗多糖ASPS。

  • 1.3.2 多糖含量的测定

  • 采用苯酚-硫酸法测定‘紫加1号’多糖含量(于淼等,2019)。称取无水葡萄糖标准品10 mg,溶于100 mL的超纯水中,依次吸取0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 mL的标准溶液于试管中,超纯水定容至2 mL,依次加入6%苯酚1 mL和浓硫酸5 mL,摇匀后放置5 min,置沸水中反应15 min,冷却至室温,测定490 nm的吸光度。以质量浓度(μg·mL-1)为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线,标准曲线回归方程:y=0.014 1x+0.005 6,R2=0.999 5,无水葡萄糖在15~90 μg·mL-1的线性关系良好。

  • 称取ASPS 10 mg,超纯水溶解且定容至5 mL,取2 mL于试管中,加入与上述相同的试剂,在490 nm处测定吸光度,通过以下公式计算多糖的含量:

  • 含量 %=m×VT×Nm0×VS×106×100

  • 式中: m为从标准曲线查到的多糖量(μg);VT为样品总体积(mL);VS为测定的样品体积(mL);N为稀释倍数,本研究取1;106为1 g=106μg;m0为样品质量(g)。

  • 1.3.3 多糖的分离纯化

  • (1)多糖的离子交换柱线性梯度洗脱分析:称取10 mg ASPS溶解于10 mL超纯水中,在4℃ 3 500 r·min-1条件下离心10 min,取上清液,上样品至DEAE-Cellulose 52离子柱(2.5 cm × 45 cm),依次用超纯水和0.1~1.0 mol·L-1的NaCl溶液进行洗脱,流速为5 s·d-1,每管收集洗脱液5 mL,每管吸取1 mL采用苯酚-硫酸法在490 nm处测定吸光度,以管数为横坐标,吸光度为纵坐标作洗脱曲线。

  • (2)多糖离子交换柱层析制备:称取10 g ASPS溶于200 mL超纯水中,依次用4.0 L超纯水和0.3、0.6、0.8 mol·L-1的NaCl溶液洗脱,设定流速为5 s·d-1,收集洗脱液,减压浓缩后用截留分子量为3.5 × 103 Da的透析袋除去盐及色素,冻干备用。

  • (3)多糖的凝胶过滤层析制备:称取适量上述多糖样品溶于超纯水中,在10 000 r·min-1× 5 min条件下离心,取上清,上样品于Sephadex G-100凝胶柱(1.5 cm × 100 cm)中,洗脱液为超纯水,流速为10 s·d-1,每管收集洗脱液10 mL,每管吸取1 mL用苯酚-硫酸法在490 nm处测定吸光度,以管数为横坐标、吸光度为纵坐标绘制洗脱曲线,合并洗脱峰,浓缩冻干保存,即得纯化后的均一多糖。

  • 1.3.4 分子量测定

  • 采用凝胶色谱-示差-多角度激光光散射色谱系统对多糖分子量进行测定(胡卫珍等,2020)。称取适量多糖样品溶解于0.1 mol·L-1的NaNO3溶液中,浓度为1.0 mg·mL-1,完全溶解后通过0.45 μm的滤膜过滤,转移至进样瓶中进行检测,采用Astra6软件收集和处理数据。

  • 示差检测器:Optilab T-rEX(Wyatt technology,CA,USA);激光光散射检测器:DAWN HELEOS Ⅱ(Wyatt technology,CA,USA);凝胶排阻色谱柱[OHpak SB-805 HQ(300 mm × 8 mm)、OHpak SB-804 HQ(300 mm × 8 mm)、OHpak SB-803 HQ(300 mm × 8 mm)];流动相:0.1 mol·L-1 NaNO3;进样量:100 μL;流速:0.4 mL·min-1;洗脱梯度:等度100 min,柱温45℃。

  • 1.3.5 单糖组分分析

  • 采用Thermo ICS 5000离子色谱系统,结合电化学检测器进行单糖组成测定(郭东东等,2021)。以岩藻糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖、核糖、半乳糖醛酸、古罗糖醛酸、葡萄糖醛酸和甘露糖醛酸为标准品。称取多糖样品5.0 mg于色谱瓶中,加入1 mL 2 mol·L-1 的三氟乙酸(TFA)溶液于121℃下水解2.0 h,通氮气,吹干后加入甲醇清洗吹干,重复甲醇清洗吹干过程2~3次至完全除去TFA,加入适量无菌水溶解多糖,转入色谱瓶中待测。

  • 色谱条件:DionexTM CarboPacTM PA20(150 mm × 3.0 mm,10 μm)阴离子色谱柱;进样量:5 μL;流动相A为0.1 mol·L-1 NaOH,流动相B为0.1 mol·L-1 NaOH;0.2 mol·L-1 NaAc;流速:0.5 mL·min-1;柱温:30℃。

  • 1.3.6 抗氧化活性测定

  • (1) ·OH清除能力测定:采用水杨酸法测定多糖对·OH清除能力,根据Fenton反应产生的·OH与水杨酸反应,在510 nm处生成有色物质,当抗氧化剂存在时有色物质相应减少,可通过吸光度的大小来判断清除·OH的能力。参考葛智超等(2021)的方法,稍加修改。称取多糖粉末,溶于适量纯水,配制不同质量浓度(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0 mg·mL-1)的溶液,分别吸取2 mL溶液于试管中,加入9 mmol·L-1的硫酸亚铁溶液和8.8 mmol·L-1的过氧化氢溶液(3%,V/V)各1 mL,摇匀后加入1 mL 9 mmol·L-1的水杨酸-乙醇溶液,将混合溶液于37℃下反应1.0 h,在波长510 nm处测定吸光度,以纯水和维生素C(Vc)溶液分别为空白对照和阳性对照,重复3次。

  • 对·OH的清除活性:

  • 清除率 %=1-A2-A3A1×100

  • 式中: A1为纯水代替样品的吸光度; A2为加入样品溶液的吸光度; A3为不加过氧化氢溶液的吸光度。

  • (2)O2-·清除能力测定:采用邻苯三酚自氧化法测定多糖对O2-·的清除能力,邻苯三酚在碱性条件下迅速自氧化生成O2-·,加入抗氧化剂会抑制自氧化速度,并由绿色变为黄色,在325 nm下通过测吸光度的大小来判断抗氧化活性。参考杨洋等(2018)的方法,并稍加修改。称取多糖粉末,溶于适量纯水,配制不同质量浓度(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0 mg·mL-1)的溶液,分别吸取2.0 mL于试管中,加入4.5 mL 50 mmol·L-1的Tris-HCl缓冲液(pH 8.2),在25℃条件下反应20 min,加入0.5 mL 25 mmol·L-1的邻苯三酚溶液,反应5 min后加入1 mL 10 mmol·L-1的HCl溶液终止反应,于325 nm处测定吸光度。以Vc溶液作阳性对照,10 mmol·L-1 HCl溶液作空白对照,重复3次。

  • 对O2-·的清除活性:

  • 清除率 %=1-A2-A3A1×100

  • 式中: A1为纯水代替样品的吸光度; A2为加入样品溶液的吸光度; A3为邻苯三酚溶液被纯水代替的吸光度。

  • (3)DPPH清除能力测定:采用DPPH法对多糖的体外抗氧化活性进行测定,当抗氧化剂存在时,DPPH溶液由深紫色变为淡黄色,在517 nm下吸光度变低,吸光度的变化与接受电子数量成定量关系,可对抗氧化能力进行分析。参考王铖博等(2019)的方法,并稍加修改。称取多糖粉末,溶于适量纯水中,配置不同质量浓度(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0 mg·mL-1)的溶液,分别吸取2 mL于试管中,加入2 mL 2 mmol·L-1的DPPH-无水乙醇溶液,25℃避光反应30 min,在517 nm处测定吸光度。以Vc溶液为阳性对照、纯水为空白对照,重复3次。

  • 对DPPH的清除活性:

  • 清除率 %=1-A1-A2A0×100

  • 式中: A0为纯水代替样品的吸光度; A1为加入样品溶液的吸光度; A2为DPPH-无水乙醇溶液被纯水代替的吸光度。

  • 1.4 数据处理

  • 使用Excel 2010软件绘图以及SPSS 21.0软件进行方差分析。

  • 2 结果与分析

  • 2.1 多糖提取和含量测定

  • 取‘紫加1号’样品300 g经热水煮提过滤、醇沉、AB-8大孔吸附树脂除杂脱色,浓缩干燥后得到粗多糖粉末59.19 g,得率为19.73%,多糖含量为(8.41±0.09)%。

  • 2.2 用DEAE-Cellulose52制备柱分离多糖

  • 如图1所示,ASPS在DEAE-纤维素柱上的线性洗脱中主要分离出4个峰,分别对应超纯水、0.3 mol·L-1 NaCl、0.6 mol·L-1 NaCl和0.8 mol·L-1 NaCl溶液。依次用4 L上述洗脱液分离ASPS,洗脱液经减压浓缩、透析、冷冻干燥后得到4个组分,命名为ASPA-1、ASPA-2、ASPA-3和ASPN,得率分别为7.41%、4.87%、4.07%和3.29%。

  • 2.3 多糖的Sephadex G-100过滤层析结果

  • 上述4个组分经Sephadex G-100凝胶柱纯化结果如图2所示,经凝胶柱纯化后的多糖为单一峰,证明其为分子量在一定范围内的均一组分,收集洗脱峰,得到不同级分的多糖,命名为ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和ASPN-1,得率依次为1.49%、2.13%、6.24%和2.43%。

  • 图1 粗多糖的DEAE-Cellulose52线性梯度洗脱曲线

  • Fig.1 DEAE-Cellulose52 gradient elution curve of ASPS

  • 2.4 分子量测定

  • 凝胶渗透色谱、多角度激光光散射检测器与示差折光检测器串联对多糖分子量的测定结果如表1所示,ASPA-1-1、ASPA-2-1和ASPN-1多分散系数接近1.0,说明其相对分子质量分布成单分散性, ASPA-3-1多分散性指数最大,各组分的旋转半径与重均分子质量的大小顺序不一致。

  • 2.5 单糖组分分析

  • 通过对比单糖标准品的保留时间推断单糖类型,如图3所示,单糖标准品色谱图峰形匀称,说明各标准品色谱峰分离较好。采用内标法对单糖进行定量,发现单糖种类及比例存在明显差异,如图4和表2所示,其中ASPA-1-1中半乳糖醛酸含量最高,ASPA-3-1中葡萄糖醛酸含量也最高,二者均未检测出核糖;ASPA-2-1中核糖含量最高,半乳糖醛酸次之;ASPN-1中葡萄糖含量最高,含有极少的糖醛酸,未检测出阿拉伯糖与核糖;4个多糖中均未检测出古罗糖醛酸、甘露糖醛酸和果糖。

  • 2.6 抗氧化活性测定

  • 2.6.1 ·OH自由基清除能力

  • 如图5所示,不同多糖组分对·OH自由基的清除效果与多糖浓度呈量效关系,并且清除率均低于阳性对照Vc。当质量浓度为1.0 mg·mL-1时,ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和ASPN-1对·OH的清除率分别为48.94%、96.07%、48.22%和67.81%,对·OH清除能力的IC50值依次为ASPA-2-1(0.17±0.008)mg·mL-1、ASPN-1(0.36±0.033)mg·mL-1、ASPA-1-1(1.35±0.336)mg·mL-1、ASPA-3-1(2.01±0.050)mg·mL-1,IC50值越小表明自由基清除能力越强。其中,ASPA-2-1清除·OH能力最强。

  • 2.6.2 O2-·自由基清除能力

  • 如图6所示,随着浓度的增加,不同多糖组分对O2-·的清除能力增强,表现出一定的浓度依赖性,并且清除率均低于阳性对照Vc。当质量浓度为1.0 mg·mL-1时,ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和ASPN-1对O2-·的清除率分别为34.30%、46.84%、48.31%和16.58%;对O2-·清除能力的IC50值依次为ASPA-3-1(1.29±0.037)mg·mL-1、ASPA-2-1(1.49±0.045)mg·mL-1、ASPA-1-1(5.03±0.253)mg·mL-1、ASPN-1(7.56±0.160)mg·mL-1,IC50值越小表明自由基清除能力越强。ASPA-2-1和ASPA-3-1清除O2-·能力最强,并且葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸含量较高。

  • 图2 多糖的Sephadex G-100洗脱曲线

  • Fig.2 Sephadex G-100 elution curve of polysaccharides

  • 2.6.3 DPPH自由基清除能力

  • 如图7所示,不同多糖组分对DPPH的清除能力趋势一致,均随着浓度的增加而逐渐增加,并且清除率始终低于阳性对照Vc。当质量浓度为1.0 mg·mL-1时,ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和ASPN-1对DPPH的清除率依次为89.17%、89.02%、89.07%和76.18%,对DPPH清除能力的IC50值依次为ASPA-2-1(0.01±0.003)mg·mL-1、ASPA-1-1(0.14±0.002)mg·mL-1、ASPA-3-1(0.15±0.017)mg·mL-1、ASPN-1(0.50±0.002)mg·mL-1,其分子量大小与清除自由基能力呈正相关,ASPA-2-1对DPPH的清除能力最强。

  • 3 讨论与结论

  • 本研究通过水提醇沉得到刺五加新品种‘紫加1号’粗多糖(ASPS),ASPS经DEAE-Cellulose52联合Sephadex G-100柱层析分离纯化,得到4个多糖组分ASPA-1-1、ASPA-2-1、ASPA-3-1和ASPN-1,其中ASPA-1-1、ASPA-2-1和 ASPN-1多分散系数接近 1.0,说明其相对分子质量分布成单分散性,表明多糖相对分子质量分布范围较集中,纯度较高( Hu et al.,2017),ASPA-3-1多分散性指数最大,可能是其分子链长短分布不均匀,从而导致分子量分布广( Liu et al.,2019);均方根半径反映该分子松散程度,旋转半径越小说明样品的尺寸越小(江琦等,2019),但试验中各组分的旋转半径与重均分子质量的大小顺序不一致,这可能是多糖样品在盐溶液中因分子形状发生皱缩而导致分子大小降低(胡卫珍等,2020)。本研究单糖组分分析的结果表明,中性多糖ASPN-1中葡萄糖所占比例最高,含有极少的糖醛酸;酸性多糖ASPA-1-1、 ASPA-2-1和ASPA-3-1中半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸所占比例较高,这与白也明等(2015)从刺五加根茎分离出的半乳糖醛酸含量较高相似,不同的是‘紫加1号’中葡萄糖醛酸含量较高,并且在刺五加中含量低于1.10%。ASPA-1-1和ASPA-3-1分子量分别为8.10 kDa和0.91 kDa,小于白也明等(2015)从刺五加中分离的酸性多糖分子量10.0~48.0 kDa,原因可能是因品种、产地、提取方法和测定方法的不同而不同。

  • 表1 不同多糖组分的分子量及分布

  • Table1 Molecular weight and distribution of different polysaccharide components

  • 表2 不同多糖组分的单糖组成

  • Table2 Monosaccharide composition of different polysaccharides

  • 采用清除·OH、O2-·和DPPH三种自由基的方法是评价活性物质体外抗氧化能力的常见方法。本研究得到的4个多糖组分对·OH、O2-·和DPPH均有明显的清除作用,并且抗氧化能力与糖浓度呈现量效关系,即随着多糖浓度的增加抗氧化能力逐渐增强。其中,ASPA-2-1分子量最大(为26.15 kD)、半乳糖醛酸含量较高(为22.47%),清除·OH和DPPH自由基的能力最强,IC50值分别为(0.17±0.008)mg·mL-1和(0.01±0.003)mg·mL-1,与沈宇等(2020)发现刺五加果多糖在分子量10~50 kDa时抗氧化能力最高和胡彦波等(2022)发现薇菜中半乳糖醛酸含量较高的WOJP-A清除·OH的能力强于WOJP-N相似,原因可能是糖醛酸含量高且分子量大的多糖能够阻断自由基得电子,从而终止一系列自由基链反应,并且糖醛酸与反应溶液中的Fe2+螯合,从而减少了羟基的生成(Fan et al.,2019)。与此同时,ASPA-2-1 对DPPH的清除可能是糖醛酸可以活化异头碳上的氢原子,与自由基结合形成稳定的DPPH-H 结构,从而终止自由基反应(魏晨业等,2021;李学秀等,2022)。由此可知,多糖的抗氧化活性与其分子量、糖醛酸含量和单糖组成等因素相关(Xie et al.,2016)。据文献报道,糖醛酸含量较高的多糖具有较强的抗氧化能力(Yan et al.,2019),ASPA-3-1清除O2-·能力最强,IC50值为(1.29±0.037)mg·mL-1,其富含葡萄糖醛酸(16.31%)和半乳糖醛酸(32.70%),原因可能是糖醛酸可以激活异头碳上的氢原子供氢清除自由基,使其转化为稳定的化合物而阻断氧化连锁反应,进而赋予多糖较强的抗氧化活性(Hepef et al.,2016; 袁清霞等,2016; Monirsadat et al.,2020)。

  • 图3 标准品的色谱图

  • Fig.3 Chromatogram of standard substance

  • 本研究通过分离纯化联合多种色谱手段对‘紫加1号’多糖的单糖组成和分子量进行测定,在前人研究基础上推进了对‘紫加1号’多糖的认知,为深入探索其化学成分与抗氧化机制奠定基础,同时也为进一步开发利用该植物提供科学依据。但目前,关于‘紫加1号’多糖不同级分的构成单元及连接方式仍未明确,后续研究应采用先进技术明确多糖的精细结构,以及通过动物试验进一步证实体内抗氧化作用及分子机制。

  • 图4 ‘紫加1号’多糖的单糖组成色谱图

  • Fig.4 Chromatograms of monosaccharide composition of polysaccharides from ‘Zijia1’

  • 图5 多糖和维生素C对·OH的清除比较

  • Fig.5 Comparison of scavenging ·OH between polysaccharides and Vc

  • 图6 多糖和维生素C对O2-·的清除比较

  • Fig.6 Comparison of scavenging O2-· between polysaccharides and Vc

  • 图7 多糖和维生素C对DPPH的清除比较

  • Fig.7 Comparison of scavenging DPPH between polysaccharides and Vc

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