水芹多糖的分离、结构分析及生物活性研究

作     者：程雷 

作者单位：上海海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘克海

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：水芹 多糖 分离纯化 结构分析 生物活性 

摘      要：水芹学名Oenanthe javanica,属于伞形科水芹属,广泛分布于亚洲和澳洲国家。作为一种蔬菜食品,水芹营养丰富,富含蛋白质、维生素和矿物质等成分。另外,水芹也是一味传统中药,全草入药已有数百年历史,现代研究也表明其具有多种生物活性。目前关于水芹的研究多集中在黄酮和多酚类物质,多糖作为水芹的功能成分之一,对其提取分离、结构特征和生物活性的相关研究尚不充分。本文以水芹为原料,探究了多糖提取工艺的最佳条件,经分离纯化得到水芹多糖组分OJP-2。初步分析了其结构,并探究了OJP-2的消化酶抑制力和对巨噬细胞RAW264.7的激活作用,主要结果如下:超声波辅助提取水芹多糖方法优化,经单因素试验和响应面模型分析得到水芹粗多糖的最佳提取工艺:超声温度83.6℃,超声时间51 min,料液比1:29.7g/m L。该工艺下水芹粗多糖提取率为13.81%,与模型预测值接近,证实优化得到的最佳工艺具有可行性。所得粗多糖经三氯乙酸(TCA)法脱蛋白,使用纤维素DEAE-52离子交换柱(流动相为不同浓度梯度的Na Cl溶液)和葡聚糖Sephadex-G100凝胶柱(流动相为去离子水)对粗多糖进行分离纯化,苯酚-硫酸法测定多糖含量并绘制洗脱曲线,收集峰尖部分洗脱液,浓缩透析后冻干,得到水芹多糖,命名为OJP-2。多糖OJP-2的化学组成分别通过苯酚-硫酸法、BCA法和硫酸-咔唑法测定,结果显示OJP-2的总糖含量、蛋白含量、糖醛酸含量分别为80.32%、0.59%和10.35%。利用高效渗透凝胶色谱法(HPSEC)、高效阴离子色谱法、红外光谱分析、甲基化分析、刚果红实验和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行分析。结果显示OJP-2为均一多糖,重均分子量为3.626×10Da;高效阴离子渗透色谱法显示OJP-2由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和少量半乳糖醛酸组成,摩尔比分别为7.67:17.17:4.20:1.00;红外光谱扫描结果显示OJP-2具有典型的多糖结构,同时含有硫酸根、吡喃糖和β-构型结构;刚果红实验结果证明OJP-2不含三螺旋结构;甲基化结果表明OJP-2含有T-linked Araf,T-linked Arap,1,3-linked Araf,1,5-linked Araf,T-linked Galp,1,6-linked Galp,1,3,6-linked Glcp和1,3,4,6-linked Galp等糖残基。通过消化酶抑制实验和巨噬细胞RAW264.7模型评价了OJP-2的生物活性。结果显示OJP-2对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶表现出一定的抑制作用,且抑制作用均呈剂量依赖性。多糖浓度达到5 mg/m L时,OJP-2对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率分别达到54.37%和64.3%。用不同浓度的OJP-2(25-400μg/m L)处理RAW264.7巨噬细胞,其相对存活率、吞噬能力、NO和细胞因子分泌量均有明显提升。OJP-2浓度为200μg/m L时,RAW264.7细胞相对存活率提升近25%,吞噬能力提升约20%,一氧化氮(NO)产生量相比空白组细胞有显著升高,肿瘤坏死因子TNF-α和白介素IL-6产生量接近阳性对照组水平,表明OJP-2可有效激活巨噬细胞,具有一定的免疫调节活性。