由魔芋多糖降解成的魔芋葡甘寡糖(KOGM)分子质量小、在水中可溶、易于吸收,能克服上述问题。有研究表明,KOGM具有多种生物活性,与魔芋多糖相比,魔芋低聚糖具有优良的性能,能够改善食品品质、保鲜食品、改善人体肠道菌群、增强免疫力、调节血糖、血脂、肠道解毒、促进家畜生长和提高肉料比等。来自中国科学院大连化学物理研究所天然产物与糖工程组的刘启顺、陈玮、巩凤芹和尹恒*等人在实验室制备KOGM的基础上,建立了硒化KOGM(KOGM-Se)的合成技术,并对其结构和硒含量进行表征,研究其抗氧化活性,以期开发高硒含量的抗氧化有机硒食品原料。
1.KOGM-Se结构的表征
从KOGM-Se的傅里叶变换红外光谱图可以看出,3383 cm-1处的强吸收峰为—OH的伸缩振动峰。2929 cm-1和1384 cm-1处的吸收峰为C—H的伸缩振动峰和变角振动峰。1633 cm-1处出现的峰为CHO的C=O键的伸缩振动峰。1060~1027 cm-1处是糖残基C—O—C和C—O—H键的伸缩振动峰。在740 cm-1处有明显的吸收峰,为亚硒酸酯特征吸收峰,说明KOGM上发生了硒化反应,且硒的存在形式为亚硒酸酯。
比较KOGM-Se和KOGM 的核磁共振氢谱,可以看出两者峰整体形态没有太大变化;δ 4.5处的峰为β-糖苷键的C1上H峰;由于化合物为寡糖,δ 3.3~δ 4.2处的峰为糖残基C2~C5上的H峰,但没有完全分开;δ 2.1处的峰为乙酰基上C—H的H峰。KOGM-Se糖残基在δ 2.1处峰明显减弱,说明糖残基的修饰基团乙酰基占比减少。
两种寡糖在δ 101处的峰均高于δ 103处,说明甘露糖含量高于葡萄糖含量,这与KOGM的单糖组成中甘露糖与葡萄糖含量的比例是一致的。C2~C5的峰变化不大,δ 61左右C6的峰位移增加δ 0.1,说明亚硒酸酯化反应发生在C6位。另外,与KOGM相比,KOGM-Se在δ 175处的乙酰基峰明显减弱,也说明乙酰基比例减少。综合傅里叶变换红外光谱和核磁共振的表征结果,说明KOGM经硒化修饰后,得到的产物为KOGM亚硒酸酯。
2.KOGM-Se的抗氧化活性分析
两种寡糖对超氧阴离子自由基没有表现出清除活性;KOGM在高质量浓度时对DPPH自由基有一定的清除活性,而KOGM-Se没有表现出清除活性。硒化后的KOGM对羟自由基表现出很好的清除活性,其清除率与质量浓度呈正相关,最高超过90%,而未硒化的KOGM没有表现出清除活性。糖类化合物硒化反应后,会带来理化性质和立体构象的变化,导致其活性的变化,某些活性指标水平提高,而有些指标却不如未硒化的多糖。
结 论
合成的硒化魔芋葡甘寡糖为葡甘寡糖亚硒酸酯,硒含量达5.9 g/kg,远高于富硒土壤种植魔芋提取的天然多糖;硒化魔芋葡甘寡糖对羟自由基具有很好的清除作用,可作为理想的抗氧化有机硒食品原料。