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FSHW:分蘖洋葱多糖的分离、纯化、结构特征和抗氧化性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-27
核心提示:分蘖洋葱(Allium cepa L. var. agrogatum Don),百合科植物,20世纪初开始在中国东北地区广泛种植,具有耐贮藏、耐寒耐旱、生长周期短等诸多有利特性。
   分蘖洋葱(Allium cepa L. var. agrogatum Don),百合科植物,20世纪初开始在中国东北地区广泛种植,具有耐贮藏、耐寒耐旱、生长周期短等诸多有利特性。分蘖洋葱具有辛辣味,可生吃、熟食,也可作为食品添加剂。其鳞茎近似球形,种子外皮呈红色,叶子呈深绿色、管状、长约30 cm,球茎具有很强的分蘖能力。单株可形成多个较大球茎,其刺激性气味比普通洋葱强,这种气味主要来自于有机硫化合物。分蘖洋葱中的有机硫化合物主要是脂肪族烃类二硫化物和三硫化物。这些有机硫化合物已被确定为硫代醚(R-Sn-R(S-硫化物))、硫代硫酸盐(R-S(O2)-S-R)、硫代硫酸盐(S-S(O)-R)和硫代苯。近年来的药理研究表明,其有机硫化合物除具有抗菌活性,缓解糖尿病、降低胆固醇和抗癌活性外,还具有其他有益功能。
 
  关于分蘖洋葱的研究主要集中在有机硫化合物和黄酮类化合物。分蘖洋葱的多糖含量为13.16%(干质量)。目前关于分蘖洋葱中多糖的研究还较缺乏。多糖是一种重要的生物大分子,由相同或不同的单糖通过糖苷键连接而成,是所有生物体中不可缺少的成分。由于其功能广泛,越来越受到人们的关注。有研究通过脱蛋白、漂白、DEAE-52纤维素柱纯化等方法获得了精制的洋葱多糖,并对多糖的性质和组成单糖进行了测定。另有研究用4 种不同溶剂提取洋葱多糖,并研究了4 种馏分的抗氧化作用。研究发现,用稀碱和螯合剂提取的洋葱多糖对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、羟基自由基、超氧化物阴离子自由基的清除活性最高,对还原力和Fe2+螯合力的抗氧化活性也最高。最近有研究报道,多糖具有多种抗氧化作用,并揭示了多种不同结构的多糖。本研究中吉林农业大学的Hongcheng Liu、Hongxiu Fan、Tingting Liu、Dawei Wang等从分蘖洋葱中提取、纯化和表征多糖,并评估了其抗氧化潜力,以提高这种蔬菜作物的实际应用和附加价值。
 
  02
 
  Results and Discussion
 
  本研究经过超声微波辅助水萃取,乙醇沉淀和脱蛋白后,从分蘖洋葱中分离出粗ALAP多糖,并通过离子交换柱DEAE-52进一步纯化,收集到均一多糖ALAP-21。
 
  DPPH自由基清除能力
 
  DPPH清除能力是通过抗氧化剂引起的DPPH紫外线吸收减少来衡量的。当DPPH自由基接受由抗氧化剂提供的电子或自由基种类时,DPPH自由基就会失去这种吸收功能,导致视觉上由紫色变为黄色。DPPH自由基与抗氧化剂之间的反应机理与抗氧化剂的结构有关。实践证明,在反应期内被抗氧化剂还原的DPPH自由基分子数与抗氧化剂的羟基数相等。本研究结果表明,ALAP-21具有明显的DPPH自由基清除能力,且样品浓度与抗氧化剂活性之间存在剂量依赖关系,在0.1~0.5 mg/mL范围内,ALAP-21的DPPH自由基清除效果从23.32%增加至82.02%,但在相同浓度下,ALAP-21的DPPH自由基清除能力不如VC。
 
  羟基自由基清除能力
 
  羟自由基是最活跃的自由基,会对活体器官中的蛋白质、碳水化合物、脂质和DNA等生物大分子造成氧化损伤,导致细胞重组和细胞凋亡。因此,羟自由基清除能力是评价抗氧化活性最广泛使用的指标之一。研究结果显示,在测试的浓度范围内,ALAP-21的羟基自由基清除能力以剂量依赖性的方式增加,但VC的羟基自由基清除能力相对较强。在浓度为1.0 mg/mL时,ALAP-21和VC对羟基自由基的清除效果分别为53.33%和97.01%。
 
  超氧阴离子自由基清除能力
 
  超氧阴离子自由基被认为是生物体内最重要的自由基之一,也是其他活性氧物质的前体,可引起有害的羟基自由基和脂质过氧化反应。超氧阴离子自由基除了对活细胞内的生物大分子造成直接损伤外,还能分解生成羟基自由基和单氧基,在局部引起氧化应激、细胞损伤、脂质过氧化、炎症以及癌症等多种疾病。本研究显示,ALAP-21对超氧化物阴离子自由基的清除能力随着浓度从0.2 mg/mL增加到1.0 mg/mL,呈现出明显的剂量依赖性,而VC在测试浓度下表现出更强的超氧化物阴离子自由基清除作用。在1.0 mg/mL时,ALAP-21和VC的最大清除活性分别为50.28%和98.03%,表明ALAP-21对超氧化物阴离子自由基具有中度清除作用。
 
  03
 
  Conclusion
 
  采用超声波微波辅助水萃取法从分蘖洋葱中提取出一种新的酸性多糖ALAP-21,用DEAE-52阴离子交换柱和Sephadex G-100色谱柱纯化,通过化学分析、FT-IR和NMR光谱等方法对其结构进行了阐明。结构分析表明,ALAP-21主要由葡萄糖、半乳糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、果糖和葡萄糖醛酸组成,相对摩尔比为26.282∶27.546∶11.400∶4.781∶2.467∶2.445∶3.622∶1.106∶1.753。此外,体外抗氧化活性实验表明,ALAP-21对DPPH、羟基和超氧化物阴离子自由基有明显的清除能力。因此,本研究合理认为,ALAP-21可能在功能性食品、化妆品和治疗性药物中具有重要的应用价值。之后的研究需要进一步深入研究ALAP-21中的糖苷连接序列,阐明多糖结构与抗氧化活性之间的关系。
 
 
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