关键词:
香菇多糖
内源性金属离子
结构
抗氧化活性
抑菌活性
摘要:
香菇多糖是香菇中主要活性成分,其内含有丰富的金属离子,但对于香菇多糖内源性金属离子对其结构、活性以及构效关系的影响却鲜有报道。本课题以香菇为原料,采用水提醇沉法提取香菇多糖,分析金属离子对其结构和活性的影响。采用DEAE-52离子交换柱层析和葡聚糖Sephadex-G100凝胶柱层析对香菇多糖进行分离纯化,获得组分多糖,研究内源性金属离子对各组分多糖结构和活性的影响。Zn对人体有重要作用,影响机体氧化应激反应,结合柠檬酸在香菇多糖产品生产过程中的作用,分析不同条件下柠檬酸对香菇多糖Zn含量的影响,为多糖工业生产和香菇资源的开发利用提供理论基础,主要结论如下:
(1)香菇多糖(LNT)的分子量分布较广,主要含有4种多糖组分,分别为358.94k Da(29.13%)、113.60 k Da(10.70%)、23.17 k Da(33.54%)和3.64 k Da(18.17%)。LNT本身含有K、Ca、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu等多种金属离子,其中K含量最为突出;经EDTA-2Na螯合处理,LNT大部分金属离子被有效去除,且金属离子去除后多糖-OH的氢键缔合增强。体外抗氧化和抑菌实验表明,内源性金属离子有助于增强香菇多糖的ABTS自由基和羟自由基清除能力,降低多糖的DPPH自由基清除能力;去除金属离子后,香菇多糖对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用下降。
(2)鉴于香菇多糖和去离子多糖具有抗氧化和抑菌活性,但其组成复杂,因此将香菇多糖进一步分离纯化为均一多糖组分,深入研究内源性金属离子对多糖结构和活性的影响。香菇多糖经DEAE-52离子交换和葡聚糖Sephadex-G100凝胶柱层析分离纯化,获得组分多糖LNT-1和LNT-2;经EDTA-2Na处理,分别去除各组分金属离子,可得ELNT-1和ELNT-2。LNT-1和LNT-2糖含量分别为75.75%和66.71%,去除金属离子后,ELNT-2糖醛酸含量显著降低。LNT-1、ELNT-1、LNT-2和ELNT-2的平均分子量分别为310.72、297.03、207.78、207.69 k Da;单糖组成以葡萄糖、半乳糖、甘露糖为主,含有少量其他单糖,去除金属离子不改变LNT-1和LNT-2的单糖组成,但改变其组成比例。高级结构研究(刚果红实验、X-射线衍射、圆二色谱)结果表明,LNT-1、ELNT-1、LNT-2和ELNT-2中均含有三螺旋结构。原子力显微镜结果显示,香菇多糖在水溶液中以链状结构、棒状结构、以及环状结构存在,LNT-1和LNT-2的糖链高度分别为0.86和0.88 nm,去除金属离子后,糖链高度降低,结构发生变化。
(3)对LNT-1、ELNT-1、LNT-2和ELNT-2进行抗氧化实验,探究其活性差异。体外抗氧化实验结果表明,四种多糖均具有DPPH、ABTS和羟自由基清除能力。ELNT-1和ELNT-2的ABTS自由基和羟自由基清除能力显著降低,DPPH自由基清除能力显著增强。对LNT-1和ELNT-1进行小鼠体内抗氧化实验,结果表明,多糖在不同脏器组织中的抗氧化活性不同,与LNT-1相比,ELNT-1体内抗氧化活性降低。
(4)柠檬酸是一种常见的食品添加剂,具有螯合能力,可以同多糖竞争金属离子,造成多糖内源性金属离子的损失。研究结果表明,柠檬酸对多糖金属离子的螯合能力受多糖与柠檬酸反应的质量比、温度和时间的影响;各因素对香菇多糖Zn含量的影响大小依次为:质量比>时间>温度。结合生产加工条件和食品品质的要求,经响应面优化后,Zn含量保留率最佳的柠檬酸使用条件为:多糖与柠檬酸质量比11:1、温度32.0℃、时间1 h,该条件下多糖产品保留较多的Zn,有助于提升产品的功能价值。