水溶性豆渣多糖的结构解析及其体外抗氧化活性研究

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水溶性豆渣多糖作为一种天然的生物活性物质,具有抗肿瘤、抗氧化和抑菌等功效,在我国食品行业中有着广泛的市场和应用前景。但目前对水溶性豆渣多糖结构研究尚未深入,限制了其相关功能性食品的开发。因此本文以豆渣为原材料,采用酶法辅助热水煮提法提取水溶性豆渣多糖,并对水溶性豆渣多糖进行分离纯化、结构解析和体外抗氧化活性研究。研究结果将为豆渣后续的产品开发及利用提供理论基础,同时对废弃豆渣造成环境污染等问题提供了一些解决思路。具体结果如下:以酶法辅助热水煮提法提取水溶性豆渣多糖SSPS,利用DEAE-纤维素离子交换层析对SSPS进行分级,得到中性糖级分SSPS-N和酸性糖级分SSPS-A,进一步对其进行化学组成、单糖组成、红外光谱及扫描电镜分析。结果显示,SSPS、SSPS-N和SSPS-A在化学组成和单糖组成上存在一定的差异;三种多糖均含有多糖的特征吸收峰;SSPS和SSPS-A均具有球形颗粒的表面层组成的致密结构,而SSPS-N则表现出薄片状结构。通过Sephadex G-100凝胶柱对SSPS-N进行分离纯化,得到三个级分SSPS-N-a(23.0%)、SSPS-N-b(65.5%)、SSPS-N-c(11.5%),进一步对其主要成分SSPS-N-b进行结构分析,结果表明,SSPS-N-b的分子量为8.6 KDa,为均一的多糖级分,主要含有半乳糖(Gal)、葡萄糖(Glc)和甘露糖(Man);红外光谱结果表明SSPS-N-b具有多糖的一般特征吸收峰;甲基化、酶解反应及核磁结果分析表明SSPS-N-b主要由β-1,4-葡甘露聚糖和β-1,4-半乳聚糖组成,且β-1,4-半乳聚糖与β-1,4-葡甘露聚糖以非共价键的方式存在,推测SSPS-N-b为β-1,4-半乳聚糖和β-1,4-葡甘露聚糖组成的多糖混合物。利用离子交换柱层析对SSPS-A进行分离纯化,得到两个级分SSPS-A1和SSPS-A2,其中SSPS-A1得率较高为45.5%。进一步利用Sepharose CL-6B凝胶柱对SSPS-A1进行分离纯化,得到四个级分SSPS-A1-a(8.0%)、SSPS-A1-b(9.0%)、SSPS-A1-c(20.8%),SSPS-A1-d(8.8%);对其主要成分SSPS-A1-c进行结构分析,结果表明,SSPS-A1-c的分子量为31.6 KDa,为相对均一的多糖级分,主要含有半乳糖醛酸(Gal A)、半乳糖(Gal)和阿拉伯糖(Ara);红外光谱结果表明SSPS-A1-c具有O-H、C-H和C=O等酸性多糖的特征吸收峰,同时SSPS-A1-c还存在一定程度的甲酯化或乙酰化修饰;核磁结果表明SPSS-A1-c主要由α-1,5-Araf、α-1,4-Galp A和β-Galp构成,推测SSPS-A1-c由阿拉伯半乳聚糖(AG)型果胶和聚半乳糖醛酸(HG)型果胶结构域组成。对SSPS、SSPS-N和SSPS-A进行了体外抗氧化活性研究。研究结果表明SSPS具有一定的抗氧化活性;对SSPS-N和SSPS-A进行抗氧化活性分析,结果表明SSPS-N的抗氧化活性强于SSPS-A;以DPPH自由基的清除能力为指标,考察SSPS-N的不同级分的抗氧化活性,结果表明SSPS-N-b对DPPH自由基的清除能力最强;利用酶解法制备SSPS-N-b不同的结构域并进行抗氧化活性研究,明确了SSPS-N-b中发挥抗氧化作用的的主要结构域是β-1,4半乳聚糖。
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