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桑葚(Mori Fructus)又名桑椹,为桑科(Moraceae)植物桑树(Morus alba Linn.)的成熟果实,是人们常食的水果之一。其被载入《中国药典》2020版第一部,且进入药食同源目录中。研究表明,桑葚对人体健康有益,这可能与桑葚所含的酚类、氨基酸、糖类等化合物有关。桑葚多糖(Mori Fructus polysaccharide,MFP)是桑葚中有效的药用活性成分之一,具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂等活性。目前对桑葚多糖的研究主要集中在桑葚粗多糖上,缺乏对分子量均一桑葚多糖的结构表征和生物学活性研究。多糖的提取是天然多糖资源研究和利用的关键环节,但关于不同提取方法得到的桑葚多糖在结构和生物活性方面的差异的报道较少。针对这一现状,本研究以桑葚为原料,考察不同桑葚多糖组分在理化性质、结构特征和生物活性方面的差异。然后初步筛选出活性最佳的桑葚多糖组分,进一步分离纯化得到相对分子量均一的桑葚多糖。利用离子色谱、甲基化、扫描电镜和热重等技术手段对其结构深入解析。最后,通过体外活性实验再对纯化后桑葚多糖的抗氧化活性和降血糖活性进行评价,讨论其发挥生物活性的主要因素。主要研究内容与结果如下:1.本研究采用冷水浸提、沸水浸提、不同浓度乙醇(50%、25%、0%)辅助超声提取和热水浸提分别得到6种桑葚粗多糖(命名为:MFP-I、MFP-II、MFP-III、MFP-IV、MFP-V、MFP-VI)。结果表明,MFP-III的多糖得率最高;MFP-V的多糖得率最低。MFP-III的总糖含量显著高于其他多糖组分(P<0.05),MFP-II的总糖含量最低。MFP-III和MFP-II的蛋白质含量显著低于其他组分(P<0.05),而MFP-V和MFP-IV的蛋白质含量较高。6种桑葚多糖均是酸性多糖,MFP-V的糖醛酸含量最高,MFP-III的最低。MFP-III的花青素含量显著低于其他组分(P<0.05),而MFP-IV的花青素含量最高。2.单糖组成分析表明,6种桑葚多糖主要由葡萄糖构成,其次是甘露糖、鼠李糖、半乳糖和阿拉伯糖。MFP-III的葡萄糖含量最高,MFP-II增加了阿拉伯糖的比例,MFP-VI增加了鼠李糖的含量。MFP-V中鼠李糖、半乳糖、半乳糖醛酸和阿拉伯糖的含量高于其他组分。紫外光谱分析结果表明,6种桑葚多糖不含核酸物质,但含少量蛋白质。红外光谱分析表明,所得多糖均具有多糖的典型红外光谱特征,均含有α构型糖苷键和β构型糖苷键,且都是吡喃糖形式。核磁分析结果验证了6种提取方法得到的桑葚多糖同时含有α-吡喃葡萄糖和β-吡喃葡萄糖。热力学分析表明,在20~800℃温度范围内,MFP-I结构受热不稳定;MFP-V结构受热较稳定。扫描电镜结果表明,用不同方法提取的桑葚多糖具有不同的表观尺寸和形状结构。MFP-I和MFP-III多糖内分子交联程度高,结构紧密,表面都是薄膜状。MFP-II和MFP-V由不规则的粗糙表面和不同形状的小颗粒组成。MFP-IV和MFP-VI具有片状致密形态,表面结构相对光滑,片状结构稳定。刚果红试验结果表明,6种桑葚多糖均不含有三股螺旋结构。3.体外抗氧化活性实验结果表明,在0.1~0.5 mg/m L浓度范围内,6种桑葚粗多糖对DPPH自由基的清除活性依次为MFP-IV>MFP-I>MFP-VI>MFP-V>MFP-II>MFP-III;对ABTS自由基的清除能力依次为MFP-IV>MFP-I>MFP-VI>MFP-V>MFP-II>MFP-III。当多糖浓度在0.5 mg/m L下,MFP-IV的DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率最高,接近抗坏血酸(VC)的清除活性,抗氧化活性最好。降血糖活性实验结果表明,在2~10 mg/m L浓度范围内,6种桑葚多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制能力大小依次为:MFP-III>MFP-I>MFP-IV>MFP-V>MFP-II>MFP-VI;对α-淀粉酶抑制能力大小依次为:MFP-III>MFP-V>MFP-IV>MFP-VI>MFP-I>MFP-II。MFP-III对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的活性的抑制作用最强,降血糖活性最好。4.综合评价不同桑葚多糖组分的理化性质、结构特征以及生物活性,初步筛选出最佳活性组分是50%乙醇超声辅助提取(MFP-III)。通过DEAE cellulose-52纤维素柱,分别采用不同浓度的Na Cl溶液(0 mol/L、0.05 mol/L、0.1 mol/L)梯度洗脱MFP-III,分离得到3个洗脱组分。其中,蒸馏水洗脱组分的糖含量最高。收集蒸馏水洗脱组分,再经Sephadex G-100凝胶柱层析分离得到一个相对均一的洗脱峰,得率为:12%。5.高效凝胶渗透色谱法分析结果表明,MFP-III的色谱图只出现单一色谱峰,峰型对称性较好,说明MFP-III纯化后的多糖纯度较高。根据葡聚糖标准曲线,计算得出MFP-III纯化多糖的Mp为9225 Da,Mw为10353 Da,Mn为7847 Da。化学分析结果表明,MFP-III纯化多糖的总糖含量高于MFP-III粗多糖。MFP-III的糖醛酸含量显著低于MFP-III粗多糖。此外,MFP-III中未检出蛋白质和花青素。MFP-III纯化多糖的单糖组成有岩藻糖(1.40%)、鼠李糖(1.10%)、阿拉伯糖(7.30%)、半乳糖(7.40%)、葡萄糖(45%)、N-乙酰-D氨基葡萄糖(1.40%)、木糖(1.60%)、甘露糖(1.80%)、果糖(33%)。紫外光谱分析表明,MFP-III不含蛋白质和核酸。红外光谱分析结果表明,MFP-III具有典型的多糖特征吸收峰,并且MFP-III中存在β-糖苷键和吡喃糖环。甲基化结果表明,MFP-III为果聚糖,其糖苷键连接方式主要为→1)-Fruf-(2→(27.1%)和Glcp-(1→(25.1%)。6.当多糖浓度为5 mg/m L时,纯化后的MFP-III对DPPH自由基和ABTS自由基的清除率显著低于MFP-III粗多糖(P<0.001)。当多糖浓度为10 mg/m L时,纯化后的MFP-III对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制率显著高于MFP-III粗多糖(P<0.001),降血糖活性升高。本研究证明,不同提取方法得到的桑葚多糖在理化性质、结构特征和生物活性方面有不同的差异。桑葚粗多糖经凝胶进一步纯化后纯度升高,总糖含量增加,蛋白质、花青素、糖醛酸含量降低,分子量较低,主要由果糖和葡萄糖组成,糖苷键连接方式主要为→1)-Fruf-(2→和Glcp-(1→。纯化后的桑葚多糖其抗氧化活性明显降低,但降血糖活性增加,说明可能是一种潜在的抗糖尿病天然药物。