《食品科学》：超声辅助酶法制备海参性腺多糖的结构特性及抗氧化活性

海参性腺是海参精深加工的副产物，含有多种生物活性物质。这些物质具有抗肿瘤、抗糖尿病、抗炎、生殖系统保护和降脂的生物活性。然而，在海参的实际加工过程中，其性腺往往被丢弃，从而造成大量的资源浪费和环境污染。为了深入开发利用海参性腺，需要对其活性物质进行研究。多糖作为海参性腺中重要的生物活性成分之一，因其丰富的生物活性而备受关注。目前，国内外专家主要对来源于海参体壁的海参多糖进行抗肿瘤、抗炎等生物活性研究。迄今为止，对海参性腺多糖（SCGP）的有效制备方法和生物活性研究鲜有报道。

东北农业大学食品学院的王静杰、王 浩*、夏秀芳*等人通过超声辅助酶（UAE）法制备海参性腺粗多糖（SCGCP），分离纯化后得到SCGP-UAE，研究SCGP-UAE的物质组成、结构特性（特征官能团、表观结构和空间构象）、热稳定性和抗氧化活性，同时与酶法、超声法制备的多糖进行比较，分析SCGP-UAE的结构特性及生物活性，旨在为其深入开发利用提供理论依据。

1、海参性腺多糖的化学组成

SCGP的化学组成如表1所示。经分离纯化后，SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE中蛋白几乎被完全去除，蛋白质量分数分别为0.54%、0.76%和0.55%。SCGP-UAE的总糖质量分数（69.13%）和硫酸基质量分数（14.73%）显著高于SCGP-E（58.76%、10.58%）和SCGP-U（62.93%、13.27%）（P＜0.05）。多糖中硫酸基含量越高，其生物活性越高。SCGP-UAE的分子质量（30.70 kDa）显著小于SCGP-E（102.33 kDa）和SCGP-U（63.70 kDa）（P＜0.05）。

2、海参性腺多糖的纯度鉴定

SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE的紫外吸收光谱如图1所示。3 种多糖在190～200 nm处都有较强的吸收峰，为多糖的特征吸收峰。此外，在260 nm和280 nm波长处，SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE均没有吸收信号，说明3 种多糖中均不存在核酸和蛋白质，分离纯化后SCGP的纯度较高，与表1中蛋白质量分数分析结果一致。

3、海参性腺多糖的FTIR特征基团分析结果

3 种方法制备SCGP的FTIR如图2所示，它们具有与典型多糖吸收峰相似的光谱。在3 346 cm -1 附近有光滑而宽阔的强吸收峰，为O-H拉伸吸收峰，该吸收峰受到分子间或分子内氢键的影响。1 701 cm -1 处的吸收峰表明SCGP内含有游离羧基。同时，1 253 cm -1 处的特征吸收峰为羧基内C＝O键的对称或不对称伸缩振动，这表明SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE为酸性多糖。在1 097 cm -1 附近处的吸收峰为C—O—H侧基的弹性振动和C-O-C糖苷键振动所引起。在960 cm -1 处的吸收峰为糖类分子振动产生的吸收峰。820 cm -1 处的吸收峰为C—O—S的对称伸缩振动所引起，表明SCGP中存在硫酸盐基团。

4、海参性腺多糖的表观形态

SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE的表观形态如图3所示。在1 500 倍电子显微镜下，3 种多糖均为薄片状，表面光滑。与SCGP-E相比，SCGP-U和SCGP-UAE的表面增加许多碎片结构。其中，SCGP-E具有较高的聚集度，这可能与其分子质量较高有关，而SCGP-U和SCGP-UAE由于分子质量较小，相对松散，使其具有较大的表面积。

5、海参性腺多糖的空间构象

由图4可知，3 种方法制备的SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE与刚果红进行反应，其最大吸收波长均随着NaOH溶液浓度的增加呈现下降趋势，说明SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE中均不存在三股螺旋结构。这是由于这3 种多糖均含有多种单糖，而杂多糖不宜形成三股螺旋结构。

6、海参性腺多糖的热稳定性结果

SCGP-E、SCGP-U、SCGP-UAE的DSC结果如图5A所示。SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE分别在64.27、80.59、87.25 ℃时出现多糖自由水的损失；多糖的放热峰峰值分别出现在429.21、432.09、485.74 ℃处，此时样品发生分解或氧化降解反应，放热峰值温度越高，表明样品的热性能越稳定。从放热峰值温度来看，SCGPUAE的热稳定性优于SCGP-E和SCGP-U。

SCGP-E、SCGP-U、SCGP-UAE的TGA结果如图5B所示。当加热到100 ℃时，SCGP-E、SCGP-U和SCGPUAE的质量损失分别为16.70%、16.45%和8.39%，这主要是自由水蒸发造成的。将SCGP-E、SCGP-U和SCGPUAE样品进一步分别加热到212.31、208.45、185.24 ℃时，多糖内部含有的束缚水被释放并蒸发为水蒸气。随着温度加热到500 ℃左右，可以观察到3 种多糖均损失了大部分质量，此时发生的热降解是由于糖苷键随机断裂和样品的转移而产生。当加热到790 ℃时，SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE的样品残留质量分数分别为23.80%、33.77%和36.22%。

7、海参性腺多糖的抗氧化活性分析结果

海参性腺多糖的ABTS阳离子自由基清除率

SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE的ABTS阳离子自由基清除率如图6A所示，3 种多糖对ABTS阳离子自由基的率效果与其质量浓度均呈剂量-效应关系，其中，SCGP-UAE的ABTS阳离子自由基清除率显著高于SCGP-E和SCGP-U（P＜0.05）。当多糖质量浓度为4.0 mg/mL时，SCGP-UAE的ABTS阳离子自由基清除率较SCGP-U和SCGP-E分别提高5.59%和2.16%。当多糖质量浓度为4.0 mg/mL时，SCGP-UAE与传统抗氧化剂VC的ABTS阳离子自由基清除率无显著差异（P＞0.05）。结果表明，超声辅助酶解法可作为高抗氧化性SCGP的有效制备技术。

海参性腺多糖的O2-·自由基清除率

SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE对O 2-· 的清除能力如图6B所示。3 种方法制备的SCGP对O 2-· 的清除活性均具有剂量-效应关系，清除能力依次为SCGP-UAE＞SCGP-U＞SCGP-E。当多糖质量浓度为4.0 mg/mL时，SCGP-UAE的O2-·清除率为56.44%，分别较SCGP-U和SCGP-E提高14.05%和33.59%；此时，VC的清除率为91.86%。结果表明，SCGP糖具有一定的O2-·清除能力，但显著低于VC（P＜0.05）。

海参性腺多糖的亚铁离子螯合能力

如图6C所示，SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE的亚铁离子螯合能力均随着多糖质量浓度升高而增强。在0.25～4.0 mg/mL的质量浓度范围内，SCGP-UAE的亚铁离子螯合能力显著高于SCGP-E和SCGP-U（P＜0.05）。在4.0 mg/mL时，SCGP-UAE的亚铁离子螯合能力为95.93%，较SCGP-U和SCGP-E分别提高26.63%和47.10%，与VC（99.27%）无显著差异（P＞0.05）。

结 论

研究结果表明，制备方法对SCGP的结构特征及抗氧化活性具有较大影响。3 种海参性腺多糖SCGP-E、SCGP-U和SCGP-UAE均不含三股螺旋结构，它们的紫外光谱、傅里叶变换红外光谱和单糖种类相似，但总糖质量分数、硫酸基质量分数、分子质量、单糖组成比例及热稳定性间存在显著差异。其中，SCGP-UAE的总糖质量分数、硫酸基质量分数及热稳定最高，分子质量最低，抗氧化活性最佳，表明其结构特性与抗氧化活性间存在相关性。因此，结合多糖结构及生物活性等因素可知，超声波辅助酶法是一种很有潜力的海参性腺多糖工业制备技术。本研究结果可为SCGP-UAE在功能性保健品中的开发和应用提供一定的依据，但SCGP-UAE的体内抗氧化活性有待进一步研究。

本文《超声辅助酶法制备海参性腺多糖的结构特性及抗氧化活性》来源于《食品科学》2021年42卷21期97-104页，作者：王静杰，杜鑫，钟强，董和亮，王浩，夏秀芳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201215-186。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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