《食品科学》：中国海洋大学赵雪副教授等：钝顶螺旋藻多糖的分离纯化及组成分析

螺旋藻中富含多糖（15%～20%）、藻蓝蛋白（20%～28%）、不饱和脂肪酸（6%～13%）、维生素、叶绿素以及胡萝卜素、硒、锌和亚麻酸等营养物质，被美国食品药品监督管理局誉为人类的“最佳蛋白来源”，广泛应用于保健食品中。螺旋藻大部分生长在碱性盐湖，因此其多糖的主要存在形式为酸性杂多糖。研究表明螺旋藻多糖有抗氧化、 免疫调节、抗病毒、降血糖、抗肿瘤、肠道调节等生物活性。

中国海洋大学食品科学与工程学院的范 斌、罗娟梅、赵 雪*等人采用蛋白酶酶解、热水提取、Q-Sepharose Fast Flow（Q-FF）阴离子交换柱法，从钝顶螺旋藻水溶性多糖中提取和分离纯化出5个多糖组分，分析比较不同多糖组分的基本化学组成。采用热降解结合亲水液相色谱-高分辨傅里叶转换质谱（HILIC-FTMS）联用技术，进一步解析螺旋藻多糖糖链的寡糖片段和精确组成，以期为螺旋藻多糖的产品开发和高值化利用提供数据参考。

1、钝顶螺旋藻不同多糖组分的基本化学组成分析比较

表1中不同多糖组分的单糖组成分析发现，P0组分是一种葡聚糖，葡萄糖物质的量分数为77.49%，而半乳糖、鼠李糖、氨基葡萄糖、岩藻糖物质的量分数在2%～6%之间；P0.2组分是一个非常复杂的中性硫酸多糖，含有10种单糖，主要由葡萄糖（30.00%）、半乳糖（18.32%）、鼠李糖（12.72%）、岩藻糖（10.68%）等中性糖组成的杂多糖；而P0.4组分是一个非常复杂的硫酸鼠李聚糖，鼠李糖质量分数为30.46%，同时含有比较高的葡萄糖醛酸（14.91%）、葡萄糖（13.48%）、半乳糖（13.58%）和岩藻糖（11.26%）；而P0.6组分主要由鼠李糖（45.81%）和葡萄糖醛酸（20.75%）组成的低硫葡萄糖醛酸鼠李聚糖。

各个组分的单糖组成液相色谱图见图1。比较发现，P0.8组分与P0.6组分单糖组成非常相似，但是其硫酸根质量分数远高于P0.6组分，达到14.46%。

2、多糖的红外光谱分析

钝顶螺旋藻4个多糖组分的红外光谱分析的比较（图2） 可知，钝顶螺旋藻多糖P0～P0.6样品在3 354 cm-1 附近均有强的O—H的伸缩振动峰，1 397 cm-1附近的O—H 的弯曲振动峰，结合1 028 cm-1附近的C—O—C碳水化合物骨架的伸缩振动峰，其为糖类共有的官能团；4个多糖组分在2 930 cm-1附近有C—H的伸缩振动峰，说明可能存在鼠李糖和岩藻糖的甲基或其他饱和碳氢键的伸缩振动；在1 651 cm-1附近有COO—和—NHCOCH3的 C＝O键的伸缩振动和非对称伸缩振动，以及N—H键的弯曲振动；1 543.10 cm-1处是＝CH2的变形吸收峰；P0和P0.2组分在1 543 cm-1有N—H的弯曲振动峰，说明含有—NH—；1 240 cm-1附近较小的吸收峰为S＝O伸缩振动峰，证明4个多糖组分都含有少量硫酸根。

3、多糖的分子质量测定结果

图3和表2为高效凝胶排阻色谱法对不同多糖组分及其降解产物分子质量的分析。P0和P0.2多糖组分中主要由分子质量为5.21 kDa（64.13%）和40.92 kDa（65.36%）的组分构成，还含有少量的分子质量为1 047 kDa（23.73%）和1 207 kDa（9.79%）的高分子质量多糖。而P0.4和P0.6多糖组分的分子质量低于P0和P0.2组分，主要含有分子质量180 kDa和167 kDa的多糖组分，还含有少量的分子质量小于1 kDa的组分。

为了进一步分析钝顶螺旋藻多糖的结构特点，采用热降解法在100 ℃、pH 5.0降解钝顶螺旋藻多糖30 min。如表2所示，各多糖组分的分子质量显著下降，分子质量小于1 kDa的寡糖相对比例升高。

4、P0.2组分的热降解产物中寡糖的组成和糖链组成分析

采用HILIC-FTMS法分析钝顶螺旋藻P0.2组分的热降解产物，共发现了52个寡糖，相对丰度为0.01%～23.70%。表3为其中主要的22种寡糖的分子质量和相对丰度的比较。

5、P0.4组分的热降解产物中寡糖的组成和糖链组成分析

表4为其中28个主要寡糖的分子质量和相对丰度的比较。单糖组成分析说明P0.4组分主要由鼠李糖组成，鼠李糖（30%）的相对丰度远高于岩藻糖（11%），因此认为糖链中的脱氧己糖主要是鼠李糖。在降解产物中，鼠李糖-戊糖（Rha1-4 Pent1-2）寡糖相对丰度最高（29.78%），尤其是三糖Rha2 Pent1最高，达到17.39%，说明糖链上主要是Rha-Rha-Pent的三糖重复单元和其他鼠李糖-戊糖寡糖片段组成，每1～2个鼠李糖上就连接1个戊糖；降解产物中鼠李糖-糖醛酸寡糖（Rha1-4 GlcA1）占24.04%，尤其是二糖Rha1 GlcA1的相对丰度最高，达到20.99%。

6、P0.6组分的热降解产物中寡糖的组成和糖链组成分析

采用HILIC-FTMS法分析P0.6组分的热降解产物，共解析出65个寡糖，相对丰度为0.01%～19.37%， 表5为其中主要的24个寡糖的分子质量和相对丰度的比较。

结论：

研究证明，离子交换色谱、热降解和HILIC-FTMS联用技术，是分析钝顶螺旋藻中复杂的硫酸多糖糖链的精细组成的有效技术。下一步需要利用高效液相色谱-多级质谱联用技术解析寡糖的结构和序列，可以进一步解析钝顶螺旋藻多糖糖链的精确结构，为钝顶螺旋藻多糖的开发利用提供结构基础。

本文《钝顶螺旋藻多糖的分离纯化及组成分析》来源于《食品科学》2022年43卷4期160-166页，作者：范斌，罗娟梅，张鸿伟，张晓梅，王莉，安子哲，卢海燕，赵雪。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201104-035。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

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