《食品科学》：蚌埠学院田长城副教授等：陈皮多糖片段的体外益生活性分析

陈皮中富含黄酮、挥发油、生物碱、多糖等多种活性组分，其中多糖是陈皮水提物中含量最多的一种生物大分子，具有多种生物活性。课题组之前对不同年份陈皮水溶性多糖的结构进行比较，发现随着陈皮年份的增长，陈皮中水溶性多糖的结构随之发生变化，如阿拉伯糖含量增加，半乳糖醛酸含量减少，可溶性共轭酚酸含量增多等；与1 年份橘皮相比，5 a以上的陈皮多糖具有较为显著的肠道免疫活性。由此可见，陈皮水溶性多糖的结构与其活性存在密切关联，但具体的构效关系尚不清楚。

蚌埠学院食品与生物工程学院的田长城，陶志杰，李 晶等研究以10年份陈皮为研究对象，依次采用水提醇沉、酸法降解、离子交换吸附和葡聚糖凝胶层析的方法得到3 种多糖片段；运用化学和色谱法对不同片段结构进行初步表征，并通过体外实验比较其益生活性；旨在进一步解释陈皮健胃消食的作用机理，同时也为陈皮的深度开发提供一定思路。

01

陈皮多糖片段的制备

10年份陈皮经干燥、脱色和脱脂后采用水提醇沉法得到Cpp，得率约占陈皮质量的17.6%。陈皮多糖外观呈褐色，易溶于水，其水溶液（1 mg/mL）pH值为4.2±0.2。采用酸水解法对粗多糖进行降解获得聚合度较低的多糖片段。如图1A所示，当用超纯水、0.05 mol/L和0.1 mol/L NaCl溶液洗脱时，得到了3 种含量较多的多糖组分，分别记作f1、f2和f3。继续用高浓度的NaCl溶液洗脱时多糖片段产量显著减少（f4，0.2 mol/LNaCl）或无洗脱组分（0.5 mol/L NaCl），该现象表明酸解后得到的10年份陈皮多糖片段没有或带少量阴离子基团。由于f4得率极低，不能满足后期研究的需要，所以仅对组分f1、f2和f3作进一步纯化和研究。3 种多糖组分分别用葡聚糖凝胶层析柱进一步分离纯化，如图1B所示，f1、f2和f3组分中均含有2～3 种不同分子质量的片段，其中f1-1、f2-2和f3-2含量较多，被用于后期的活性研究。

02

陈皮多糖片段的性质

如表1所示，片段f2-2的得率最高，约为Cpp质量的25.9%。3 种多糖片段的总糖含量均高于粗多糖，表明两种分离方法能有效去除多糖外组分，得到纯度较高的多糖。10年份陈皮多糖及其片段均含有一定量糖醛酸，表现出果胶类多糖的特征。Cpp中糖醛酸含量最高，而3 种酸解片段的糖醛酸含量均有所下降，其中f2-2中糖醛酸含量最少。高效液相色谱法比较多糖片段的分子质量，其中f2-2分子质量最小，为1.15×104 Da。

03

陈皮多糖片段的单糖组成

以6 种单糖标准品气相色谱的出峰时间和峰面积为依据，分析不同样品的单糖类型和含量。如图2所示， Cpp 主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，其物质的量比为0.26∶1.00∶0.44∶0.11∶0.08∶0.98。f1-1中包含鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，其物质的量比为1.72∶1.00∶0.42∶2.12∶2.46。f2-2中仅含鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖，其物质的量比为0.21∶1.00∶0.25，f3-2中含有较多的阿拉伯糖和半乳糖（物质的量比为1.00∶0.08）以及微量的木糖、甘露糖和葡萄糖。

04

陈皮多糖片段的红外光谱分析结果

如图3所示，3 440 cm－1处的吸收峰来源于O—H键的伸缩振动，2 940 cm－1处则是由于C—H的伸缩振动。此外，1 750 cm－1和1 630 cm－1处的吸收峰分别对应酯化羟基和游离羟基的伸缩振动，可以用于表征果胶多糖的酯化程度。f1-1和f3-2的酸性糖基以游离状态形式存在，而f2-2片段中酸性糖基部分酯化。此外，1 420 cm－1处吸收峰进一步证明了游离羧基的存在，而1 100 cm－1处的吸收峰则表明吡喃型半乳糖的存在。

05

陈皮多糖片段的益生元活性评价

将对照组（1 mg/mL葡萄糖）中乳酸杆菌和双歧杆菌表达水平均定义为1，经24 h培养，含有Cpp或f2-2培养基中乳酸杆菌数量分别为对照组的1.58 倍和3.20 倍（图4A）（P＜0.05），而含有f2-2培养基中双歧杆菌数量为对照组的2.9 倍（图4B），表明f2-2可以优先被乳酸杆菌和双歧杆菌利用，促进这两种益生菌的生长。

06

陈皮多糖片段对肠道菌群产SCFA的影响

如表2所示，相较于对照组（1 mg/mL葡萄糖），f2-2的添加显著降低了发酵上清液中乙酸含量，但是提高了丙酸含量（P＜0.05）。值得注意的是，f1-1和f2-2的添加均导致丁酸形成，进一步证明了酸解多糖片段可以优先被肠道中的某些菌种利用，从而对人体肠道健康产生有益影响。

近年来，越来越多的研究表明果胶多糖不仅是一类结构多糖，同时具有多种生物活性。果胶多糖分子质量大、结构复杂，含有多个不同的结构域，如聚半乳糖醛酸、鼠李半乳糖醛酸聚糖（RG）I和RG II、木半乳糖醛酸聚糖等。其中，RG-I片段的主链由半乳糖醛酸和鼠李糖交替连接而成，在鼠李糖的O-4上连接有阿拉伯聚糖或半乳聚糖侧链。当果胶多糖受外界环境（紫外线、酶、压力等）影响时，会释放出具有特殊结构的多糖片段，活性也发生相应变化。

Van Den Abbeele等利用SHIME模型评价胡萝卜果胶中RG-I片段对人肠道菌群的影响，发现其具有显著的益生元功效。10年份陈皮水溶性多糖Cpp酸解后形成的片段f2-2富含鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖（醛酸），具有RG-I片段的结构特征，推测陈皮果胶多糖良好的益生元功效主要归因于其中的RG-I片段，陈皮果胶多糖可能是一种潜在的益生元。

本文《陈皮多糖片段的体外益生活性分析》来源于《食品科学》2023年44卷第20期183-188页，作者：田长城, 陶志杰, 李晶, 等。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221011-104。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

非热加工专栏：江苏大学邹小波、石吉勇教授等：米糠非热稳定化处理技术研究进展