《食品科学》：新疆农业大学包晓玮教授等：H2O2-VC降解对沙棘果皮渣多糖初级结构及体外抗氧化与降糖活性的影响

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）是我国传统药食同源植物，果实富含多种生物活性成分，有“维生素宝库”与“天然药物”之称。近年来，沙棘加工产业规模化发展产生大量副产物——沙棘果皮渣。目前，这些果皮渣多被直接废弃或作低价值饲料，既浪费功能性成分，又造成环境负荷。但研究显示，沙棘果皮渣仍含丰富的功能性成分，尤其是多糖类物质。因此，实现沙棘果皮渣高值化开发利用、推动农业副产物资源化循环，成为食品科学、医药学及农业资源利用领域的重点研究方向之一。

多糖是沙棘果皮渣中重要的活性成分，研究表明其有抗氧化、免疫调节等多种生理功能。但天然多糖因分子质量大、分支化程度低等结构特征，制约了生物利用度和生理活性发挥，限制了在相关领域的开发与应用。采用物理、化学或生物酶法等技术对天然多糖进行降解修饰，是改善其生物功能活性的有效方法。降解处理可将大分子多糖断裂为低分子质量多糖或寡糖，提升其应用价值。 H 2 O 2 -VC降解体系主要是VC通过直接电子转移还原 H 2 O 2 生成多种活性物质，相比传统Fenton反应，具有无金属残留、绿色环保、稳定性好、pH值适用范围宽等优点。

新疆农业大学食品科学与药学学院的牟晓娟、曾琦琪、包晓玮*等拟采用 H 2 O 2 -VC法对沙棘果皮渣多糖（SBRP）进行降解，研究降解前后多糖的初级结构、体外抗氧化及降糖活性，旨在为沙棘加工副产物的高值化综合利用提供新的思路，也为其在功能性食品的开发应用提供理论依据。

1 SBRP和VC-SBRP多糖化学组成及分子质量分析

研究表明多糖的化学组成及分子质量大小与生物活性紧密关联。经H2O2-VC氧化降解后，SBRP转化为VC-SBRP，降解产物VC-SBRP得率为（55.678±1.209）%。如表1所示，SBRP与VC-SBRP的总糖质量分数分别为（62.606±0.802）%和（68.769±0.674）%，蛋白质量分数为（0.423±0.010）%和（0.342±0.010）%，总糖含量显著提升，蛋白质含量显著下降且重均分子质量由265.38 kDa降低至135.75 kDa。

2 SBRP和VC-SBRP单糖组成分析

单糖组成的种类与比例决定多糖的糖苷键类型、连接方式及空间构象，而这些结构特征直接关联多糖的生物活性。如表2、图1所示，SBRP和VC-SBRP均为杂多糖，两种多糖单糖组成均以GalA、Ara、Glc、Man为主，表明H2O2-VC降解未改变SBRP的核心单糖组成，仅引起各单糖物质的量占比发生显著变化，这与H2O2-VC体系选择性断裂糖苷键的特性相符。降解后多糖中Ara物质的量占比明显提升，GlcA物质的量占比升高，GalA和Glc下降。GalA是果胶类多糖的特征单糖，由表2可知，SBRP中GalA物质的量占比较高，说明其可能是一种高果胶的多糖，经H2O2-VC体系降解后侧链断裂导致Ara等单糖的释放。Ara是阿拉伯聚糖的主要组成单元，而阿拉伯聚糖具有较强的抗氧化活性，Ara物质的量占比提升可能是VC-SBRP抗氧化活性强化的重要原因之一。

3 SBRP和VC-SBRP傅里叶变换红外光谱分析

由图2可看出，两种多糖在3421 cm -1 和3430 cm -1 处有—OH伸缩振动引起的宽而强的吸收峰，3600～3200 cm -1 处为糖的特征峰。2930 cm -1 和2 928 cm -1 处的吸收峰为C—H键伸缩振动引起的，1 732、1 744、1634 cm -1 和1 618 cm -1 处的吸收峰是由羧酸酯（—COOR）的羰基（C＝O）和羧基（—COO—）伸缩振动引起的，这也表明两种多糖均存在糖醛酸，与单糖组成结果一致。1 000～1 200 cm -1 的多重吸收峰源于吡喃型糖环的C—O—C非对称伸缩振动和C—O—H 的弯曲振动，表明两种多糖均存在吡喃型糖环。1 300～1 400 cm -1 处的吸收峰是由C—H的弯曲振动和吡喃糖环的醚键（C—O—C）振动以及酯的C—O伸缩耦合引起的。920 cm -1 和832 cm -1 处的微弱峰证实了VC-SBRP中同时存在α-糖苷键和β-糖苷键，而SBRP的该区域吸收峰不明显，表明降解后多糖的糖苷键类型发生改变，可能是由于主链糖苷键断裂后，侧链重新连接形成新的α-、β-糖苷键，或原本隐藏的糖苷键暴露，这也可能影响多糖的空间构象与生物活性。

4 SBRP和VC-SBRP扫描电子显微镜分析

多糖的微观形态与其水溶性、生物利用度密切相关，扫描电子显微镜可直观反映降解对多糖微观结构的影响，如图3所示，SBRP表面呈粗糙的片状结构，孔隙数量少、孔径小，结构致密；VC-SBRP表面可以观察到大量孔隙并且孔隙结构较复杂、孔隙增大、片状结构数量减少，呈现出较多的网状、丝状以及少量的球状结构，表明H2O2-VC降解使多糖大分子链断裂为小分子片段，分子间的氢键、疏水相互作用减弱，原本聚集的多糖颗粒分散，形成疏松的网状结构。

5 SBRP和VC-SBRP体外抗氧化活性评价

5.1 SBRP和VC-SBRP对DPPH自由基清除能力

DPPH自由基是一种稳定的有机自由基，其清除能力可直观反映样品的体外抗氧化活性，半抑制浓度（IC50）值越低，抗氧化活性越强。如图4所示，SBRP、VC-SBRP和阳性对照组（VC）都表现出较强的清除DPPH自由基能力，两种多糖清除DPPH自由基能力方面均呈明显的剂量依赖性。经线性拟合后计算出VC-SBRP和SBRP清除DPPH自由基的IC50值分别为0.13 mg/mL和0.37 mg/mL，降解后清除能力提升约1.85 倍，表明经降解后多糖清除DPPH自由基能力得到显著提升。

5.2 SBRP和VC-SBRP对ABTS阳离子自由基清除能力

如图5所示，SBRP和VC-SBRP对ABTS阳离子自由基的清除率随其质量浓度升高呈显著递增趋势，表明SBRP和VC-SBRP的ABTS阳离子自由基清除活性具有明确的剂量依赖关系。通过线性拟合分析计算，SBRP与VC-SBRP的ABTS阳离子自由基清除率IC50分别为0.31 mg/mL和0.10 mg/mL。进一步证实H2O2-VC降解可有效增强多糖体外抗氧化活性。VC-SBRP对ABTS阳离子自由基的清除能力提升幅度略高于DPPH自由基，可能是由于ABTS阳离子自由基为水溶性，而VC-SBRP经降解后水溶性提升，更易与ABTS阳离子自由基在水溶液中接触反应。

6 SBRP和VC-SBRP体外降糖活性评价

6.1 SBRP和VC-SBRP对α-淀粉酶活性影响

如图6所示，SBRP和VC-SBRP对α-淀粉酶抑制率均随质量浓度的升高而增强，说明两种多糖在2～10 mg/mL质量浓度区间内α-淀粉酶抑制效应均呈明显的剂量依赖性。当样品溶液质量浓度为10 mg/mL时，VC-SBRP的抑制率为55.19%，SBRP抑制率仅为36.88%，通过线性拟合分析计算，SBRP与VC-SBRP对α-淀粉酶的IC50值分别为12.61 mg/mL和8.77 mg/mL，结果表明降解后多糖对α-淀粉酶抑制能力得到提高。

6.2 SBRP和VC-SBRP对α-葡萄糖苷酶活性影响

如图7所示，SBRP和VC-SBRP抑制α-葡萄糖苷酶的能力均随质量浓度的升高而增强，说明SBRP和VC-SBRP在抑制酶活性方面均呈明显的剂量依赖性。当样品溶液质量浓度为1 mg/mL时，VC-SBRP的α-葡萄糖苷酶抑制率为94.57%，效果与0.1 mg/mL阳性对照品阿卡波糖相近。SBRP降解后对α-葡萄糖苷酶的IC50值由0.87 mg/mL下降至9.73 μg/mL。

7 讨论与结论

本研究以沙棘果皮渣为原料，采用超声波辅助水提醇沉法提取SBRP，利用 H 2 O 2 -VC氧化降解法对SBRP进行降解。降解后多糖含量显著提升，蛋白质含量降低，分子质量显著降低，这可能是由于 H 2 O 2 -VC降解过程中，体系内生成的羟自由基使大分子糖链断裂进而降低多糖分子质量，还同步脱除了与多糖分子结合的蛋白质类杂质。研究证实，抗坏血酸可通过自由基反应靶向攻击糖链糖苷键，显著降低多糖分子质量，且该改性过程不会改变多糖的核心单糖组成。谭诗敏等用 H 2 O 2 -VC降解香水莲花多糖，降解后多糖纯度显著提升、杂质含量降低，这与本研究结果一致。降解后单糖组成比例与微观形态发生改变，Ara占比显著提升、GalA与Glc占比下降，微观结构由致密片状转变为疏松网状，同时糖苷键类型发生轻微改变，但核心单糖组成与官能团未发生变化，表明 H 2 O 2 -VC降解具有结构靶向性，可在保留多糖核心结构的基础上实现改性。

α-淀粉酶与α-葡萄糖苷酶是淀粉消化代谢过程中的关键限速酶，对上述两种酶活性的抑制是多糖发挥降糖作用的核心途径。体外抗氧化及降糖活性评价结果显示降解后多糖生物活性得到显著提升。这可能归因于降解后多糖分子质量减小，分子链缩短，使其在体外反应体系中可与自由基充分接触，提升活性位点的暴露效率，且降解后微观结构松散密切相关，该结构特征使其更易与酶的活性位点结合，从而阻碍底物与酶的相互作用。研究表明，超声波辅助 H 2 O 2 -VC降解人参多糖降解后低分子质量多糖的DPPH自由基清除率较原多糖提升近3 倍，Long Xiaoshan等研究中指出，经 H 2 O 2 -VC降解后的低分子质量多糖对胰岛素抵抗和缓解细胞氧化损伤方面表现出更好的降糖活性上述研究均为本研究结果的可靠性提供了有力佐证。

综上， H 2 O 2 -VC降解对SBRP具有显著的降解作用，通过改变多糖分子质量、提升总糖含量、改变微观结构等途径，同时增强了其体外抗氧化与降糖活性，本研究通过降解实现了其多糖组分的生物功能强化，为沙棘加工副产物的高值化开发提供了新的技术路径，有望推动沙棘产业的全链条高质量发展。

引文格式：

牟晓娟, 曾琦琪, 穆合塔尔·斯地克, 等. H 2 O 2 -VC降解对沙棘果皮渣多糖初级结构及体外抗氧化与降糖活性的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(11): 162-168. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251223-193.

MU Xiaojuan, ZENG Qiqi, Muhetaer·SIDIKE, et al. Effect of H 2 O 2 -VC degradation on the primary structure, in vitro antioxidant and hypoglycemic activities of polysaccharides from sea buckthorn peel residue[J]. Food Science, 2026, 47(11): 162-168. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251223-193.

实习编辑：甘冬娜；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

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