硒化蒲公英多糖的制备、结构表征及益生菌促增殖活性

微量元素硒（Se）对生命活动有重要的作用，具有抗肿瘤、抗氧化、增强机体免疫能力、保护视觉器官、延缓衰老、预防和治疗心血管疾病等活性。硒多糖是一类由硒和多糖结合而成的重要有机硒，相比无机硒，硒多糖的毒性更小，副作用更小，且兼具多糖类生物活性，如抗氧化、降血脂、降血糖和抗炎活性等，能够直接影响人体的生理功能。

东北农业大学文理学院的王丽波、高婧宇、徐雅琴*等人以蒲公英根为原料，采用硝酸-亚硒酸钠法制备硒化蒲公英多糖（Se-DRP）。利用高效液相色谱、气相色谱、核磁共振（NMR）等多种方法表征多糖结构，测定Se-DRP对益生菌增殖的促进作用以及对α-淀粉酶活性的抑制作用。旨在通过对Se-DRP结构和活性的研究，探索蒲公英多糖的新应用领域，为硒化多糖的深入研究及蒲公英资源开发提供理论参考。

1、Se-DRP的理化性质

经两步柱层析分离后制得的纯化蒲公英多糖的质量分数为（94.24±0.48）%。Se-DRP的质量分数为（93.47±0.75）%，可知硒化修饰后多糖纯度基本没有变化。成分测定结果表明，Se-DRP中的硒含量为（190.00±0.43）μg/g，糖醛酸含量为（103.80±0.05）mg/g，还原糖含量为（1.40±0.02）mg/g，不含蛋白质。

Se-DRP的分子质量采用高效液相色谱测定（图1A），Se-DRP的洗脱曲线仅为一个尖锐对称峰，表明其分子质量分布范围较窄，为均一多糖。根据标准葡聚糖回归方程lg m＝-0.624 4x+13.362（R2＝0.992 8），代入Se-DRP保留时间15.14 min，得到Se-DRP的分子质量为8 102 Da。Se-DRP的单糖组成由气相色谱测定（图1B），相同条件下通过对比标准品单糖出峰时间可确定单糖种类。结果表明，Se-DRP由半乳糖醛酸、鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖6 种单糖组成，物质的量比为0.64∶0.73∶19.36∶0.84∶1.00∶27.41。

2、Se-DRP结构

紫外光谱分析

由图2A可知，Se-DRP在260 nm和280 nm波长处均没有吸收峰，表明Se-DRP中不存在蛋白质和核酸等成分。

傅里叶变换红外光谱分析

红外光谱是分析多糖结构有利的工具，可根据多糖的特征吸收峰鉴定多糖的结构。Se-DRP的傅里叶变换红外光谱见图2B，3 389.51、2 936.71 cm -1 波长处对应的吸收峰分别是由O—H、C—H的伸缩振动引起的，1 745.46 cm -1 波长处的吸收峰是由C＝O的伸缩振动引起的，1 608.33 cm -1 波长处的吸收峰是由羧酸中C＝O伸缩振动引起的，1 424.08 cm-1波长处的吸收峰是C—H的弯曲振动峰，1 251.24 cm-1波长处的吸收峰是C—O糖苷键的振动峰，1 106.98 cm-1和1 026.99 cm-1之间的吸收峰表明有吡喃糖存在，834.16 cm-1波长处的吸收峰表明多糖结构中有α-糖苷键，759.89 cm-1和638.48 cm-1处的峰归因于Se＝O的不对称伸缩振动。

NMR分析

由图3A可知，Se-DRP在异头氢的共振区域范围内共有6 个信号峰，δ分别为4.40、4.56、4.90、5.03、5.18、5.37，确定为3 个α-构型异头氢质子和3 个β-构型异头氢质子。同时在 13 C NMR谱图（图3B）中，在异头碳的共振区域范围内，对应有6 个信号峰，δ分别为99.54、100.41、103.23、103.68、107.43、109.25。结合谱图及文献[17,23-24]，将δ进行归属，确定组成Se-DRP的主要糖残基有→6)-β-D-葡萄糖-(1→（H1/C1～H6/C6位移值分别为4.40/103.23、3.43/69.90、3.63/74.29、4.01/70.57、3.95/76.98、3.67/67.94）、→3)-β-D-半乳糖-(1→（H1/C1～H6/C6化学位移分别为4.56/103.68、3.46/69.90、3.66/79.03、3.43/72.61、3.63/74.29、3.72/61.27）、→5)-α-L-阿拉伯糖-(1→（H1/C1～H5/C5化学位移分别为5.03/109.25、4.16/81.35、3.87/76.58、4.07/83.85、3.67/68.47）和→4)-α-D-半乳糖醛酸-(1→（H1/C1～H5/C5化学位移分别为5.37/99.54、3.63/71.41、3.85/73.70、3.74/79.03、4.17/70.57，C6为170.78）。根据文献[25-26]，δ 4.90/107.43和δ 5.18/100.41分别归属于β-甘露糖和α-鼠李糖。

3、Se-DRP对益生菌增殖的促进作用

Se-DRP对益生菌的促生长作用

培养液的光密度值（OD 600 nm ）可以衡量菌体数量变化，OD 600 nm 越大，表示菌液中所含有的菌体数目越多。由图4A、B可知，在多糖质量浓度5～20 mg/mL范围内，植物乳杆菌10665和嗜酸乳杆菌的数量都随Se-DRP质量浓度的增加而增加，表明Se-DRP对两个菌种均有一定的增殖促进作用，且菌种的增殖和Se-DRP质量浓度之间呈剂量依赖性。当质量浓度到达15 mg/mL后，菌种数量增长趋势相对变缓。此外，相同条件下，Se-DRP对两个菌种的促生长作用均弱于FOS。

益生菌的生长曲线

由图5A、B可知，随着培养时间的延长，接种植物乳杆菌10665和嗜酸乳杆菌的Se-DRP和FOS液体培养基OD600 nm均明显上升，在培养36 h后，OD600 nm基本维持稳定，说明菌落总数随培养时间的延长不断增加，在培养36 h后，菌种的生长趋于稳定。Se-DRP对益生菌增殖的促进作用可能与其低分子质量关系较大。

从培养液pH值与培养时间的关系曲线可知，随着培养时间的延长，植物乳杆菌10665和嗜酸乳杆菌在Se-DRP培养基和FOS培养基中的pH值均呈下降趋势，在培养36 h后，pH值趋于稳定。这是因为益生菌生长过程中分泌的糖苷酶能够将多糖水解成单体，然后通过代谢将单体降解成短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸和乳酸）和气体，从而导致发酵液的pH值明显降低。但随着培养时间延长，培养基中的碳源基本被消耗，所以益生菌的生长变缓，发酵液的pH值也趋于稳定。

4、Se-DRP对α-淀粉酶活性的抑制作用

α-淀粉酶抑制剂通过抑制小肠中糖类水解酶的活性，减少淀粉类食物中葡萄糖的释放，延缓碳水化合物的吸收。因此，天然的α-淀粉酶抑制剂可作为口服降糖药。如图6所示，在质量浓度0～1.0 mg/mL范围内，Se-DRP和阿卡波糖对α-淀粉酶活性的抑制率均随质量浓度的增加而增加，当质量浓度为1.0 mg/mL时，Se-DRP和阿卡波糖对α-淀粉酶活性的抑制率分别为（48.34±0.96）%和（77.47±1.07）%。随后二者对α-淀粉酶活性的抑制率保持平稳。在质量浓度为4.0 mg/mL时，Se-DRP的抑制率为（52.34±1.45）%，低于阿卡波糖的抑制率（（79.94±1.24）%）。这是由于多糖在低质量浓度时，酶过量，每个多糖分子都可以和酶分子结合，抑制酶的活性，当浓度达到一定值时，所有的酶分子都已和多糖结合，再增加多糖的质量浓度，抑制率不再明显升高。

结 论

本实验制备了硒含量为（190.00±0.43）μg/g的Se-DRP，其质量分数为（93.47±0.75）%，由6 种单糖组成，分子质量8 102 Da。Se-DRP具有多糖特征吸收峰，主要糖残基为→6)-β-D-葡萄糖-(1→、→5)-α-L-阿拉伯糖-(1→、→4)-α-D-半乳糖醛酸-(1→和→3)-β-D-半乳糖-(1→。在Se-DRP质量浓度为5～20 mg/mL范围内，随多糖Se-DRP质量浓度的增加，对植物乳杆菌10665和嗜酸乳杆菌的生长促进作用显著增强，同时产生酸性代谢产物，说明Se-DRP可被益生菌利用，是潜在的低分子质量多糖类益生元。在质量浓度为0～1.0 mg/mL范围内，Se-DRP对α-淀粉酶活性的抑制率和质量浓度之间呈剂量依赖性，质量浓度为1.0 mg/mL时，Se-DRP的抑制率可达（48.34±0.96）%，表明Se-DRP可作为天然的α-淀粉酶抑制剂应用于降血糖药物或功能性食品。

本文《硒化蒲公英多糖的制备、结构表征及益生菌促增殖活性》来源于《食品科学》2021年42卷7期169-175页，作者：王丽波，高婧宇，李腾飞，李莲玉，刘博，张洪龑，杨昱，徐雅琴。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200506-043。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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