《食品科学》：武汉轻工大学何静仁教授等：硒化低分子果胶的制备与结构表征及抗氧化活性

果胶是一种具有重要价值的水溶性膳食纤维，广泛存在于高等植物的根、茎、叶和果实等组织器官的细胞壁中，天然果胶作为联合国粮农组织/世界卫生组织推荐的不受添加量限制的安全食品添加剂，广泛用于食品工业。国内果胶资源丰富，但加工利用率低，大部分原料都被直接丢弃，苹果果胶是仅次于柑橘果胶的第二大商品果胶来源。

硒是人体必需的14种微量元素之一，世界卫生组织对健康成人的硒推荐摄入量为55 μg/d，由于人体自身不能合成硒，只能从膳食中获得硒，因此补硒势在必行。硒多糖作为一种有机硒化合物，兼具硒和多糖的双重生物功效。硒多糖的来源主要有2种，一种是从植物中提取天然硒多糖，另一种是利用多糖和硒人工合成硒多糖，但前者硒含量较低。因此，武汉轻工大学硒科学与工程现代产业学院的陶 雯、张 瑞、何静仁*等以苹果果胶为原料，采用果胶酶水解、硝酸-亚硒酸钠法超声辅助制备硒化低分子果胶，对其进行结构表征，并考察其抗氧化能力、α-葡萄糖苷酶抑制作用，以期为果胶的精深加工利用以及有机硒天然食品补充剂开发提供理论基础。

1、低分子果胶、硒化果胶、硒化低分子果胶得率

常使用反应条件相对较为温和、对果胶分子结构几乎没有破坏操作工艺简单的酶解法制备低分子果胶。果胶酶选择性作用，切断果胶分子中α-1,4糖苷键，生成低分子果胶，也可能产生果胶低聚糖等，可通过透析等方式除去。低分子果胶、硒化果胶、硒化低分子果胶得率如表1所示。

2、相对分子质量分布

如表2所示，果胶的相对分子质量分布较均匀，主要集中在5.165×105，占56.1%，其次是6.491×104、1.881×104，分别占23.6%、17.4%。硒化果胶的相对分子质量较果胶略有提高，且分布比较集中，主要分布于1.148×105～7.574×105，分布比例达99%。酶解后，低分子果胶的相对分子质量明显降低，主要集中在5.161×103，占72.3%。硒化低分子果胶的相对分子质量主要分布在8.905×103，占61.3%。综上，说明果胶、低分子果胶经过硒化处理后相对分子质量均略有提高，这可能与果胶羟基被新的硒官能团取代有关。

3、单糖组成

各单糖标准品在离子色谱中的保留时间如图1所示，2.0 min为溶剂氢氧化钠，40.0 min为溶剂乙酸钠。如表3所示，4种果胶多糖都主要由半乳糖醛酸组成，还含有少量鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖，但含量存在一定差异，可能是酶解过程中一些支链从糖链上断裂，也有可能是硒化修饰过程中较强的酸性环境破坏了多糖结构，部分支链被降解成单糖或寡糖，在后续透析过程中被除去。结果表明酶解与硒化处理对果胶的单糖组成不会造成较大影响，均主要以半乳糖醛酸为主链、中性糖为侧链的多糖组成。

4、红外光谱分析

如图2所示，3 448 cm-1处出现的宽峰为O—H伸缩振动，峰形宽钝，表明不是游离—OH，而是其分子间发生缔合反应；2 926 cm-1为C—H伸缩振动吸收峰，1 448、1 336 cm-1为C—H弯曲振动吸收峰，这些均为多糖的典型结构；1 631 cm-1是自由羧基中C＝O的伸缩振动峰，1 746 cm-1为酯化羧基中C＝O的伸缩振动峰；1 245、1 104 cm-1为C—O伸缩振动峰，同时1 245、1 746 cm-1处的峰表明4种果胶均为酸性多糖。果胶经过酶解后，结构没有发生明显改变，均具有果胶多糖的典型结构。

5、热重分析

如图3所示，在30～800 ℃下，果胶、硒化果胶、低分子果胶、硒化低分子果胶的热重曲线趋势相似。在30～100 ℃下，果胶、硒化果胶、低分子果胶、硒化低分子果胶发生脱水，质量略有降低，可能是果胶损失了从环境中吸收的水分或结合水导致，质量损失分别为9.36%、10.08%、14.02%、15.86%。在200～400 ℃下果胶开始分解，质量损失最大；果胶、硒化果胶、低分子果胶、硒化低分子果胶，在200～250 ℃区间的质量损失分别为28.50%、23.98%、20.84%、18.44%，说明经酶解、硒化后果胶在此温度范围内热稳定性增强；在250～400 ℃区间的质量损失分别为24.99%、25.23%、27.85%、25.60%，果胶经过酶解、硒化后热稳定性略有降低。

6、紫外光谱分析

如图4所示，低分子果胶、硒化低分子果胶、果胶、硒化果胶均在200 nm波长附近有吸收峰，该吸收峰为多糖的特征吸收峰，在250～300 nm处有一小的吸收峰，可能含有少量蛋白质，经测定蛋白质含量均小于5%。

7、粒径和电位分析

如表4所示，在质量浓度1 mg/mL下，低分子果胶、果胶经硒化处理后，聚合物分散性指数均显著降低（P＜0.05），分子质量分布变均匀，Zeta电位绝对值均显著增加（P＜0.05），粒径均降低，其中硒化低分子果胶的聚合物分散性指数最低、Zeta电位绝对值最大，粒径最小，说明果胶经过酶解、硒化处理后，分子质量分布均匀，粒子在溶液中呈分散状态不易凝结和聚集，分散度变高，体系稳定性增强。

8、硒含量

如表5所示，硒化果胶中硒含量明显高于硒化低分子果胶，可能与半乳糖醛酸、总糖含量有关。研究表明，硒多糖中的硒一般是通过氢键、盐键、范德华力等弱相互作用或者共价键与多糖的醛基或羟基相连。

9、体外抗氧化活性与α-葡萄糖苷酶抑制作用

如图5、表6所示，在0～1.5 mg/mL质量浓度范围内，样品的羟自由基清除能力随质量浓度的增加逐渐增强；当质量浓度超过1.5 mg/mL后，硒化低分子果胶、硒化果胶的羟自由基清除能力逐渐降低，低分子果胶、果胶的羟自由基清除能力趋于平缓。根据半最大效应浓度（EC50），羟自由基清除能力依次为：VC＞硒化低分子果胶＞低分子果胶＞果胶＞硒化果胶。在0～1 mg/mL质量浓度范围内，样品超氧阴离子自由基清除能力随着质量浓度的增加呈线性增强，当质量浓度大于1 mg/mL时趋近平缓，且酶解、硒化处理增强了果胶清除超氧阴离子自由基的能力。

结论

结果表明：硒化低分子果胶的得率为（78.07±1.66）%，硒含量达（148.29±1.97）μg/g，半乳糖醛酸含量为（68.02±3.21）%；相对分子质量集中在8.905×103，在单糖组成上，硒化低分子果胶与果胶、硒化果胶、低分子果胶相同，主要由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸组成，但含量存在一定差异，红外光谱分析表明结构中含有Se＝O、C—O—Se键，实现了低分子果胶的硒化。紫外光谱在约200 nm波长处具有果胶多糖的吸收峰，经过酶解与硒化处理后，热稳定性降低，分散度变高，体系稳定性增强。果胶、硒化果胶、低分子果胶、硒化低分子果胶对羟自由基、超氧阴离子自由基的清除作用以及α-葡萄糖苷酶活力的抑制作用均较好，呈剂量效应关系，且硒化低分子果胶效果最强。

本文《硒化低分子果胶的制备与结构表征及抗氧化活性》来源于《食品科学》2022年43卷12期66-73页，作者：陶雯，张瑞，杨宁，吴慕慈，何静仁。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210621-247。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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