小黃姜多糖的分離純化及其結(jié)構(gòu)特征及抗氧化活性研究

宋麗麗，聞格，霍姍浩，胡曉龍,3，彭惠

1(鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州，450001)2(河南省人民醫(yī)院，河南 鄭州，450003) 3(河南仰韶酒業(yè)有限公司博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地，河南 三門(mén)峽，472000)

多糖是構(gòu)成生命活動(dòng)的基本物質(zhì)之一，廣泛存在于動(dòng)物、植物及微生物細(xì)胞中，是一類(lèi)由單糖通過(guò)α或β糖苷鍵連接而成的天然高分子多聚物[1]。天然多糖除了有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤的生物學(xué)效應(yīng)外，還有抗衰老、抗疲勞、抗氧化、降血糖、抗凝血等作用，且其對(duì)機(jī)體毒副作用小[2]，在醫(yī)藥、發(fā)酵工業(yè)、食品工業(yè)等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。

生姜，是我國(guó)傳統(tǒng)的香辛類(lèi)蔬菜，作為衛(wèi)生部首批公布的藥食兼用植物資源，含有多種功能活性成分。生姜具有較好殺菌解毒、止吐、降血脂、抗炎、抗氧化、抑制腫瘤、保肝等保健功能，但其作用機(jī)理及對(duì)更多人類(lèi)疾病的輔助治療作用都還有待深入研究[3]。目前市場(chǎng)上對(duì)生姜的深入開(kāi)發(fā)利用較少，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高附加值姜類(lèi)產(chǎn)品將帶來(lái)更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。生姜藥用以小種姜為好，小種姜又名小黃姜。小黃姜中的化學(xué)成分達(dá)兩百余種，其中含有多種對(duì)人體健康有益的成分，包括姜黃素、姜辣素、微量元素、姜糖蛋白和姜多糖等[4-6]。姜中含有的活性多糖是一種優(yōu)質(zhì)的功效成分資源。與普通生姜相比，云南小黃姜個(gè)頭小、肉質(zhì)緊實(shí)，姜辣素和姜精油含量更高，因此有“御姜”、“藥姜”和“月子姜”的美譽(yù)，具有潛在的藥用價(jià)值[7]。目前對(duì)小黃姜多糖的研究?jī)H限于提取工藝的優(yōu)化，而對(duì)多糖結(jié)構(gòu)和生理功能的解析較少[8]。

本研究以云南小黃姜作為原料，以復(fù)合酶解結(jié)合水提醇沉法提取小黃姜多糖，研究其理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)一步考察其體外抗氧化活性，為小黃姜多糖活性成分的深入研究及藥用功能的發(fā)揮奠定研究基礎(chǔ)，為小黃姜資源的深入開(kāi)發(fā)利用提供方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

(1)實(shí)驗(yàn)材料：新鮮小黃姜購(gòu)于云南當(dāng)?shù)夭耸袌?chǎng)，烘干，粉碎，待用。

(2)實(shí)驗(yàn)試劑：DEAE 纖維素-52，美國(guó)Whatman公司；Sephadex G-100，美國(guó)Pharmacia公司；KBr(光譜純)、單糖標(biāo)準(zhǔn)品、2,2′-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)、纖維素酶、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、剛果紅，美國(guó)Sigma-Aldrich公司；木瓜蛋白酶、NaCl、正丁醇、氯仿、苯酚、三氟乙酸、鄰苯三酚、鄰二氮菲、無(wú)水乙醇、FeSO4和H2O2等，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FW 100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；電熱恒溫水浴鍋、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；ME204/02電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；DHL-B電腦恒流泵、DBS-100電腦全自動(dòng)部分收集儀，上海青浦滬西儀器廠；LPS-1280B真空冷凍干燥機(jī)，無(wú)錫萊浦儀器設(shè)備有限公司；UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；Vertex 70v傅里葉變換紅外光譜儀，德國(guó)布魯克儀器公司；高效液相色譜儀1260，美國(guó)安捷倫公司；Diamond TG/DTA綜合熱分析儀，美國(guó)Perkin Elmer公司；DAWNHELEOS Ⅱ 多角度激光散射凝膠色譜系統(tǒng)，美國(guó)懷雅特公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小黃姜多糖的提取和精制

1.3.1.1 小黃姜粗多糖的提取

稱(chēng)取50 g小黃姜粉，加入1 L蒸餾水(固液比為1∶20)，浸泡過(guò)夜后加入5 g/L纖維素酶，50 ℃水浴攪拌反應(yīng)3.5 h，再加入0.5 g/L木瓜蛋白酶反應(yīng)45 min后，轉(zhuǎn)移到90 ℃的水浴中保溫?cái)嚢? h。過(guò)濾，濾液減壓濃縮至1/5體積，加等體積的Sevage試劑[V(正丁醇)∶V(氯仿)=4∶1]，混合液離心15 min，保留上清液。將四倍量的乙醇緩慢加入并不斷攪拌，離心收集沉淀。少量蒸餾水溶解多糖沉淀物，將多糖溶液轉(zhuǎn)移至透析袋中流動(dòng)水透析24 h，真空冷凍干燥得到小黃姜粗多糖樣品。

1.3.1.2 小黃姜多糖的純化

稱(chēng)取100 mg小黃姜粗多糖樣品溶于20 mL去離子水中，用0.22 μm孔徑的濾膜過(guò)濾后，加入已平衡好的DEAE纖維素-52色譜柱中。用0、0.01、0.02、0.03、0.04 mol/L的NaCl溶液依次進(jìn)行梯度洗脫，每梯度收集20管，每管5 mL，苯酚-硫酸法檢測(cè)波長(zhǎng)490 nm的吸光度，繪制洗脫曲線，收集同一組分多糖，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后用透析袋透析并冷凍干燥。

將DEAE纖維素-52柱層析收集的凍干組分配置成5 mg/mL的多糖溶液，通過(guò)Sephadex G-100柱層析。調(diào)整恒流泵使洗脫液流速為0.5 mL/min，每管5 mL收集。用苯酚硫酸法于490 nm處檢測(cè)多糖含量，以管數(shù)為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制多糖純化曲線。收集主峰洗脫液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮后用透析袋透析并冷凍干燥，得到精制小黃姜多糖。

1.3.1.3 小黃姜多糖含量和提取率的測(cè)定

多糖含量及提取率測(cè)定：多糖含量即多糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)采用苯酚‐硫酸法測(cè)定[9]。多糖提取率(得率)的計(jì)算如公式(1)：

(1)

1.3.2 單糖的組分成分分析[10]

樣品前處理：稱(chēng)取20 mg小黃姜多糖，加入15 mL 2 mol/L的三氟乙酸置于耐高溫的試管中，121 ℃油浴4 h，反應(yīng)結(jié)束后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，加入4 mL甲醇復(fù)溶再蒸干，重復(fù)2次。樣品用2 mL去離子水充分溶解，0.22 μm濾膜過(guò)濾，HPLC檢測(cè)。

制作標(biāo)樣：分別配制1 mg/mL的木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、鼠李糖溶液，0.22 μm濾膜過(guò)濾，HPLC檢測(cè)。

HPLC條件：Aminex HPX-87H色譜柱(Biorad)，流動(dòng)相為50 mmol/L H2SO4溶液，流速0.6 mL/min，采用示差折光檢測(cè)器，柱溫80 ℃，檢測(cè)器35 ℃，進(jìn)樣量10 μL。

1.3.3 紅外光譜分析

稱(chēng)取1～2 mg多糖樣品和200 mg KBr充分研磨，壓制成均勻透明的圓形薄片。采用VERTEX 70v 紅外光譜儀進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置分辨率4 cm-1，掃描范圍為400～4 000 cm-1。

1.3.4 剛果紅實(shí)驗(yàn)[11]

配制不同濃度(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8 mol/L)的NaOH溶液。取2 mg/mL多糖溶液1.0 mL，加入3.0 mL上述各濃度的NaOH溶液，并加入0.5 mL蒸餾水和1.5 mL 0.2 mmol/L剛果紅溶液，充分混勻，靜置1 h后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行200～800 nm全波長(zhǎng)掃描，記錄各NaOH濃度時(shí)反應(yīng)體系的最大吸收波長(zhǎng)，空白對(duì)照組以蒸餾水替代多糖溶液。

1.3.5 小黃姜多糖分子質(zhì)量的測(cè)定

利用尺寸排阻色譜、多角度激光光散射檢測(cè)器及示差折光檢測(cè)器聯(lián)用技術(shù)測(cè)定小黃姜多糖的絕對(duì)分子質(zhì)量及分子構(gòu)象。將小黃姜多糖配制成質(zhì)量濃度為1 mg/mL多糖樣品溶液，0.22 μm濾膜過(guò)濾。分析條件：流動(dòng)相為50 mmol/L NaNO3和3 mmol/L NaN3溶液，流速0.5 mL/min，進(jìn)樣量100 μL，樣品的比折光指數(shù)增量值設(shè)置為0.14[12]。數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算使用ASTRA軟件。

1.3.6 多糖的熱穩(wěn)定分析

用熱重分析法(thermogravimetric，TG)對(duì)小黃姜多糖進(jìn)行熱穩(wěn)定性分析。用N2作載氣，從室溫升至500 ℃，升溫速率為10 ℃/min。

1.3.7 多糖的抗氧化活性分析

1.3.7.1 羥自由基清除率的測(cè)定

參考李順?lè)宓萚13]的方法并進(jìn)行了調(diào)整。取不同濃度的多糖溶液、8.9 mmol/L FeSO4和8.9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液各1 mL，混合均勻，再加入1 mL 8.7 mmol/L的H2O2溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)，35 ℃水浴保溫35 min，在波長(zhǎng)510 nm測(cè)吸光度。樣品對(duì)照管為蒸餾水替代樣品，樣品本底管以蒸餾水代替H2O2，按公式(2)計(jì)算多糖溶液對(duì)羥自由基清除率：

(2)

式中：Ax為樣品吸光度;A0為空白管吸光度;Ax0為樣品本底吸光度。

1.3.7.2 超氧陰離子基清除率的測(cè)定

采用鄰苯三酚自氧化法測(cè)定[14]。取50 mmol/L Tris-Hcl緩沖溶液(pH=8.2)4.5 mL，分別加1 mL不同濃度的多糖樣品溶液，加入0.2 mL 5 mmol/L 鄰苯三酚溶液于試管中混合，于325 nm處每隔30 s測(cè)量吸光度，共記錄300 s，空白對(duì)照以同體積蒸餾水代替多糖樣品。多糖對(duì)超氧陰離子自由基清除率計(jì)算如公式(3)：

(3)

式中：ΔA0為鄰苯三酚自氧化速率，ΔAx為加入多糖溶液后的鄰苯三酚氧化速率。

1.3.7.3 ABTS自由基清除率的測(cè)定[15]

ABTS+工作液：于200 mL蒸餾水中加0.385 g ABTS和0.135 g K2S2O4并混勻，于避光處?kù)o置15 h后，用95%的乙醇將ABTS溶液稀釋至734 nm下吸光度為0.70±0.01。

取4 mL ABTS+工作液和1 mL多糖樣品溶液混合均勻，避光反應(yīng)16 min，在734 nm下測(cè)吸光度；樣品本底對(duì)照為95%的乙醇替換ABTS+工作液；空白對(duì)照用95%乙醇替換樣品溶液。多糖對(duì)ABTS自由基清除率計(jì)算如公式(4)：

(4)

式中：A為多糖反應(yīng)管吸光度；A0為本底對(duì)照吸光度；Ax為空白對(duì)照吸光度。

1.3.7.4 DPPH自由基清除率的測(cè)定[16]

DPPH工作液的配制：準(zhǔn)確稱(chēng)取9.86 mg DPPH固體粉末，溶于100 mL無(wú)水乙醇中，4 ℃避光保存。

取不同濃度的多糖溶液1 mL于試管中，加入1 mL DPPH工作液，混合均勻后，避光反應(yīng)30 min，在517 nm波長(zhǎng)下分別測(cè)其吸光度；空白對(duì)照為用無(wú)水乙醇代替樣品代替樣品溶液，樣品對(duì)照用無(wú)水乙醇代替DPPH溶液，小黃姜多糖對(duì)DPPH自由基清除率計(jì)算如公式(5)：

(5)

式中：A為多糖反應(yīng)管吸光度；A0為本底對(duì)照吸光度；Ax為空白對(duì)照吸光度。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)3次取平均值，采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、Origin Pro 2017軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 小黃姜粗多糖柱純化結(jié)果

小黃姜粗多糖經(jīng)DEAE纖維素-52柱層析洗脫純化時(shí)有3個(gè)峰，即3個(gè)組分，如圖1-a所示。組分1和2含量較低，鑒于其含量的多少，以組分3作為主要研究對(duì)象。將得率較高的0.2 mol/L NaCl洗脫組分進(jìn)一步經(jīng)Sephadex G-100柱層析純化，得到均一組分(圖1-b)，經(jīng)透析、冷凍干燥得到精制小黃姜多糖。

a-DEAE-52纖維素柱層析；b-Sephadex G-100柱層析
圖1 小黃姜多糖柱洗脫曲線
Fig.1 Elution profile ofZingiberofficinalepolysaccharide

2.2 小黃姜多糖的基本性質(zhì)

經(jīng)純化后得到的小黃姜多糖，易溶于熱水，不溶于高濃度乙醇、丙酮等有機(jī)試劑。苯酚-硫酸法測(cè)定總糖含量為(90.0±6.2)%，提取效率為(2.83±0.19)，ZHANG等[17]研究姜多糖的提取率為(2.50±4.32)%，與本研究中小黃姜多糖的提取率較為接近。如圖2所示，經(jīng)Sevage法除蛋白后，紫外掃峰在260 nm和280 nm處均無(wú)吸收峰，說(shuō)明多糖中基本不含有核酸和蛋白質(zhì)。經(jīng)酸水解、高效液相色譜分析其單糖成分，小黃姜多糖由葡萄糖、甘露糖和阿拉伯糖組成，其含量百分比分別為(81.7±2.1)%、(12.3±1.3)%和(6.0±0.2)%。

圖2 小黃姜多糖紫外掃描圖譜
Fig.2 UV spectrum ofZingiberofficinalepolysaccharide

2.3 小黃姜多糖紅外光譜分析

圖3 小黃姜多糖紅外光譜圖
Fig.3 FT-IR spectrum ofZingiberofficinalepolysaccharide

2.4 小黃姜多糖空間構(gòu)象分析

剛果紅能和具有三股螺旋結(jié)構(gòu)的多糖發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成的絡(luò)合物的最大吸收波長(zhǎng)會(huì)與剛果紅相比發(fā)生紅移[24]。由圖4可知，水對(duì)照組的最大吸收波長(zhǎng)，隨NaOH濃度增大而降低。而含有多糖溶液實(shí)驗(yàn)組的最大吸收波長(zhǎng)，在稀堿濃度范圍內(nèi)產(chǎn)生的明顯的紅移現(xiàn)象。說(shuō)明小黃姜多糖與剛果紅形成了絡(luò)合物，具有3股螺旋結(jié)構(gòu)。在堿的作用下，小黃姜多糖的3股螺旋結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變，形成單股螺旋，因此與剛果紅復(fù)合物的λmax發(fā)生了紅移[25]，并隨NaOH濃度的提高而紅移增加，在NaOH濃度為0.4 mL時(shí)趨于穩(wěn)定，增加NaOH濃度，最大吸收波下降，說(shuō)明隨著NaOH濃度的增加，多糖的3股螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，形成自由彎曲結(jié)構(gòu)。

圖4 小黃姜多糖與剛果紅復(fù)合物在不同濃度NaOH 溶液中的λmax變化
Fig.4 Changes in the absorption maximum(λmax) ofZingiberofficinalepolysaccharide vatious concentrations of sodilum hydrolysis complexed with Congo red

2.5 小黃姜多糖分子質(zhì)量測(cè)定

采用1.3.5方法，測(cè)量小黃姜多糖的重均分子質(zhì)量(Mw)、均方根旋轉(zhuǎn)半徑(Rn)和多分散系數(shù)(Mw/Mn)。結(jié)果如表1所示，小黃姜多糖的重均分子質(zhì)量為(3.72±0.23)×105Da，均方根旋轉(zhuǎn)半徑為(40.0±1.4) nm。多分散系數(shù)為1.50，表明多糖的分子質(zhì)量分布較窄，分子結(jié)構(gòu)較為均一。通過(guò)軟件ASTRA 6.1模擬均方根半徑與分子量的雙對(duì)數(shù)曲線的斜率，可以判斷水溶液中多糖分子的構(gòu)象，一般v值為0.33、0.50～0.60或1.0時(shí)分別代表聚合物分子構(gòu)象為球形、柔順線團(tuán)狀或剛性桿狀[26-27]。計(jì)算可得，小黃姜多糖的雙對(duì)數(shù)曲線斜率為0.31，約為1/3，可知其在水溶液中均以球形構(gòu)象存在，是一種高度緊密且具有分支結(jié)構(gòu)的多糖聚合體。

2.6 小黃姜多糖熱穩(wěn)定性分析

多糖的熱反應(yīng)性質(zhì)與其組成、含水量以及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)[28]。由TG-DTG曲線求TG-DTG可得DTG(derivative thermogtavimetric)曲線，根據(jù)導(dǎo)反應(yīng)曲線及表2可知，小黃姜多糖熱解反應(yīng)在50～140 ℃為第一階段，這一階段的質(zhì)量損失主要是多糖失去了物理吸附的水分。140～220 ℃為第二反應(yīng)階段，這一階段主要是發(fā)生的是多糖中的小分子揮發(fā)性熱解反應(yīng)，在220～500 ℃為第三階段，這一階段的質(zhì)量損失主要是多糖分子發(fā)生劇烈的熱分解，多糖降解成單糖并伴隨著C—O鍵和C—C鍵的斷裂，隨后單糖進(jìn)一步分解成水蒸氣和CO2。這個(gè)過(guò)程最大熱分解溫度為307.5 ℃，最大熱解速率為0.53%/℃，最后多糖的殘留質(zhì)量為33.89%。分析可知，多糖樣品雖然經(jīng)過(guò)冷凍干燥，但仍有一定的水分，這表明多糖會(huì)吸附部分水分，這與雞骨草多糖的TG曲線相似[29]。相較于大粒車(chē)前子多糖和苦丁茶冬青葉多糖的最大熱分解溫度分別為281.7 ℃和290 ℃[30-31]，小黃姜多糖最大熱分解溫度為307.5 ℃，具有較好的熱穩(wěn)定性。

表1 小黃姜多糖分子質(zhì)量參數(shù)Table 1 The molecular weight parameters of Zingiber officinale polysaccharide

注：Mn、Mw和Mz分別指數(shù)均分子質(zhì)量、重均分子質(zhì)量和平均分子質(zhì)量；Mw/Mn指多分散系數(shù)；Rn、Rw和Rz分別指數(shù)學(xué)均方旋轉(zhuǎn)半徑、重量均方旋轉(zhuǎn)半徑和均方旋轉(zhuǎn)半徑的均值；v為均方根半徑對(duì)分子質(zhì)量的雙對(duì)數(shù)曲線的斜率

2.7 小黃姜多糖抗氧化活性分析

2.7.1 羥自由基清除率

羥自由基普遍存在在生物體內(nèi)，是由機(jī)體新陳代謝產(chǎn)生的一類(lèi)活性氧自由基，導(dǎo)致機(jī)體衰老與氧化損傷[32]。小黃姜多糖對(duì)羥自由基的清除率存在明顯濃度依賴(lài)性，由圖6-a可知，在0.1～5 mg/mL時(shí)小黃姜多糖對(duì)羥自由基有一定的清除作用，且清除效率隨濃度的增大而提高。當(dāng)多糖質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí)，羥自由基清除率為(65±2)%，但低于VC的羥自由基清除率效果。李順?lè)宓萚13]對(duì)真姬菇多糖研究表明，在質(zhì)量濃度為10 mg/mL時(shí)對(duì)羥自由基的清除率為62%，說(shuō)明小黃姜多糖在較低濃度下即可達(dá)到與食用菌多糖同等的羥自由基清除效果。

圖5 小黃姜多糖的TG-DTG圖
Fig.5 TG/DTG curve ofZingiberofficinalepolysaccharide

表2 小黃姜多糖不同階段熱反應(yīng)參數(shù)
Table 2 The thermogravimetric parameters ofZingiberofficinalepolysaccharide during different reaction stages

階段最大反應(yīng)溫度/℃TG/%DTG/(%·℃-1)質(zhì)量損失/%第一階段77.594.160.147.88第二階段182.561.160.136.73第三階段307.533.890.5348.68

2.7.2 超氧陰離子自由基清除率

由圖6-b可以看出小黃姜多糖對(duì)超氧陰離子自由基清除率較低，在多糖質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí)，自由基清除率僅為(37±3)%，而許女等研究雞腿菇多糖在質(zhì)量濃度為8 mg/mL時(shí)對(duì)超氧陰離子自由基的清除率只有21%[33]。研究表明超氧陰離子自由基清除能力與其羥基數(shù)量有關(guān)，由于多糖的立體空間構(gòu)型，使羥基被束縛在內(nèi)部，不能與外周的超氧陰離子自由基反應(yīng)，導(dǎo)致自由基清除率較低[34]。

2.7.3 ABTS自由基清除率

如圖6-c所示，小黃姜多糖對(duì)ABTS自由基的清除率較強(qiáng)，當(dāng)多糖質(zhì)量濃度為1 mg/mL時(shí)，ABTS自由基清除率達(dá)到(96±4)%，與VC的效果相當(dāng)。經(jīng)線性擬合計(jì)算多糖半抑制濃度IC50為0.30 mg/mL，優(yōu)于牛肝菌多糖的抗氧化效果[35]。

2.7.4 DPPH自由基清除率

小黃姜對(duì)DPPH自由基清除能力如圖6-d所示，可以看出小黃姜多糖對(duì) DPPH自由基的清除能力隨樣品濃度的提高而明顯提高，當(dāng)多糖質(zhì)量濃度為2 mg/mL時(shí)，自由基清除率達(dá)(83±3)%，繼續(xù)增加多糖濃度，則自由基清除能力趨于平緩，經(jīng)計(jì)算其IC50為0.57 mg/mL，ZHANG等[17]的研究表明生姜多糖對(duì)DPPH自由基的IC50為0.34～0.87 mg/mL，與本研究結(jié)果一致。

a-羥自由基清除率;b-超氧陰離子自由基清除率;c-ABTS自由基清除率;d-DPPH自由基清除率
圖6 小黃姜多糖抗氧化活性
Fig.6 Antioxidation activity ofZingiberofficinalepolysaccharide

通過(guò)對(duì)比小黃姜多糖對(duì)4種自由基清除能力可知，小黃姜多糖具有一定的體外抗氧化活性，其中對(duì)ABTS自由基和DPPH自由基的清除能力較強(qiáng)?？赡苁芷淇臻g構(gòu)型的影響，超氧陰離子自由基清除能力較弱，研究發(fā)現(xiàn)含有β-構(gòu)型比α-構(gòu)型的多糖抗氧化能力更強(qiáng)，具有抗氧化活性的多糖大多數(shù)都具有β-(1→3)-D-葡聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)[24,27]，本研究中小黃姜多糖為β-吡喃糖構(gòu)型，且具有3股螺旋結(jié)構(gòu)，具有較高的體外抗氧化活性。

3 結(jié)論

本研究以小黃姜為原料，采用復(fù)合酶解結(jié)合水提醇沉法提取多糖組分，小黃姜多糖中總糖含量為(90.0±6.2)%，主要由葡萄糖、甘露糖和阿拉伯糖組成，含量百分比分別為(81.7±2.1)%、(12.3±1.3)%和(6.0±0.2)%。結(jié)構(gòu)分析表明小黃姜多糖為β-吡喃型多糖，具有三股螺旋結(jié)構(gòu)；多糖的重均分子質(zhì)量為(3.72±0.23)×105Da，水溶液中多糖分子的構(gòu)象為高度緊密的球形聚合體；小黃姜多糖具有較高的熱穩(wěn)定性，最大熱分解溫度為307.5 ℃，最大熱解速率為0.53%/℃；體外抗氧化活性表明小黃姜多糖對(duì)ABTS和DPPH自由基具有較強(qiáng)的清除能力，最大清除率分別為(96±4)%和(83±3)%，IC50分別為0.30 mg/mL和 0.57 mg/mL，具有較高的體外抗氧化活力。本研究為小黃姜多糖資源的深度開(kāi)發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)。