棕榈仁粕膳食多糖的理化特性与生物活性研究：揭示其抗氧化潜力与消化特性

研究人员针对棕榈仁粕(PKC)中非淀粉多糖利用率低的问题，通过碱提-酸/醇沉淀法分离出两种多糖组分(PPA和PPE)，系统分析了其分子量、糖组成、结构特征及抗氧化活性(DPPH•/ABTS+•/HO•清除率)和体外模拟消化特性。发现PPA含87.71%甘露糖，结晶度高但水溶性差；PPE含60.40%甘露糖及更多阿拉伯木聚糖，抗氧化活性呈现差异化特征。该研究为PKC高值化利用提供了新思路。

　　

棕榈仁粕(PKC)作为棕榈油工业的主要副产品，全球年产量高达7370万吨，目前主要用作动物饲料。尽管PKC富含35%的甘露聚糖等非淀粉多糖，但其高结晶度和难溶性导致其常被视为抗营养因子，在功能食品领域的应用潜力长期被忽视。近年来研究发现，植物多糖的分子量、糖苷键类型等结构特征与其抗氧化、益生等生物活性密切相关，但PKC多糖的构效关系研究仍存在空白。

为揭示PKC多糖的理化特性与生物活性的关联，来自益海嘉里集团合作团队的研究人员采用2 mol/L NaOH溶液提取PKC多糖，通过乙酸沉淀(PPA)和乙醇沉淀(PPE)获得两种组分。研究综合运用凝胶渗透色谱(GPC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、二维核磁共振(2D HSQC NMR)和原子力显微镜(AFM)等技术进行结构表征，并系统评价了其对DPPH•、ABTS⁺•和HO•的清除能力及体外模拟消化特性。相关成果发表在《Grain》期刊。

关键技术方法包括：(1)通过GPC测定分子量分布；(2)采用GC-MS分析单糖组成；(3)利用FT-IR和2D HSQC NMR解析糖苷键类型；(4)通过XRD评估结晶度；(5)采用体外化学模型评价抗氧化活性；(6)模拟口腔-胃-肠道三段消化体系分析稳定性。

【分子量分布与糖组成】
GPC分析显示PPA的实测分子量(2040 g/mol)显著低于PPE(65,300 g/mol)，但作者指出PPA可能因溶解性问题导致测定值偏低。GC-MS表明两者均以甘露糖为主(PPA 87.71%，PPE 60.40%)，但PPE含有更多阿拉伯糖(6.54%)和木糖(14.59%)，提示其可能含有阿拉伯木聚糖。

【结构特征】
FT-IR和XRD证实两者均以(1→4)-β-甘露聚糖为主要成分，但PPA在876 cm^-1处的β-构型特征峰更明显，且XRD显示更强的结晶衍射峰。2D HSQC NMR进一步揭示PPE含有PPA所缺乏的(1→3)-α-阿拉伯呋喃糖和(1→2)-α-半乳吡喃糖等结构单元。AFM显示两者均呈现堆叠链状形态，但PPA的链长和高度更大。

【抗氧化活性】
在0.5-5.0 mg/mL浓度范围内，PPA对DPPH•和ABTS⁺•的清除率(最高80.47%和95.67%)优于PPE，但对HO•的清除能力(44.91%)较弱；PPE则表现出更强的还原力和HO•清除活性(55.86%)。这种差异可能与PPE更好的水溶性、更复杂的多糖组成(含阿拉伯木聚糖和半乳甘露聚糖)以及较低分子量有关。

【体外消化特性】
PPA在模拟唾液消化中保持稳定(还原糖含量仅从0.57增至0.60 mg/mL)，而PPE显著降解(0.52→0.62 mg/mL)；在模拟胃液中，PPA的还原糖含量6小时内增长50%，PPE仅增长22%；两者在肠液中均表现稳定。这种差异可能源于PPE含有更多可被α-淀粉酶水解的α-(1→4)糖苷键。

该研究首次系统揭示了PKC多糖PPA和PPE的结构-活性关系：高结晶度的PPA更适合作为抗氧化剂应用，而水溶性更好的PPE可能更适合开发为益生元。这些发现不仅为PKC的高值化利用提供了理论依据，也为功能性膳食多糖的设计提供了新思路。值得注意的是，尽管两种多糖表现出差异化生物活性，但其抗氧化能力仍低于抗坏血酸(Vc)，且高分子量甘露聚糖的水溶性缺陷可能限制其应用，这为后续研究指明了改性方向。