椰渣多糖的提取、分离纯化及结构表征:免疫调节活性、抗氧化能力及胃肠消化行为

《Foods》:Extraction, Isolation and Structural Characterization of Coconut Residue Polysaccharides: Immunomodulatory Activity, Antioxidant Capacity, and Gastrointestinal Digestive Behavior

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Foods 6.0

编辑推荐:

  椰渣是一种丰富的农工副产物,是生物活性多糖的潜在来源。研究人员从椰渣中提取粗多糖(CP0),并依次通过DEAE–Sepharose Fast Flow阴离子交换色谱和Sepharose CL-6B凝胶过滤色谱纯化,得到CP1和CP2两个主要组分。结构表征显示其

  
椰渣是一种丰富的农工副产物,是生物活性多糖的潜在来源。研究人员从椰渣中提取粗多糖(CP0),并依次通过DEAE–Sepharose Fast Flow阴离子交换色谱和Sepharose CL-6B凝胶过滤色谱纯化,得到CP1和CP2两个主要组分。结构表征显示其为富含半乳糖和葡萄糖的杂多糖,具有不同分子特征。CP0重均分子量(Mw)为369.2 kDa,纯化组分CP1和CP2分别为455.8 kDa和72.6 kDa。各组分碳水化合物含量96.7–97.7%,蛋白含量2.30–2.90%。CP2在DPPH和ABTS自由基清除实验中活性最强,并在RAW264.7巨噬细胞中刺激最高NO生成且不降低细胞活力。CP2经模拟胃肠消化后表观分子量逐步降低,单糖组成略有变化;胃期和肠期消化样品的自由基清除能力总体高于原生CP2,肠期消化样品NO响应最高,伴随iNOS、TNF-α、IL-1β、IL-6表达上调及IL-10下调,呈以促炎为主的巨噬细胞反应。上述生物学响应与消化相关分子变化同时发生,但本实验设计未确立直接因果的结构–活性关系。总之,研究提供了椰渣纯化多糖理化特征、胃肠行为、自由基清除及巨噬细胞响应的新信息,支持进一步探索CP2在食品相关应用及椰渣高值化利用中的潜力。
研究背景与立项依据:椰渣(coconut residue)是椰水加工等过程产生的大量农工固体副产物,传统多作废弃物处理。已有研究提示椰仁、椰水、椰壳来源多糖具抗氧化、抗菌、抗炎及免疫调节等活性,但椰渣来源纯化多糖的免疫调节潜力与胃肠消化行为仍鲜有系统研究。植物多糖的生物活性与其分子量、单糖组成、分支模式等结构特征密切相关,而高分子量及结构复杂性可能限制溶解性与细胞摄取;胃肠消化既是评估消化稳定性的模型,也可视为一种生理相关的结构修饰过程。鉴于此,研究人员以泰国Samut Sakhon当地椰水加工单一批次椰渣为样本队列来源,开展椰渣多糖提取纯化、结构解析、体外抗氧化与RAW264.7巨噬细胞免疫调节评价,并重点考察高活性组分CP2在模拟唾液–胃–小肠消化前后的分子与功能变化,以期明确其作为功能食品配料的高值化可能。论文发表于《Foods》。
主要关键技术方法:研究人员取椰渣干粉经脱脂、热水(121 ℃,30 min)提取、85%乙醇沉淀、三氯乙酸(TCA)与Sevag法脱蛋白得粗多糖CP0;依次经DEAE–Sepharose Fast Flow阴离子交换色谱(水洗脱中性糖)和Sepharose CL-6B凝胶过滤色谱分离得CP1与CP2;采用高效尺寸排阻色谱–紫外–多角度激光光散射–示差折光检测(HPSEC–UV–MALLS–RI)测定分子量参数,辅以傅里叶变换红外光谱(FT-IR)与甲基化–气相色谱质谱(GC–MS)分析糖苷键;体外消化按Wang等唾液法、Tedeschi等胃/肠法改良执行;抗氧化用DPPH、ABTS及超氧阴离子清除法;免疫细胞实验以RAW264.7巨噬细胞经WST测活力、Griess测NO、实时荧光定量PCR测iNOS/TNF-α/IL-1β/IL-6/IL-10 mRNA,并以鲎试剂(LAL)排除内毒素干扰。
研究结果
3.1 分离纯化与化学组成:CP0得率5.72%;DEAE水洗脱中性糖占回收约95%,CL-6B分出CP1(约67%)与CP2(约33%)。CP0、CP1、CP2碳水化物96.7%、97.1%、97.7%,蛋白2.90%、2.90%、2.30%;单糖均以半乳糖(Gal)和葡萄糖(Glc)为主,CP2的Gal/Glc高于CP1。
3.2 分子量特征:CP0 Mw 369.2 kDa(PDI 1.52),CP1 Mw 455.8 kDa(PDI 2.12,异质性高),CP2 Mw 72.6 kDa(PDI 1.35)。CP2旋转半径(Rg)64.5 nm大于CP1的54.7 nm,提示架构差异但非直接构象结论。
3.3 FT-IR:两纯化组分均在~3400 cm?1(O–H)、~2930 cm?1(C–H)、~1640 cm?1(水)、1100–1030 cm?1(C–O–C/吡喃环)有典型多糖吸收,未定精细一级结构。
3.4 糖苷键分析:甲基化–GC–MS检出T-Glcp、T-Galp、→4)-Glcp-(1→、→4)-Galp-(1→、→4,6)-Glcp-(1→;→4)-Glcp为主,CP2含更高比例→4,6)-Glcp及末端残基,提示分支度差异,但未定异头构型与序列。
3.5 巨噬细胞活性(原生多糖):LAL阴性;100–400 μg/mL下细胞活力≥100%。NO生成呈浓度依赖,CP2最高(400 μg/mL达40.25 μM,约LPS组82.5%),CP0中等,CP1最低。
3.6 自由基清除(原生多糖):DPPH与ABTS的IC50以CP2最低(0.382、0.470 mg/mL),CP1次之,CP0最高;超氧阴离子IC50三者接近(0.802–0.841 mg/mL)。Vc远强于多糖。
3.7 CP2消化中分子变化:唾液期Mw微降(72.6→70.5 kDa);胃期120 min降至44.2 kDa;肠期再降至33.1 kDa。HPSEC主峰后移。单糖中Glc 39.5%→36.0%,Gal 60.5%→64.0%,Gal/Glc由1.53升至1.78。未设全程处理匹配对照,故归为“消化相关”而非纯水解证据。
3.8 消化CP2的巨噬响应:各期消化样品均无毒性。NO生成:唾液29.27–36.41 μM<胃期29.83–38.55 μM<肠期38.85–46.18 μM(400 μg/mL达LPS的94.9%)。肠期消化CP2上调iNOS、TNF-α、IL-1β、IL-6,下调IL-10,呈M1样促炎倾向;未做受体阻断,机制仅为推测方向。
3.9 消化CP2自由基清除:DPPH IC50由原生0.382降至胃期0.235、肠期0.190 mg/mL(唾液0.451);ABTS由0.344降至胃0.299、肠0.228;超氧由0.700降至胃0.506、肠0.442。唾液影响弱,胃肠期增强。
讨论与结论翻译:研究人员讨论指出,色谱分离获具不同Mw、Rg、单糖比与分支特征的组分,CP2低分子量、较高Gal比例及→4,6)-Glcp分支与其较强抗氧化和巨噬激活“相关”但非因果确证;模拟消化降低CP2表观Mw并伴随功能增强,支持“消化即生理修饰”观点,但缺乏处理匹配对照、质量平衡与还原糖数据,不能区分酶解与后处理贡献;肠期消化诱导促炎基因谱,提示其在功能食品中并非单纯“安全增强免疫”,需结合胞吞、极化、菌群发酵及体内安全评估。结论部分原文意译如下——综上,研究人员成功从椰渣提取纯化出富含半乳糖与葡萄糖、分子特征各异的多糖;CP2分子量最低,在体外DPPH/ABTS清除与原生及消化后NO刺激中表现突出且不损活力;模拟胃肠消化使CP2表观分子量渐进下降、单糖比微变,并与自由基清除增强及肠期消化样品最高NO响应、iNOS/TNF-α/IL-1β/IL-6上调、IL-10下调同时发生,但仅显示关联而非直接结构–活性因果。CP2是值得进一步探究食品化与椰渣高值化的生物活性组分,后续须补入过程对照、体内安全、食品基质、技术经济与环境评估方利落地转化。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号