《Food Bioscience》：Sequential deglycosylation of balloon flower root platycosides by a commercial
Aspergillus niger-derived polygalacturonase preparation
编辑推荐：
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一种黑曲霉酶制剂可以依次对板蓝根苷进行糖基化修饰。
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为三类主要的板蓝根苷提出了依次糖基化的途径。
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通过酶法制备并纯化了13种板蓝根苷参考化合物。
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依次水解后得到了具有不同糖基化程度的板蓝根苷。
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糖基化程度与较高的LOX
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一种黑曲霉酶制剂可以依次对板蓝根苷进行糖基化修饰。
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为三类主要的板蓝根苷提出了依次糖基化的途径。
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通过酶法制备并纯化了13种板蓝根苷参考化合物。
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依次水解后得到了具有不同糖基化程度的板蓝根苷。
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糖基化程度与较高的LOX抑制活性和自由基清除活性相关。
引言
板蓝根（Platycodon grandiflorum的根部）作为一种可食用的根材，在东亚国家长期被用作食品和草药成分，并逐渐被认可为生物活性植物化学物质的来源。其生物活性包括抗过敏（Oh et al., 2010）、抗炎（Kim et al., 2006）、抗肥胖（Zhao et al., 2008）、抗氧化（Ryu et al., 2012）、抗肿瘤（Choi et al., 2010）、心脏保护（Lin et al., 2018）、肝脏保护（Fu et al., 2018）和免疫刺激作用（Noh et al., 2019），这些活性主要归因于板蓝根苷——一种属于奥菜烷型三萜皂苷的化合物，它们构成了板蓝根的主要生物活性成分。因此，了解板蓝根苷的分子结构与其生物活性之间的关联对于开发高附加值的功能性食品成分和营养保健品至关重要。对这些天然成分进行酶修饰可能是一种在相对温和的反应条件下生成结构多样化板蓝根苷的有效方法（Bilal & Iqbal, 2020; Wang & Qi, 2024）。
目前已鉴定出70多种板蓝根苷，并根据其苷元结构将其分为板蓝根苷元（PDN）型、聚半乳糖酸（PGA）型和板蓝根酸（PCA）型化合物。在本研究中，这三种类型分别用符号a?n、b′?n′和c″?n″表示，每个符号后的数字表示剩余的糖苷残留总数（图1）。这三种苷元在C-4位置的取代基不同，分别为羟甲基、甲基和羧基。完全糖基化的板蓝根苷通常在C-3位置含有三个β-葡萄糖基（glc-glc-glc）残基，在C-28位置含有由β-阿皮糖基、β-木糖基、α-鼠李糖基和α-阿拉伯糖基组成的寡糖链（api-xyl-rha-ara）（Shin & Oh, 2023）。
糖基化可以显著改变三萜皂苷的物理化学和功能特性。先前的研究表明，部分或广泛糖基化的板蓝根苷比其高度糖基化的前体具有更强的生物活性和更好的肠道吸收性能（Shin & Oh, 2023）。其他膳食皂苷也表现出类似的趋势，去除糖苷残留可能改变分子的分子大小、极性、疏水性、空间可及性以及与生物靶点的相互作用（Podolak et al., 2010）。然而，糖基化的影响不能仅归因于剩余糖苷残留的数量，因为糖苷的种类和糖基化位置也可能影响这些性质。因此，系统地制备具有不同糖基化程度的板蓝根苷对于研究分子结构与功能特性之间的关系非常重要。
酶促糖基化的一个优势在于它可以在温和的条件下修饰糖苷基团，同时尽量减少苷元的不良化学变化（Park et al., 2010; Shin & Oh, 2016）。已经有多种糖苷酶和果胶酶制剂被用来水解板蓝根苷中的特定糖苷键，生成部分糖基化的中间体（Ju et al., 2020; Kang et al., 2019）。β-葡萄糖苷酶主要水解C-3位置的葡萄糖基残基，而之前研究的果胶酶制剂可以去除C-28位置的糖苷残基，在某些情况下还可以去除外侧的C-3葡萄糖基残基。这些方法虽然提供了有用的中间体，但它们的底物和作用范围有限，且尚未系统地对PDN型、PGA型和PCA型化合物进行全面糖基化研究。此外，代表糖基化途径中间体的参考化合物种类有限，限制了对板蓝根苷生物转化过程的色谱鉴定和定量分析。
用于食品加工的商业酶制剂为修饰植物源性成分提供了实用的催化活性来源。其中，从黑曲霉提取的制剂含有果胶分解和糖苷水解活性，这对于复杂结构皂苷的生物转化非常有用。然而，由于商业制剂可能含有多种酶成分，因此在未单独分离和鉴定相关酶成分的情况下，应考虑其整体催化行为。Rapidase PL Classic是一种商业化的A. niger来源的食品加工酶制剂，但其对板蓝根苷多种糖苷残基的水解能力及生成中间体和相应苷元的功能尚未得到系统评估。
本研究筛选了多种商业食品加工酶制剂，以找到具有广泛糖基化修饰能力的制剂，并选择了Rapidase PL Classic进行进一步研究。评估了该酶对PDN型、PGA型和PCA型板蓝根苷的催化性能，并利用时间依赖性HPLC和LC–MS/MS分析方法研究了底物消耗、中间体形成和苷元生成情况。根据观察到的前体-产物关系构建了糖基化途径，并制备了13种代表这些途径中间体和产物的酶法制备参考化合物。此外，还量化了选定中间体和苷元的形成时间依赖性，并考察了PDN型板蓝根苷的糖基化程度与其体外 LOX抑制活性和DPPH自由基清除活性之间的关系。本研究采用商业食品加工酶制剂提供了一种生成和表征不同糖基化程度板蓝根苷的生物催化方法。
章节片段
材料
从诺维信公司（Novozymes，丹麦Bagsvaerd）购买了六种商用食品加工酶制剂（Rapidase PL Classic、Rapidase PL Smart、Rapidase Fiber、Pectinex Ultra Color、Pectinex XXL和Pectinex Ultra SP-L）。Rapidase PL Classic（批号101924；厂家声明的活性为100,000单位/克内果胶酶）需存放在4–8°C条件下，避免直接光照和冷冻。使用前，将商业聚半乳糖醛酸酶制剂稀释至所需浓度（≤2毫克/毫升）。
选择用于板蓝根苷依次糖基化的商业食品加工酶制剂
先前的研究显示，某些酶可以将PDN型、PGA型和PCA型糖基化的板蓝根苷转化为部分糖基化的产物。为了寻找具有更广泛糖基化修饰能力的商业酶制剂，首先使用PE (a, 7) 和 deapi-PE (e, 6) 作为模型底物，对27种商用酶制剂进行了筛选（表S3）。大多数制剂没有表现出可检测的活性，或者仅将PE和deapi-PE转化为部分糖基化的产物。
结论
本研究展示了使用商业化A. niger来源的食品加工酶制剂Rapidase PL Classic对代表性的PDN型、PGA型和PCA型板蓝根苷进行糖基化修饰，将其转化为相应的苷元。通过时间依赖性HPLC和LC–MS/MS分析，基于观察到的前体-产物关系构建了糖基化途径，并制备了13种代表中间体和产物的参考化合物。
CRediT作者贡献声明
Deok-Kun Oh: 写作——审阅与编辑、指导、研究设计。Su-Hwan Kang: 写作——初稿撰写、数据可视化、验证、方法学设计。Kyung-Chul Shin: 写作——审阅与编辑、指导。
未引用的参考文献
Li et al., 2022; Li et al., 2024; Zhang and Xu, 2021; Zhu et al., 2026.
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。
数据获取
本研究的数据及其补充信息已包含在文章中。如需额外原始HPLC和LC–MS/MS数据，可向 corresponding author 提出合理请求。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了韩国汉城外国语大学（Hankuk University of Foreign Studies）的2026年研究基金以及京畿地区创新系统与教育（RISE）计划（资助编号2025-RISE-09-A37）的支持，该计划由韩国教育部和京畿省政府共同资助。
Su-Hwan Kang|Kyung-Chul Shin|Deok-Kun Oh
