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不同降解方法下西番莲果皮多糖的表征及抗氧化活性

该研究发表于 Carbohydrate Polymers（2019），使用 XH-300 系列 开展 多糖降解、超声-微波协同 研究，关键结果包括自由基清除活性 0.42 mg/mL。

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论文编号 292
应用方向 多糖降解、超声-微波协同、结构表征、抗氧化活性、三螺旋结构
关键结果 自由基清除活性 0.42 mg/mL
核心条件 超声功率 100 W
论文编号
292
期刊
Carbohydrate Polymers
影响因子
10.723
中科院分区
1 区
发表年份
2019
DOI
10.1016/j.carbpol.2019.04.069
设备型号
XH-300 系列
作者单位
桂林理工大学；桂林理工大学 化学与生物工程学院；广州虹海阳光生物科技有限公司；广西防城港市工业和信息化局；桂林万禾农产品有限公司
Guilin University of Technology; Guangxi Key Laboratory of Electrochemical and Magneto-chemical Functional Materials, College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guilin, PR China; Guangzhou Honsea Sunshine Biotech Co., Ltd., Guangzhou, PR China; Department of Industry and Information Technology Guangxi Fangchenggang City, Fangfchenggang, PR China; Guilin Wanhe Agricultural Products Co., Ltd., Guilin, PR China
研究方向
多糖降解 超声-微波协同 结构表征 抗氧化活性 三螺旋结构

事实快照

  • 论文：不同降解方法下西番莲果皮多糖的表征及抗氧化活性
  • 设备：XH-300 系列
  • 期刊与分区：Carbohydrate Polymers，中科院 1 区
  • 核心条件：超声功率 100 W；微波功率 420 W / 100 W；温度 50 °C / 85 °C / 60 °C
  • 关键结果：自由基清除活性 0.42 mg/mL
  • 用途：可作为 多糖降解、超声-微波协同 的论文证据页。

研究摘要

论文摘要指出，采用盐酸、超声辅助盐酸和 α-淀粉酶三种方法降解西番莲果皮水提多糖（WPEP），分别获得 A-WPEP、U-WPEP 和 M-WPEP，并研究了其结构与抗氧化活性的关系。结果表明，三种降解产物在溶解性、内部结晶、三螺旋和表面结构上受到不同程度的破坏，抗氧化活性均低于原多糖 WPEP。WPEP、A-WPEP、U-WPEP 和 M-WPEP 的溶解度分别为 9.84、6.78、6.98 和 9.56 mg/mL；DPPH 自由基清除率的 IC₅₀ 值分别为 0.29、1.34、0.42 和 0.98 mg/mL。酶解法对 WPEP 三螺旋结构的破坏最小，三螺旋结构完整性越好，抗氧化活性越高。

研究背景与解决的问题

论文摘要指出，采用盐酸、超声辅助盐酸和 α-淀粉酶三种方法降解西番莲果皮水提多糖（WPEP），分别获得 A-WPEP、U-WPEP 和 M-WPEP，并研究了其结构与抗氧化活性的关系。

设备应用与实验条件

项目参数
超声功率100 W
微波功率420 W / 100 W
温度50 °C / 85 °C / 60 °C
时间10 min / 2 h / 3 min

关键结果

自由基清除活性 0.42 mg/mL
指标结果
自由基清除活性0.42 mg/mL

机制/方法亮点

  • 超声-微波协同作用机制 超声空化效应：；超声波在液体中产生空化气泡，气泡崩溃时产生局部高温高压和微射流；微射流机械冲击多糖链，促进糖苷键断裂；空化效应有助于破坏多糖内部结晶结构，但不显著损伤三螺旋构象中的氢键 微波辅助加热：；微波与反应物直接耦合，实现快速均匀加热；50 °C 温和条件下即可实现有效降解，避免高温导致的过度结构破坏
  • 不同降解方法对结构的选择性破坏 酸降解（HCl）：；H⁺ 攻击糖苷键氧原子，导致糖苷键水解断裂；同时破坏分子间和分子内氢键，导致三螺旋结构解体；对结晶区和无定形区无选择性，破坏较为剧烈 超声-微波协同酸降解：；超声空化的机械效应辅助 H⁺ 化学攻击；主要破坏结晶区和表面结构，对三螺旋构象中的氢键影响相对较小；实现了"适度降解"，在降低分子量的同时保留更多活性结构 酶解（α-淀粉酶）：；特异性作用于 α-1,4-糖苷键，对氢键无直接影响；三螺旋结构破坏最小，但糖苷键断裂程度最大；对酸性糖苷键有选择性，导致糖醛酸含量显著降低
  • 构效关系：三螺旋结构完整性与抗氧化活性正相关 三螺旋结构通过分子间氢键维持，氢键断裂会导致三螺旋解体。酸降解同时破坏糖苷键和氢键，导致三螺旋结构严重破坏，抗氧化活性显著降低。超声-微波协同降解主要破坏糖苷键和结晶结构，对氢键影响较小，三螺旋结构保留较好，因此抗氧化活性高于酸降解产物。酶解对氢键破坏最小，三螺旋结构最完整，但糖苷键断裂程度大，分子量降低显著，抗氧化活性介于超声-微波产物和原多糖之间。

应用价值

  • 系统比较了三种降解方法（酸解、超声-微波协同酸解、酶解）对西番莲果皮多糖结构和活性的影响。
  • 明确检出祥鹄 XH-300A 超声-微波反应器，设备型号和反应条件（100 W、25 kHz、50 °C、10 min）完整。
  • 超声-微波协同降解产物 U-WPEP 的 DPPH 自由基清除活性（IC₅₀ = 0.42 mg/mL）显著优于单纯酸降解产物 A-WPEP（IC₅₀ = 1.34 mg/mL）。
  • 揭示了超声空化效应对多糖内部结晶结构的选择性破坏机制。
  • 建立了多糖三螺旋结构完整性与抗氧化活性之间的构效关系。

相关仪器推荐

XH-300A+ 电脑微波超声波组合合成萃取仪
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常见问题

这篇论文使用了哪种设备？
本研究使用 XH-300 系列。
研究的核心发现是什么？
该研究发表于 Carbohydrate Polymers（2019），使用 XH-300 系列 开展 多糖降解、超声-微波协同 研究，关键结果包括自由基清除活性 0.42 mg/mL。
该研究发表在哪个期刊？
发表于 Carbohydrate Polymers，中科院 1 区。
引用信息
Characterization and antioxidant activities of polysaccharides from Passiflora edulis Sims peel under different degradation methods
Carbohydrate Polymers, 2019
DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.04.069