劉純友,殷朝敏,黃永春,耿 放,楊 鋒,黃承都,張昆明

(1.廣西科技大學生物與化學工程學院食品科學與工程系,廣西柳州 545006; 2.華中農業(yè)大學食品科學技術學院,湖北武漢 430070; 3.湖北省農業(yè)科學院農產品加工與核農技術研究所,湖北武漢430064; 4.成都大學藥學與生物工程學院,四川成都 610106)

百香果(Passifloraedulis)又稱為西番蓮、雞蛋果,屬于西番蓮科西番蓮屬植物果實,素有“果汁之王”、“搖錢樹”的美譽,是一種典型的藥食同源的高品質水果,具有很高的藥用價值和食用價值。中醫(yī)藥研究表明,百香果具有消炎[1]、鎮(zhèn)靜[2]、抗焦慮[3-4]、抗成癮[5]、治療失眠[6]等多種功效。營養(yǎng)學研究發(fā)現(xiàn),每100 g百香果果肉中含有組氨酸28.05 mg,賴氨酸8.27 mg,精氨酸3.94 mg,蘇氨酸9.43 mg,纈氨酸6.63 mg,蛋氨酸0.56 mg,異亮氨酸6.92 mg,亮氨酸6.43 mg,苯丙氨酸5.61 mg,鈣508.54 mg,鐵0.39 mg,鋅0.46 mg,硒0.19 mg[7]。根據加工適用性測定,發(fā)現(xiàn)百香果果肉的出汁率高達43.33%,但在其榨取果汁后,產生大量的廢棄果皮,這不僅造成生物資源的極大浪費,同時也給環(huán)境帶來嚴重污染,是長期以來困擾百香果加工產業(yè)的關鍵技術難題。鑒于此,對百香果果皮進行系統(tǒng)深入研究具有重要的理論意義和實際應用價值。

近年來,隨著植物多糖研究的快速發(fā)展,百香果皮多糖逐漸成為國內外學者關注的焦點。多糖是構成百香果果皮的主要功能成分,研究發(fā)現(xiàn),百香果皮多糖具有抗腫瘤、抗炎、降血脂和抗氧化等多種生物活性[8]。基于近十年國內外學者的相關研究成果,本文對百香果果皮多糖的提取、分離純化、結構特性和生物活性等方面進行了系統(tǒng)綜述,以期為百香果果皮多糖的系統(tǒng)深入研究與綜合開發(fā)利用提供科學依據。

1 百香果皮多糖的提取與分離純化

1.1 百香果皮多糖的提取

根據果皮顏色,百香果主要分為紫百香果和黃百香果兩個品種[9]。目前文獻報道的提取百香果果皮多糖的原料主要為紫百香果和黃百香果果皮兩種,且百香果果皮多糖,主要包括果膠、纖維素、半纖維素和木質素等[10]組分,其提取方法歸納起來主要有酸法提取法、生物酶法、超聲波輔助提取法、微波輔助萃取法和高壓提取技術等。

1.1.1 酸提法 由于多糖是極性大分子,提取時先將原料用甲醇、丙酮或石油醚等有機溶劑脫色、脫脂,再依次用水、稀酸(堿性多糖)、稀堿(酸性多糖)在不同溫度下提取,提取液濃縮后,加入丙酮、乙醇等沉淀劑進行沉淀,再干燥后即可得到粗多糖。陳穎珊等[11]采用響應面法優(yōu)化混合酸提取紫百香果皮果膠的工藝條得出,混合酸(鹽酸∶30%檸檬酸=1∶2,V/V)提取紫百香果果皮果膠的最佳工藝條件為提取溫度65.5 ℃,料液比1∶45 (w∶V),pH1.5,該提取條件下果膠得率為10.98%,酯化度(DE值)為63.77%。Kulkarni等[12]研究了百香果果皮中果膠提取工藝條件,結果顯示提取溫度98.7 ℃,pH2.0,料液比1∶30 (w∶V),提取時間60 min,提取次數2次,該條件下百香果果皮果膠得率為14.80%。Pinheiro等[13]采用響應面法優(yōu)化百香果皮中高脂果膠的提取條件,得出當檸檬酸濃度0.086%(w/V)和提取時間60 min時,提取的果膠DE值達78.59%。Kliemann等[14]探討了酸法提取條件對提取黃百香果皮中果膠的影響,研究發(fā)現(xiàn)提取溫度、pH和提取時間對果膠得率有顯著影響,且當提取溫度為80 ℃,pH1.0,提取時間為10 min時,果皮中果膠得率高達70.00%?？梢?不同學者采用酸法提取百香果皮果膠的得率存在較大差異,但采用較低的pH和較高的溫度可獲得相對較高的果膠得率,這可能是由于高溫和低pH條件更有利于果皮中果膠的溶出,提高果皮中果膠的得率。

1.1.2 生物酶法 除傳統(tǒng)酸法外,生物酶法也是較為常用的方法,它具有條件溫和、選擇性強,無污染等優(yōu)點。毛慧君等[15]選取百香果果渣為原料,添加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種,探討發(fā)酵法提取百香果果渣中膳食纖維工藝條件,結果顯示,接種量5%,固液比1∶10 (w∶V),發(fā)酵溫度33 ℃,發(fā)酵時間21 h,該條件下制備的百香果果渣膳食纖維中可溶性膳食纖維的含量為29.01%,優(yōu)于化學法提取的可溶性膳食纖維含量。Liew等[16]比較研究了酸法和酶法對提取黃百香果果皮中果膠的影響,發(fā)現(xiàn)提取時間對酶法提取果膠影響較大,而提取溫度對酸法提取果膠影響較大;酶法提取得到的果膠得率為9.17%,DE值為86.96%,而酸法提取得到的果膠得率為7.71%,DE值為78.57%。Juliana等[17]進一步優(yōu)化了酶法提取黃百香果皮中果膠的工藝條件,探討了攪拌速度、酶用量、pH和溫度對果膠提取得率的影響,研究發(fā)現(xiàn)當溫度37 ℃,酶用量30 U/mL,pH3.0,攪拌速度408 r/min條件下,酶法提取的果膠得率為21.7 g/100 g,半乳糖醛含量為85 g/100 g,DE值為68%?？梢?酶法提取可以獲得更高含量的甲氧基果膠[7],這可能在多糖提取過程中,加入適當的果膠酶可以降解果皮細胞壁,使細胞壁中的果膠溶解能夠有效的釋放出來,從而提高果皮果膠多糖的提取率。

1.1.3 超聲波輔助提取法 超聲輔助提取法是目前提取百香果皮多糖的新型方法之一,它具有時間短、效率高、操作方便等優(yōu)點。黃永春等[18]研究了超聲輔助提取百香果果皮中果膠多糖,與傳統(tǒng)酸法相比,提取時間由210 min縮短到35 min,提取時間大大縮短,且得率由2.22%提高到2.51%,相對提高率為13.06%。Oliveira等[19]研究了超聲條件對提取黃百香果果皮中果膠多糖的影響,當超聲功率644 W,超聲溫度85 ℃,料液比1∶30 (w∶V),pH2.0,超聲時間10 min時,果膠的得率為12.67%,DE值為60.36%,半乳糖醛酸含量為66.65%。與傳統(tǒng)酸法相比,當提取時間為30 min,且在相同的提取溫度85 ℃、料液比1∶30 (w∶V)、pH2.0條件下,果皮中果膠的得率僅為9.21%[20]。Santos等[21]采用響應面法優(yōu)化超聲輔助提取百香果果皮中果膠,發(fā)現(xiàn)檸檬酸濃度為0.75 mol/L,超聲時間90 min,該提取條件下果膠得率為55%?？梢?相較于傳統(tǒng)酸法,在相同的實驗條件下超聲輔助提取法不僅可以提高果膠的提取效率,還能顯著增加果膠的得率。

1.1.4 微波輔助萃取法 微波輔助萃取法是另一種萃取百香果皮多糖的新方法之一,利用微波能的加熱效應來加速溶劑對物料中多糖組分的溶解,具有溶劑用量少、提取時間短等優(yōu)勢,可避免長時間高溫引起有效成分降解。黃永春等[22]采用均勻設計優(yōu)化微波輔助萃取百香果果皮中果膠,研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)酸法相比,微波提取時間大大縮短,且果膠得率從2.22%提高到2.60%,相對提高率為17.12%。Seixas等[23]選擇以酒石酸、乙酸和硝酸為萃取溶劑,探討了微波輔助萃取條件對萃取黃百香果中果膠的影響,研究發(fā)現(xiàn)微波功率和萃取時間對果皮中果膠的得率有顯著影響。當萃取的功率為628 W,萃取時間為9 min時,酒石酸、乙酸和硝酸萃取果膠的最高得率分別為18.2%、13.0%和12.9%。但是,乙酸和硝酸作為提取溶劑得到的果膠擁有更高的摩爾質量(4.625×105g/mol和4.966×105g/mol)、酯化度(64.56%和64.15%)和糖醛酸含量(62.5%和82.3%)。與傳統(tǒng)酸法相比,微波輔助提取可以顯著提高百香果皮中果膠的得率,這可能是由于微波中高頻電磁波可直接穿透果皮內部,使果皮內部迅速升溫,同時實現(xiàn)傳熱和傳質,果皮細胞壁發(fā)生破裂,促進果皮中果膠更容易擴散到提取溶劑中,從而提高果皮中果膠多糖的得率。

1.1.5 超高壓提取法 超高壓處理是百香果皮多糖提取過程中采用的一種前處理手段,利用超高壓作用于果皮細胞壁,使細胞壁破裂、釋放出胞內多糖,再結合上述提取方法,可以有效提高多糖的提取效率。Oliveira等[24]探討了高壓處理對酸法提取黃百香果果皮中果膠的影響,研究發(fā)現(xiàn)果皮先用高壓處理對果皮進行處理,再用酸法對果皮中果膠進行提取,果皮中果膠的得率為7.4%～14.34%,酯化度和糖醛酸含量分別為50%和65%?？梢?高壓處理可以作為一種有環(huán)境友好型前處理方法,使果膠多糖的提取效率顯著增加,這可能是由于超高壓作用于百香果皮,使得果皮細胞壁發(fā)生破裂并釋放出果膠并溶于酸溶液中,從而提高果皮中果膠多糖的提取效率。

1.2 百香果皮多糖的分離純化

百香果果皮提取的粗多糖是一個混合體系,具有結構復雜,分子量大,提取難度大的特點,對百香果皮多糖的有效分離純化是對其結構和生物活性研究的首要前提條件。通過必要的手段除去非糖物質,將混合多糖分離純化成化學組成、聚合度和分子形狀相同的均一多糖。

1.2.1 柱層析分離法 柱層析分離法是分離純化多糖的一種常用方法。根據多糖的理化性質,選取相應的固定相和流動相,實現(xiàn)多糖的高效分離純化,在多糖的柱層析分離純化中常見的固定相有纖維素、二乙基氨基纖維素(DEAE-cellulose)、瓊脂糖等[25]。纖維素柱層析法可用于各種酸性多糖和中性多糖的分離純化,通常先用不同濃度的洗脫液進行洗脫,樣液中的分子與固定相之間發(fā)生相互作用,小分子與固定相作用力較弱先被洗脫下來,再是作用力較強的大分子的多糖被洗脫。陳穎珊[26]先采用混合酸法對百香果果皮多糖進行提取,以0.3 mol/L氯化鈉作為洗脫溶劑,再用DEAE-cellulose柱對百香果果膠多糖進行進一步純化,果膠多糖的回收率達84%,半乳糖醛酸含量達80%。纖維素柱層析法分離純化得到的多糖的純度高、分離效果好,但流速慢、分離純化耗時長,消耗溶劑量較大。

1.2.2 分步沉淀法 分步沉淀是根據不同分子量多糖在不同乙醇等有機溶劑中的溶解不同,逐漸降低乙醇或丙酮溶液的濃度,使溶液的極性不斷增大,隨著溶液極性的增大,不同極性的多糖逐步沉淀析出的分離過程。Yapo[27]先用乙醇(95%)與黃百香果粗多糖(液固比1∶3)在溫度4 ℃下混合,樣液再進行離心、過濾,得到沉淀物,再分別用70%、55%乙醇溶液對沉淀物進行清洗、離心分離,然后沉淀物用蒸餾水懸浮后進行冷凍干燥,制得果膠的回收率為7.5%,凝膠時間為1082 s。分步沉淀法操作簡單易行,可獲得果皮中不同分子量多糖,但其分子量范圍不明確。

1.2.3 透析法 透析法是植物多糖分離純化中一種常用的分離技術,根據被分離植物多糖分子量的大小,選擇孔徑不同的半透膜,可將多糖按照其分子量從小到大的順序分離開來。Yapo等[27]將含有果膠的多糖粗提液放入分子量為12000 Da的透析袋中,在溫度為4 ℃蒸餾水中透析72 h,每隔8 h更換一次透析液,透析結束后將透析袋內的殘留物進行冷凍干燥,制得果膠的回收率達6.8%,凝膠時間為1038 s?？梢?透析法利用果膠多糖不能通過半透膜的性質,使果膠多糖和其他小分子如無機鹽和單糖等分開,實現(xiàn)果皮中果膠多糖的進一步純化,但透析時間長、消耗透析液量較大。

1.2.4 脫色 百香果皮中含有較豐富的可溶性膳食纖維和果膠多糖,但多糖中色素容易帶來色澤變黑問題。因此,百香果果皮膳食纖維需要進行相應的脫色處理。陳穎珊等[26]研究了聚酰胺樹脂、陽離子樹脂、陰離子樹脂和大孔樹脂對紫百香果果膠多糖的影響,結果顯示當進樣3.5 BV,流速3 BV/h,pH3.5時,果膠多糖脫色率為53.41%,半乳糖醛酸保留率為87.20%。虞小珊等[28]采用大孔樹脂對百香果皮中可溶性膳食纖維進行脫色,當脫色pH為3.34,流速1.36 BV/h,高徑比11.8時,多糖的保留率為83.59%,混合脫色率為75.90%。張豐進等[29]四種常規(guī)脫色劑和五種大孔樹脂對紫百香果皮可溶性膳食纖維的影響,研究發(fā)現(xiàn)大孔樹脂脫色效果優(yōu)于常規(guī)脫色劑,大孔樹脂中D301R陰離子樹脂脫色效果較好,脫色率達60.65%。可見,不同研究者對百香果皮多糖的脫色效果存在較大差異,這可能跟原料、多糖種類、提取、純化和脫色方法有著密切聯(lián)系。

1.3 百香果皮多糖含量的測定

目前文獻報道的百香果果皮多糖含量測定的方法主要有苯酚-硫酸法和蒽酮-硫酸法。陳龍浩等[30]比較研究了兩種方法測定百香果果皮中多糖的含量,結果表明苯酚-硫酸法和蒽酮-硫酸法分別在2.9～17.4 μg/mL和4.64～23.2 μg/mL范圍內的相關系數R2分別為0.9994和0.9993,RSD值分別為0.43%和0.55%;苯酚-硫酸法在2 h內穩(wěn)定,而蒽酮-硫酸法僅在1 h內穩(wěn)定,樣品中多糖含量測定分別為54.63和48.19 mg/g。因此,與蒽酮-硫酸法相比,苯酚-硫酸法測定百香果果皮多糖含量在測定范圍內具有更好的線性相關性,且顯色反應靈敏,顏色穩(wěn)定,可作為百香果果皮多糖含量的測定方法。

2 百香果皮多糖的結構特性

多糖結構研究是一項非常有意義但又極具挑戰(zhàn)性的工作,這主要是由于多糖的結構相當復雜,但多糖的結構與其生物活性功能密切相關。多糖的結構決定其生物活性,探明百香果皮多糖結構對研究其生物活性起關鍵作用。目前,由于國內外學者采用不同原料、提取、純化方法及結構表征方法,文獻報道的百香果果皮多糖結構在單糖組成、平均分子質量、糖苷鍵和分子修飾等方面均存在較大差異。

2.1 單糖組成

分析多糖的單糖組成是研究多糖結構與功能之間關系的基礎。目前,研究百香果皮多糖的方法主要有氣相色譜、氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)和咔唑-硫酸法等。Seixas等[23]采用氣相色譜對微波輔助萃取制得的黃百香果果皮果膠多糖組成進行表征,研究發(fā)現(xiàn)黃百香果果皮果膠多糖主要由糖醛酸(58.5%～82.3%)和葡萄糖(約26%)組成,同時還含有少量半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖等單糖。陳穎珊等[26]采用GC-MS聯(lián)用法結合咔唑-硫酸法對檸檬酸-鹽酸混合酸制得的紫百香果果皮果膠多糖的結構進行分析,研究發(fā)現(xiàn)紫百香果果皮果膠多糖主要由半乳糖醛酸(80.32%)組成,同時含有葡萄糖(4.65%)、核糖(4.41%)、半乳糖(3.84%)、阿拉伯糖(3.53%)、甘露糖(1.34%)、木糖(0.72%)和鼠李糖(0.17%)等。Silva等[31]GC-MS探討了黃百香果果皮果膠多糖的組成,結果顯示黃百香果果皮果膠多糖是由半乳糖醛酸(44.2%)、阿拉伯糖(11.8%)、鼠李糖(10.6%)、葡萄糖(11.8%)、甘露糖(9.0%)、半乳糖(6.1%)、木糖(3.6%)、核糖(1.3%)和巖藻糖(1.6%)等單糖組成的復雜水溶性多糖,其中半乳糖醛酸是構成黃百香果果皮多糖的主要成分。

2.2 平均分子質量

由于多糖的理化性質、生物活性與其平均分子量有著非常密切的聯(lián)系[32],因此,平均分子質量是多糖研究的一個重要指標。陳穎珊等[27]采用高效凝膠過濾色譜對檸檬酸-鹽酸混合酸制得的紫百香果果皮果膠分子量進行測定,結果顯示紫百香果果皮果膠為多分散體系,其平均分子質量為307.859 kDa,分散系數為3.76,甲酯化度為71.60%。高建華等[33]采用高效液相凝膠色譜對鹽酸(0.5%)提取制得的百香果果皮果膠平均分子質量進行測定,研究發(fā)現(xiàn)百香果果皮果膠平均分子質量為811 kDa。Yapo等[34]研究了黃百香果果皮細胞壁的分子結構特征,研究發(fā)現(xiàn)果皮細胞壁主要由79%的非淀粉多糖組成,其中42%纖維素、25%果膠物質和12%半纖維素,其中果皮細胞壁中果膠物質的甲酯化程度為5～40,粘度為170～580 mL/g,平均分子質量為58000～105000 g/mol;而半纖維素的粘度為40～55 mL/g,平均分子質量為21000～48000 g/mol[35]。Seixas等[24]采用高效體積排阻色譜結合多角度激光散射、折光指數檢測器對百香果果皮果膠多糖的平均分子量進行測定,研究發(fā)現(xiàn)乙酸、硝酸和酒石酸提取制得的百香果果皮果膠多糖的平均分子量分別為4.625×105、4.966×105和2.298×105g/mol,分散系數分別為2.49、1.25和1.64。在百香果皮多糖平均分子質量測定中,不同學者的研究結果存在較大差異,這可能跟百香果的品種、提取方法、分離純化方法、測定方法等的不同給其分子質量的測定帶來一定影響。

2.3 糖苷鍵及其波譜表征

在百香果皮多糖結構分析過程中,確定各單糖殘基之間是以糖苷鍵進行連接,其連接方式對多糖的生物活性有重要影響。Silva等[31]采用GC-MS探討了百香果果膠多糖中各單糖殘基的連接方式,它是D-半乳糖醛酸通過α-1,4糖苷鍵鏈接而成的在C6上有或無甲酯化的聚合物,其分子量為6.0×106g/mol;FTIR結果顯示了1740和1653 cm-1處的譜帶分別是酯化和未酯化的半乳糖醛酸中羰基(C=O)的伸縮振動。百香果果膠多糖的1H-NMR譜顯示,δ 3.80是酯化的半乳糖醛酸(GalA Me)的甲基信號,δ 2.17和δ 2.06分別是與2-O-半乳糖醛酸和3-O-半乳糖醛酸連接的乙?；盘?δ 1.25是L-鼠李糖的甲基信號,δ 4.6-4.7是未酯化的半乳糖醛酸H-5信號,而δ 4.9是酯化的半乳糖醛酸H-5信號。

2.4 分子修飾

分子修飾是目前天然植物活性多糖研究的熱點之一,采用物理、化學或生物手段對植物活性多糖進行分子修飾,改變其化學結構及理化性質,從而導致增強其生物活性。程明明等[37]采用干法、濕法超微粉碎對百香果果皮膳食纖維進行改性,研究發(fā)現(xiàn)改性后的膳食纖維晶區(qū)并未發(fā)生改變,但改性后膳食纖維的持水力、膨脹力、水溶性膳食纖維溶出率都顯著增強;電鏡結果顯示改性后水不溶性膳食纖維的羥基所在峰位均發(fā)生藍移,促進親水基團的暴露,且改性后的膳食纖維對膽固醇、膽酸鈉和脂肪酸的吸附能力顯著提高,且濕法優(yōu)于干法。Contrerasesquivel等[38]先采用檸檬酸對百香果果皮中果膠多糖進行提取,再用真菌果膠甲酯酶對其進行酶法改性,結果顯示改性后果膠多糖的凝膠強度顯著增加,改性后的果膠多糖可作為食品或醫(yī)藥行業(yè)的原料。目前,關于百香果皮多糖的分子修飾研究報道相對較少,因此通過采用適當方法對其化學結構進行分子修飾,可增強百香果皮多糖的生物活性。

3 百香果皮多糖的生物活性功能

百香果皮多糖具有多種生物活性功能,目前國內外文獻報道主要集中在抗腫瘤、抗炎、降血脂和抗氧化等四個方面。

3.1 抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn),百香果皮多糖可以有效抑制動物腫瘤細胞的生長繁殖。Silva等[31]用水提醇溶法制得的百香果皮多糖飼養(yǎng)患有腫瘤的瑞士小鼠,研究發(fā)現(xiàn)當瑞士小鼠口服劑量分別為50、100 mg/kg的百香果皮多糖時,瑞士小鼠的腫瘤抑制率分別為40.59%和48.73%;而當瑞士小鼠腹腔分別注射劑量10、25 mg/kg的百香果皮多糖時,瑞士小鼠的腫瘤抑制率分別達70.40%和72.89%。由此可見,百香果皮多糖可以顯著抑制瑞士小鼠腫瘤細胞的正常增殖,且百香果皮多糖的給藥方式對瑞士小鼠的腫瘤抑制率存在顯著差異?；钚远嗵菍δ[瘤細胞的抑制作用可能跟動物體的免疫調控系統(tǒng)密切相關,活性多糖通常被認為是一種生物反應調節(jié)劑,通過激活機體免疫系統(tǒng)中的巨噬細胞、T-淋巴細胞和B-淋巴細胞,提高機體對腫瘤細胞的抵抗能力[39],但活性多糖抑制腫瘤細胞生長的作用機制還需要進一步深入研究。

3.2 抗炎作用

研究表明百香果皮多糖具有一定的抗炎作用。陳穎珊等[27]采用灌胃方式每天給予Wistar大鼠(80～100 mg/kg)的紫百香果果皮果膠多糖可以上調大鼠血清炎癥因子IL-10的表達水平,下調腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白介素-1β(IL-1β)等促炎癥細胞因子,減少大鼠結腸粘膜的損傷。Cazarin等[40]研究了黃百香果果皮的攝入對大鼠結腸炎的影響,先用3%葡聚糖硫酸鈉(DDS)誘導雌性Wistar大鼠發(fā)生結腸炎作為實驗對照組,而雌性Wistar大鼠百香果果皮攝入組(40 mg/kg)作為實驗組,研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比,實驗組可以有效降低IL-1β,Il-6和IL-17等促炎細胞因子的表達,而且實驗組通過增加黏蛋白的表達有助于保持小鼠腸道的屏障功能,同時降低MPP-2金屬蛋白酶、MPP-9金屬蛋白酶的表達,促進短鏈脂肪酸的生成,從而減低結腸炎的產生。因此,香果果皮多糖通過調節(jié)炎癥因子和金屬蛋白酶的表達,可以有效降低動物潰瘍性結腸炎等腸道疾病的發(fā)生。Silva等[41]先將角叉菜膠注入小鼠腹膜使其發(fā)生爪水腫,再注入劑量分別為0.3、1.0和3.0 mg/kg百香果皮多糖,研究發(fā)現(xiàn)百香果皮多糖可以顯著抑制角叉菜膠誘導的小鼠爪水腫,顯著降低髓過氧化物酶(MPO)活性,減少谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量。百香果皮多糖減少炎癥反應的作用機制在于通過調控組胺和5-羥基胺的釋放或合成,減少中性粒細胞遷移,降低IL-1β表達水平來減少炎癥反應。

3.3 降血脂作用

研究發(fā)現(xiàn)百香果膳食纖維具有良好的降血脂作用。程明明等[42]采用酶堿法提取百香果果皮中水不溶性膳食纖維,再用濕法對其進行改性處理,改性后的膳食纖維以高劑量(0.036 g/d)、中劑量(0.018 g/d)和低劑量(0.009 g/d)灌胃給昆明小鼠6周,結果顯示與模型組相比,高劑量組和中劑量組小鼠血清中甘油三酯含量、總膽固醇含量、丙二醛活性和低密度脂蛋白含量顯著下降,但血清中谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶和高密度脂蛋白含量均顯著增加。實驗結果證實百香果膳食纖維具有良好的降血脂和保肝功效,且劑量和功效呈現(xiàn)一定的量效關系。百香果降血脂的作用機制可能是由于改性后的膳食纖維具有良好的吸附性和持水性,可以吸附結合膽固醇,促進肝臟分泌膽汁酸,加快膽固醇的代謝速度,并促進排便,減少腸道的吸收,從而起降血脂的效果。

3.4 抗氧化作用

百香果果皮是人們膳食纖維的重要來源,具有較強的抗氧化活性,可以保護機體細胞免受氧化應激損傷。研究發(fā)現(xiàn)百香果果皮中含有果膠、粗纖維、多糖、黃酮和多酚類物質,且百香果果皮的乙醇、水提物都具有良好的抗氧化活性,可以有效清除DPPH·和·OH,且果皮提取物的抗氧化活性隨其用量的增加,其抗氧化活性不斷增強[43-44]。Silva等[45]采用動物實驗探討了百香果果皮纖維素攝入對Wistar大鼠組織抗氧化狀態(tài)的影響,實驗先將雄性Wistar大鼠分為標準飲食對照組和果皮攝入實驗組,實驗組中50%的纖維素來自百香果果皮粉,研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比,實驗組不僅血清表現(xiàn)出較低的脂質過氧化含量,同時有效減少大鼠腎臟中的脂質過氧化,還能顯著降低肝臟中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活性。因此,動物實驗進一步證實了百香果果皮多糖具有較強的抗氧化活性。

4 總結與展望

近年來,百香果皮多糖受到國內外科學家的高度關注,并在百香果皮多糖的提取、分離純化、結構特性和生物活性方面開展了大量研究工作,并且取得了一定的研究成果。百香果皮多糖作為一種天然活性多糖,基于目前的研究成果而言,百香果皮多糖的結構研究還不夠系統(tǒng)和深入,但還存在許多亟待解決的問題，主要集中在一級結構中單糖組成、分子量和糖苷鍵分析等,但關于百香果皮多糖的分子構像、二級、三級和四級等高級結構則罕見報道。國內外學者普遍認為與一級結構相比,多糖的高級結構對其生物活性的影響更為重要[36],因此在今后的研究工作中百香果皮多糖的高級結構是研究的熱點和難點。隨著現(xiàn)代分析技術的快速發(fā)展,如高場核磁共振技術、質譜技術、高分辨率顯微技術(如原子力顯微鏡)、X-射線衍射技術以及多種分析技術的聯(lián)用,將為百香果皮多糖分子結構,特別是高級結構的研究起到巨大的推動作用。其次,深入挖掘百香果皮多糖新的生物活性及其作用機理,并進一步對百香果皮多糖的抗腫瘤、抗炎、降血脂、抗氧化等活性的構效關系、量效關系及其作用機制開展更加深入的研究工作。最后,鑒于百香果皮多糖具有多種生物活性,大力開發(fā)百香果皮多糖成為一種天然的新型功能性食品添加劑或藥物原料。百香果皮多糖的食用價值和藥用價值極高,具有廣闊的應用和市場前景。

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