劉孝平 鄒雨珂 劉路 余生玲 鄧穎 陳安均

摘要：【目的】對不同品種羅望子的果肉和種子多糖進行提取、結構鑒定及抗氧化活性測定，考察羅望子品種和部位間的多糖結構和體外抗氧化活性差異，為羅望子資源的開發(fā)與利用提供參考依據。【方法】以紫外光譜、紅外光譜和單糖組成對馬蹄酸角（酸型羅望子）和米易酸角（甜型羅望子）的果肉和種子多糖純度及結構進行評價，并測定4種多糖對DPPH自由基、ABTS自由基和羥基（OH·）自由基的清除能力及鐵離子還原能力?！窘Y果】甜型和酸型兩種羅望子的果肉多糖均為酸性雜多糖，種子多糖主要由葡萄糖、木糖和半乳糖組成，果肉多糖主要由葡萄糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖組成，其中甜型羅望子果肉多糖比酸型羅望子多糖含有更高比例的葡萄糖。兩種果肉多糖在質量濃度為3 mg/mL時，對3種自由基的清除率均高于50.00%，強于兩種種子多糖;酸型羅望子種子多糖體外抗氧化活性略強于甜型羅望子種子多糖。4種多糖對鐵離子的還原能力均較弱?！窘Y論】羅望子果肉和種子多糖的結構組成和抗氧化活性在品種間差異較小，其果肉多糖是一種良好的自由基清除劑，在食品與醫(yī)藥領域具有一定的應用潛力。

關鍵詞： 羅望子;品種;單糖;結構;抗氧化活性;高效液相色譜

中圖分類號： S792.99? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）08-1807-07

Comparison of structure and antioxidant activity of fruit and seed polysaccharides from different varieties of tamarind

LIU Xiao-ping， ZOU Yu-ke， LIU Lu， YU Sheng-ling， DENG Ying， CHEN An-jun*

（College of Food Science， Sichuan Agricultural University，Ya’an， Sichuan? 625014， China）

Abstract：【Objective】Structure identification and antioxidant activity determination of polysaccharides from fruit flesh and seeds of different varieties of tamarind were carried out to investigate the differences of polysaccharides structure and antioxidant activity in vitro between varieties and parts of tamarind， providing reference for the development and utilization of tamarind resources. 【Method】The purity and structure of the flesh and seeds of horseshoe tamarind（sour type）and Miyi tamarind（sweet type） were evaluated by ultraviolet spectrum， infrared spectrum and monosaccharide composition. The antioxidant capacity of four kinds of polysaccharides in vitro was evaluated by DPPH free radical scavenging ability， ABTS free radical scavenging ability， OH· free radical scavenging ability and ferric reducing antioxident power. 【Result】The results showed that the two kinds of pulp polysaccharides were acidic heteropolysaccharides， and the seed polysaccharides were mainly composed of glucose， xylose and galactose. The pulp polysaccharides were mainly composed of glucose， galacturonic acid， arabinose and galactose， and the sweet tamarind pulp polysaccharide contained higher proportion glucose than the acid type tamarind polysaccharide. When the concentration of the two kinds of pulp polysaccharides was 3 mg/mL， the three free radical scavenging rates were higher than 50.00%， which were stronger than the two seed polysaccharides. The antioxidant activity of acid tamarind seed polysaccharide in vitro was slightly stronger than that of sweet tamarind seed polysaccharide. The reduction ability of four polysaccharides to iron ions was weak. 【Conclusion】The differences among the four varieties of tamarind polysaccharide are small， and tamarind pulp polysaccharide is also a good free radical scavenger with certain application potential in the field of food and medicine.

Key words： tamarind; variety; monosaccharide; structure; antioxidant activity; high performance liquid chromatography

0 引言

【研究意義】羅望子（Tamarindus indica L.）又稱酸角，屬常綠大型喬木，原產于非洲熱帶地區(qū)，目前在熱帶亞熱帶地區(qū)廣泛種植。羅望子果肉味道酸甜，含有大量還原糖、多糖、有機酸、氨基酸和礦物質等，可作水果食用;其果肉還具有消炎、止瀉、治療膿瘍、抑菌、降血糖和抗突變等功效（趙一鶴等，2005）。羅望子種子中含有大量多糖，研究發(fā)現羅望子種子提取物具有良好的降血糖和抗蛇毒活性（Bhadoriya et al.，2011）。多糖除了提供人體所必需的能量外，還有良好的功能活性作用，如抗氧化、抗腫瘤和降血糖等（謝明勇等，2017）。因此，研究羅望子果實中多糖結構和抗氧化活性，對進一步認識羅望子的藥用機理及開發(fā)其資源具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】在羅望子果實多糖結構和物理性質方面， 趙一鶴等（2005）研究發(fā)現羅望子種子多糖分子以葡萄糖為主鏈，半乳糖和木糖分布在側鏈，對酸、鹽和熱的耐受性好;Izquierdo等（2007）提取羅望子果肉粗多糖，研究發(fā)現其主要由葡萄糖、木糖和半乳糖組成，動物實驗發(fā)現其具有顯著的退燒消炎作用;Khounvilay和Sittikijyothin（2012）研究發(fā)現羅望子種子多糖有很好的增稠作用和凝膠性能;Sharma等（2015）對羅望子果肉水提物進行提取和鑒定，發(fā)現其屬于果膠類多糖。在提取工藝方面，涂宗財等（2010）利用水提醇沉法對羅望子果肉多糖提取工藝進行優(yōu)化，在最佳工藝條件（料液比1∶15、pH 6.0、提取溫度90 ℃、提取時間120 min、提取次數2次）下，提取率達8.54%;Chawananorasest等（2016）利用不同原料和沉淀劑對羅望子種子多糖進行提取，結果表明，來源于飲料工廠副產物的羅望子種子經己烷脫脂處理后，用乙醇作沉淀劑，得到最高提取率為54.65%?！颈狙芯壳腥朦c】羅望子引入亞洲后逐漸演化形成了果莢大、果肉多、含糖量高的品種，人們稱之為“甜角”。甜型和酸型兩個羅望子品種因為糖酸比有巨大差異從而形成不同風味，但目前鮮見對兩個品種羅望子果肉和種子多糖結構及其抗氧化活性進行比較研究的文獻報道?！緮M解決的關鍵問題】對提取的4種多糖結構和體外抗氧化活性進行研究，以期深入認識羅望子不同品種和部位間多糖的差異，為羅望子的綜合開發(fā)利用提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

羅望子品種分別為馬蹄酸角（酸型）和米易酸角（甜型），均購自四川省攀枝花市鹽邊縣。乙醇、抗壞血酸（Vc）、水楊酸、硫酸亞鐵、過氧化氫、氯化鐵、三氯乙酸和1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）均為分析純，購自成都科隆化學品有限公司;多糖標準品（D-甘露糖、L-鼠李糖、D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-巖藻糖）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）和2，2'-聯氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）購自上海源葉生物科技有限公司。主要儀器設備：Thermo BR4i型冷凍離心機、Thermo PL3000冷凍干燥機、Spectrun100型傅里葉變換紅外光譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）、UV-1800PC型紫外分析儀（上海美譜達儀器有限公司）、Milli-Q型超純水系統（美國密理博公司）、高效液相色譜儀（美國安捷倫公司）。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 兩個品種羅望子果肉和種子多糖提取 羅望子果肉多糖和種子多糖的提取分別參考涂宗財等（2010）、Chawananorasest等（2016）的方法略作改進。

1. 2. 1. 1 果肉多糖提取 將兩種新鮮的羅望子分別去殼去籽得到果肉，于70 ℃烘干并粉碎后備用。稱取適量的兩種羅望子果肉粉末，分別按料液比1∶30加入蒸餾水，在90 ℃下浸提50 min;離心得到提取液，蒸發(fā)濃縮至1/3體積，加入3倍體積的無水乙醇，攪拌后靜置12 h，離心取沉淀用無水乙醇洗滌兩次后復溶，再用超純水透析48 h后凍干，即得到酸型羅望子果肉多糖（Tamarind pulp polysaccharides，TPP）和甜型羅望子果肉多糖（Sweet tamarind pulp polysaccharides，S-TPP）。

1. 2. 1. 2 種子多糖提取 將兩種羅望子種子分別與水按1∶2比例浸泡24 h后剝去種皮，于70 ℃烘干粉碎后制得種仁粉。稱取適量種仁粉，按料液比1∶50加入蒸餾水，采用與果肉多糖相同的方法進行提取后得到酸型羅望子種子多糖（Tamarind seed polysaccharides，TSP）和甜型羅望子種子多糖（Sweet tamarind seed polysaccharides，S-TSP）。

1. 2. 2 紫外光譜分析 配置0.1 mg/mL多糖溶液，在190～400 nm進行紫外光譜掃描。觀察280和260 nm處多糖水溶液的吸收情況，判斷是否有核酸、蛋白質和多肽等物質。

1. 2. 3 紅外光譜分析 分別稱取4種多糖1 mg和干燥的溴化鉀粉末100 mg置于瑪瑙研缽中研磨均勻，壓片后在400～4000 cm-1波數范圍進行紅外光譜檢測。

1. 2. 4 單糖組成分析

1. 2. 4. 1 樣品前處理 采用PMP柱前衍生化高效液相色譜法（Pan et al.，2018）分析4種多糖的單糖組成。分別稱取4種多糖樣品20 mg，加水定容至5.0 mL，吸取1.0 mL水溶液加入等體積6 mol/L三氟乙酸，混勻后用氮氣封口，于95 ℃下反應8 h，將反應物蒸干后加入適量甲醇溶液再次蒸干制得多糖水解產物。多糖水解產物用1.0 mL 1 mg/mL巖藻糖（內標物）溶液溶解，加入1.0 mL 0.5 mol/L PMP溶液和1.0 mL 0.3 mol/L氫氧化鈉溶液，于70 ℃下反應2 h進行衍生化;反應完成后加入1.0 mL 0.3 mol/L 鹽酸溶液中和，最后加入4.0 mL三氯甲烷萃取，重復3次，取上層清液過0.22 μm濾膜后待測。稱取適量單糖標準品鼠李糖、甘露糖、木糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖，按照與樣品相同的衍生化方法制得混合標準單糖溶液。

1. 2. 4. 2 色譜條件 色譜柱型號為ZORBAX Ecliose Plus C18（250 cm×4.6 mm，5 μm），流動相為0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）和乙腈（82∶18），流速0.8 L/min，檢測波長250 nm，柱溫27 ℃，進樣量10 μL。

1. 2. 5 體外抗氧化活性測定 將4種多糖樣品和Vc均配制成1、2、3、4、5、6、7、8和9 mg/mL? 9個質量濃度梯度，用于體外抗氧化活性指標檢測，吸光值測定3次，取平均值。

1. 2. 5. 1 DPPH自由基清除能力測定 取1.0 mL不同質量濃度的多糖溶液，加入0.5 mL 0.35 mg/mL DPPH溶液，振蕩混合后迅速放入暗處反應20 min，12000 r/min離心10 min，取上清液于517 nm測定吸光值Ai。以無水乙醇替代DPPH溶液測定吸光值Aj，以蒸餾水替代樣品溶液測得吸光值A0（李姝蓓等，2013）。以相同質量濃度的Vc作陽性對照，根據公式計算樣品DPPH自由基清除率：

DPPH自由基清除率（%）=[1-（Ai-Aj）/A0]×100

1. 2. 5. 2 ABTS自由基清除能力測定 將25.0 mL 7 mmol/L ABTS溶液和440 μL 140 mmol/L過硫酸鉀溶液混合，避光反應16 h后取5.0 mL用PBS緩沖液（pH 7.4）稀釋，直至稀釋液在734 nm處吸光值為0.7±0.2。取不同質量濃度的多糖溶液100 μL，迅速加入稀釋后的ABTS溶液，混合后于暗室避光反應10 min，然后迅速在734 nm處檢測其吸光值Ai，以蒸餾水替代樣品測得其吸光值A0（Razali et al.，2012）。以相同質量濃度的Vc作陽性對照，根據公式計算樣品ABTS自由基清除率：

ABTS自由基清除率（%）=（A0-Ai）/A0×100

1. 2. 5. 3 羥基（OH·）自由基清除能力測定 依次向刻度試管中加入1.0 mL 9 mmol/L水楊酸—乙醇溶液、1.0 mL 9 mmol/L硫酸亞鐵溶液和不同質量濃度多糖溶液，最后加入1.0 mL 8.8 mmol/L硫酸亞鐵溶液后迅速轉移至37 ℃水浴鍋中反應30 min，于510 nm處測定吸光值Ai。以蒸餾水替代過氧化氫測得吸光值Ai0，以蒸餾水替代樣品測得吸光值A0（楊江濤等，2008）。以相同質量濃度的Vc作陽性對照，根據公式計算OH·自由基清除率：

OH·自由基清除率（%）=[1-（Ai-Ai0）/A0]×100

1. 2. 5. 4 鐵離子還原能力測定 取不同質量濃度的多糖溶液1.0 mL置于試管中，加入2.0 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液（pH 6.6）和2.0 mL 1%鐵氰化鉀溶液，混勻后迅速于50 ℃反應20 min，取出迅速冷卻至室溫后加入2.0 mL三氯乙酸終止反應。取反應液1.0 mL加入2.0 mL蒸餾水和0.4 mL 0.1%氯化鐵溶液，放入暗室反應30 min后于700 nm處測定吸光值Ai（Tsai et al.，2006）。

2 結果與分析

2. 1 4種多糖紫外光譜分析結果

由圖1可知，甜型羅望子的果肉和種子多糖（S-TPP和S-TSP）在260和280 nm處幾乎無吸收峰，說明這兩種多糖中蛋白質和核酸含量很少;而酸型羅望子的果肉和種子多糖（TPP和TSP）在280 nm處有一定吸收峰，說明這兩種多糖中含有少量的蛋白質。

2. 2 4種多糖紅外光譜分析結果

由圖2可知，4種多糖在3420 cm-1附近均出現吸收峰，可能是由于分子內或糖類分子間的O-H鍵伸縮振動產生（Jia et al.，2015），其中TSP和S-TSP兩種多糖在2924 cm-1附近的吸收峰為烷基的C-H鍵伸縮振動產生，這兩組峰均屬于多糖的特征吸收峰（Xu et al.，2016）。在蛋白質的特征吸收譜帶，在酰胺Ⅰ區(qū)（1600～1700 cm-1），TSP和S-TSP在1625 cm-1處有吸收峰，則歸因于蛋白質的β折疊構型（李家旺等，2016）;4種多糖在酰胺Ⅱ區(qū)（1480～1575 cm-1）均未發(fā)現明顯吸收峰;而在酰胺Ⅲ區(qū)（1260～1330 cm-1），S-TPP和TPP有許多小的吸收峰，說明兩種果肉多糖含有少量蛋白質。結合紫外光譜結果可知，4種多糖均含有蛋白質，但由紫外光譜圖可看出4種多糖在260 nm處吸收峰不明顯，說明4種多糖中蛋白質含量均較少。

其中，兩種果肉多糖在1410 cm-1附近的吸收峰可能是由于羧基C-O伸縮振動產生（Zheng et al.，2016）。953～1180 cm-1是糖類化合物的特征吸收區(qū)，蛋白質在此譜帶的吸收較弱（Oliver et al.，2009）。S-TPP和TPP在1068 cm-1處的吸收峰為吡喃糖環(huán)醚鍵C-O-C;S-TSP和TSP在1041 cm-1附近的吸收峰為木葡聚糖中C-O和C-C的伸縮振動，在1373 cm-1附近的吸收峰為木葡聚糖中CH2的彎曲振動（Alpizar-Reyes et al.，2017）。S-TPP和TPP在790 cm-1處特征吸收峰為吡喃糖上對稱呼吸振動，在683 cm-1附近的吸收峰推測果肉多糖中存在吡喃糖的酸性糖，且結構中存在α構型糖苷鍵（Wu et al.，2012）。400～600 cm-1為吡喃環(huán)的特征吸收峰，證明了吡喃糖的存在（王小梅等，2018）。

2. 3 4種多糖的單糖組成分析結果

4種多糖的單糖物質量百分比如表1所示，4種多糖及單糖對照品的高效液相色譜圖如圖3所示，8種單糖標準品在60 min內達到很好的基線分離效果，出峰順序為甘露糖→鼠李糖→半乳糖醛酸→葡萄糖→半乳糖→木糖→阿拉伯糖→巖藻糖。由表1可知，4種多糖均不含有甘露糖，其中TSP和S-TSP主要由葡萄糖、木糖和半乳糖組成，并含有少量的阿拉伯糖;而TPP和S-TPP主要由葡萄糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖組成，并含有少量的鼠李糖和木糖，說明TPP和S-TPP是一類酸型雜多糖，與紅外光譜結果一致。相對于種子多糖，兩種果肉多糖含有更多的半乳糖醛酸和阿拉伯糖，故推測羅望子果肉含有較多的果膠物質。其中，S-TPP相比TPP的葡萄糖含量更高，而TPP相比S-TPP含有更多的半乳糖醛酸和阿拉伯糖，推測TPP中果膠類多糖含量較高（Ridley et al.，2001），而兩種種子多糖在多糖比例上無明顯差異。

2. 4 4種多糖體外抗氧化活性分析結果

2. 4. 1 DPPH自由基清除能力 如圖4所示，4種多糖清除DPPH的能力與濃度相關，隨溶液質量濃度的上升，清除能力變強，在1～3 mg/mL范圍內上升趨勢明顯。清除能力由強到弱排序為S-TPP>TPP>TSP>S-TSP，果肉多糖對DPPH自由基的清除能力整體上強于種子多糖，可能與果肉多糖中含有較多的糖醛酸有關。兩種果肉多糖的DPPH自由基清除能力很強，接近于Vc，且兩個果肉品種間無明顯差異;比較兩種種子多糖可知，酸型羅望子種子多糖（TSP）的DPPH自由基清除能力略強于甜型羅望子種子多糖（S-TSP）。

2. 4. 2 ABTS自由基清除能力 如圖5所示，所有樣品對ABTS自由基的清除效率均與濃度有關，隨質量濃度的增加，4種多糖對ABTS自由基的清除率逐漸升高，清除能力排序為TPP>S-TPP>S-TSP>TSP;在質量濃度為9 mg/mL時，TPP、S-TPP、S-TSP和TSP對ABTS自由基的清除率分別為91.95%、86.47%、84.12%和60.94%。果肉多糖對ABTS自由基的清除能力依然強于種子多糖，其中TPP的清除能力最強，幾乎接近Vc;S-TSP的清除能力接近于兩種果肉多糖，而TSP清除能力遠低于其他3種多糖。

2. 4. 3 OH·自由基清除能力 如圖6所示，4種多糖對OH·自由基的清除能力與濃度呈正相關，清除能力排序為S-TPP>TPP>;S-TSP>TSP。當質量濃度為4 mg/mL時，S-TPP和TPP兩種果肉多糖清除能力達到較高水平，在質量濃度為9 mg/mL時清除率分別為80.96%和75.10%。兩種種子多糖對OH·自由基的清除率很低，其中S-TSP的清除能力略高于TSP。

2. 4. 4 鐵離子還原能力 多糖分子中存在許多羥基基團，可作用于Fe3+，使其還原成Fe2+（蘇平等，2018）。如圖7所示，4種多糖的還原能力均遠低于Vc;其中，S-TSP具有一定的鐵離子還原能力， TSP還原能力很弱，而兩種果肉多糖對鐵離子幾乎無還原活性。推測兩種果肉多糖中游離的羥基基團和電子供體較少，可能與多糖的分子結構、分子質量和多糖組成有關。

3 討論

本研究的結構解析結果顯示，羅望子種子多糖主要由葡萄糖、木糖和半乳糖構成，品種間差異較小，與Khounvilay和Sittikijyothin（2012）的研究結果一致;羅望子果肉多糖主要由葡萄糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖組成，推測羅望子果肉多糖為一種含果膠類酸性糖（謝明勇等，2017），與Sharma等（2015）利用丙酮沉淀法所得到的羅望子果肉提取物相似。兩個品種羅望子果肉多糖組成成分相同，但比例上存在明顯差異。可見，不同品種羅望子果肉中除糖酸比存在明顯差異外，多糖也有一定差異，且果肉間的差異比種子間的差異更明顯。

對4種多糖的體外抗氧化活性進行對比研究，發(fā)現果肉多糖對DPPH自由基、ABTS自由基和OH·自由基的清除能力均強于種子多糖，但兩種種子多糖較兩種果肉多糖具有更強的鐵離子還原活性。兩種果肉多糖對3種自由基的清除能力均處于較高水平，強于茶樹菇多糖（Tsai et al.，2006）、貝母多糖（Pan et al.，2018）和黃秋葵花多糖（蘇平等，2018），說明羅望子多糖是一種良好的自由基清除劑。從品種來看，TPP和S-TPP抗氧化能力差異不明顯，但S-TSP對于ABTS自由基和OH·自由基清除能力及鐵離子還原能力均強于TSP。這可能源于多糖抗氧化活性的差異與單糖組成、多糖分子量和糖醛酸含量等因素有關（Wang et al.，2016）。種子多糖可能因分子量較大而導致分子間的部分活性基團被包裹，導致抗氧化活性低于果肉多糖，果肉多糖可能因為含有較多的糖醛酸和活性基團而體現出較強的抗氧化活性（Sharma et al.，2015）。

目前，關于羅望子的研究主要集中在種子多糖提取、結構鑒定（Chawananorasest et al.，2016）和物理性質（Khounvilay and Sittikijyothin，2012）等方面。羅望子品種間形態(tài)、營養(yǎng)成分均有明顯差異，但關于羅望子品種間多糖差異比較的研究鮮見報道，且對羅望子果肉多糖的研究也極少。本研究對羅望子種子和果肉多糖進行提取、結構鑒定和體外抗氧化活性測定，并比較品種間的差異，為羅望子資源綜合開發(fā)利用提供了可靠的參考依據。但羅望子果肉多糖在人體內的藥用效果還有待進一步驗證，尤其是羅望子果肉多糖的純化和藥用機理將是今后研究的重點方向。

4 結論

羅望子果肉和種子多糖的蛋白質含量較少，結構組成在品種間差異較小，其果肉多糖屬于酸性雜多糖，具有較強的體外抗氧化活性，在食品與醫(yī)藥領域具有一定的應用潛力。

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（責任編輯 羅 麗）