陶 雯，張 瑞，楊 寧，吳慕慈，何靜仁,*

（1.武漢輕工大學(xué)硒科學(xué)與工程現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430023；2.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023）

果膠是一種具有重要價值的水溶性膳食纖維，廣泛存在于高等植物的根、莖、葉和果實等組織器官的細(xì)胞壁中，與纖維一起具有結(jié)合植物組織的作用，相對分子質(zhì)量介于5×10～3×10之間，主鏈由半乳糖醛酸經(jīng)-1,4糖苷鍵連接而成，側(cè)鏈由阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖等中性多糖組成。天然果膠作為聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織推薦的不受添加量限制的安全食品添加劑，廣泛用于食品工業(yè)，主要用作膠凝劑、增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑；還可以用于制藥工業(yè)，對高血壓、便秘等慢性疾病有一定療效，并可降低血糖、血脂，減少膽固醇，解除鉛中毒，同時還具有抗氧化、防癌、抗癌等作用。國內(nèi)果膠資源豐富，但加工利用率低，大部分原料都被直接丟棄，蘋果果膠是僅次于柑橘果膠的第二大商品果膠來源。作為一類多糖，果膠生理功效和生物活性與其分子質(zhì)量、分支度、聚合度以及溶液中的高級構(gòu)象等相關(guān)。天然果膠由于分子質(zhì)量較大，食用后不能被腸道吸收，只有部分在大腸內(nèi)發(fā)酵，因此對人體沒有顯著功效。低分子果膠由于分子質(zhì)量、酯化度降低，更容易被小腸微絨毛吸收而進(jìn)入血液循環(huán)，從而更好地發(fā)揮其藥用價值。

硒是人體必需的14種微量元素之一，參與維持機(jī)體健康和生長發(fā)育，是谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心，在人類防癌、延緩衰老、提高機(jī)體免疫力、預(yù)防治療心血管疾病、克山病和大骨節(jié)病等方面發(fā)揮重要作用。世界衛(wèi)生組織對健康成人的硒推薦攝入量為55 μg/d，由于人體自身不能合成硒，只能從膳食中獲得硒，因此補(bǔ)硒勢在必行。自然界中硒主要以無機(jī)硒和有機(jī)硒的形式存在，無機(jī)硒包括硒單質(zhì)、亞硒酸鹽、硒酸鹽等，有機(jī)硒主要以硒蛋白、硒多糖、硒核酸等形式存在。由于無機(jī)硒的毒性較大，使用具有一定限制，而有機(jī)硒具有吸收率和生物活性高、毒性低、環(huán)境污染小等特點，因此新型有機(jī)硒補(bǔ)充劑的開發(fā)是目前研究的一個熱點。

硒多糖作為一種有機(jī)硒化合物，兼具硒和多糖的雙重生物功效。硒多糖的來源主要有2種，一種是從植物中提取天然硒多糖，另一種是利用多糖和硒人工合成硒多糖，但前者硒含量較低。因此，本研究以蘋果果膠為原料，采用果膠酶水解、硝酸-亞硒酸鈉法超聲輔助制備硒化低分子果膠，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并考察其抗氧化能力、-葡萄糖苷酶抑制作用，以期為果膠的精深加工利用以及有機(jī)硒天然食品補(bǔ)充劑開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

果膠（來源：蘋果；型號：APA185；酯化度60.9%；半乳糖醛酸含量＞65%） 煙臺帝斯曼安德利果膠股份有限公司。

亞硒酸鈉（≥97%）、硝酸、鹽酸（均為優(yōu)級純）、溴化鉀（色譜純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉、硼氫化鉀（均為優(yōu)級純） 天津科密歐化學(xué)試劑有限公司；硒標(biāo)準(zhǔn)品 國家有色金屬及電子材料分析測試中心；果膠酶（EC3.2.1.15，來源于，5 000 U/mL） 德國Meker公司；-葡萄糖苷酶 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；-(+)-半乳糖醛酸（≥98%） 上海源葉生物科技有限公司；單糖標(biāo)準(zhǔn)品 揚(yáng)州博睿糖生物技術(shù)有限公司；醋酸銨、醋酸鈉（均為優(yōu)級純） 美國Thermo Fisher公司；A052-1-1抑制與產(chǎn)生超氧陰離子自由基測定試劑盒、A018-1-1羥自由基清除能力試劑盒 南京建成生物工程研究所；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SB-5200DTD超聲清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；Multiwave Pro微波消解儀 奧地利安東帕公司；AFS-8530原子熒光光度計 北京海光儀器有限公司；6700傅里葉變換紅外光譜儀 美國尼高力儀器公司；ICS5000離子色譜儀、E220紫外-可見分光光度計美國Thermo Fisher公司；S01b10873熱重分析儀梅特勒-托利多儀器公司；Zetasizer Nano ZS動態(tài)光散射儀英國馬爾文公司；EnSpire多功能酶標(biāo)儀 美國珀金埃爾默公司。

1.3 方法

1.3.1 硒化果膠的制備

準(zhǔn)確稱取1 g果膠于錐形瓶中，依次加入100 mL體積分?jǐn)?shù)0.5%硝酸溶液、1 mL 1 g/mL亞硒酸鈉溶液，于50 ℃（體系pH 3.19±0.01）充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓糜诔暡ㄇ逑雌鳎?40 W、75 ℃）中反應(yīng)6 h，冷卻至室溫。用0.1、1.0 mol/L NaCO溶液調(diào)節(jié)pH值至6，真空濃縮至原體積1/2，加入4 倍體積無水乙醇，醇沉過夜，于4 000 r/min離心25 min，棄上清液，沉淀瀝干后加入70 mL去離子水溶解，使用截留相對分子質(zhì)量500的透析袋透析48 h，通過抗壞血酸檢測透析液直至無紅色時結(jié)束，未透過液經(jīng)濃縮、冷凍干燥得硒化果膠。

1.3.2 低分子果膠的制備

參考杜麗娟等的方法，略有修改。準(zhǔn)確稱取1 g果膠，加入8 μL果膠酶，用檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液（pH 4.0）定容至100 mL，攪拌分解（50 ℃、3 h），沸水浴中加熱滅酶10 min，冷卻后6 000 r/min離心10 min取上清液，上清液真空濃縮至原體積的1/4，用截留相對分子質(zhì)量500的透析袋透析48 h除去小分子雜質(zhì)和鹽分，冷凍干燥得低分子果膠。

1.3.3 硒化低分子果膠的制備

參考上述硒化果膠制備方法稍作修改，超聲波清洗器反應(yīng)后，用0.1、1.0 mol/L NaCO溶液調(diào)節(jié)pH值至6，真空濃縮至原體積1/2，用截留相對分子質(zhì)量500的透析袋透析48 h，通過抗壞血酸檢測透析液直至無紅色時結(jié)束，未透過液經(jīng)濃縮、冷凍干燥得硒化低分子果膠。

1.3.4 低分子果膠、硒化果膠、硒化低分子果膠得率計算

分別按式（1）～（3）計算：

1.3.5 相對分子質(zhì)量測定

采用體積排阻色譜-示差檢測器-激光光散射聯(lián)用技術(shù)測定樣品相對分子質(zhì)量與分布，按Zimm擬合計算果膠分子重均分子質(zhì)量（m）。

測試條件：色譜柱：Aglient PL Aquagel-OH凝膠色譜柱（8.0 mm×300 mm）；流動相：0.2 mol/L醋酸銨；流速0.7 mL/min；進(jìn)樣量20 μL；柱溫30 ℃。

1.3.6 單糖組成測定

采用咔唑硫酸法測定半乳糖醛酸含量，離子色譜法測定中性糖組成及含量，取單糖標(biāo)準(zhǔn)品配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。根據(jù)絕對定量方法測定不同單糖含量。準(zhǔn)確稱取10 mg樣品置于安培瓶中，加入10 mL 3 mol/L三氟乙酸溶液，120 ℃水解3 h。準(zhǔn)確吸取酸水解液轉(zhuǎn)移至試管中氮吹至干，加入10 mL蒸餾水旋渦混合，吸取100 μL加入900 μL去離子水，12 000 r/min離心5 min，取上清液進(jìn)行離子色譜分析。

測試條件：Dionex CarbopacPA20色譜柱（3 mm×150 mm）；流動相：A：HO，B：15 mmol/L NaOH溶液，C：15 mmol/L NaOH和100 mmol/L NaOAC溶液；梯度洗脫：0～18 min，98.8% A、1.2% B；18.1～30 min，50% A、50% B；30.1～46 min，100% C；46.1～50 min，100% B；50.1～80 min，98.8% A、1.2% B；流速0.3 mL/min；進(jìn)樣量5 μL；柱溫30 ℃；電化學(xué)檢測器。

1.3.7 傅里葉變換紅外光譜測定

取2 mg粉末試樣、200 mg純溴化鉀研細(xì)均勻，置于模具中，在油壓機(jī)上壓成透明薄片，將樣片放入紅外光譜儀中測試，波數(shù)范圍4 000～400 cm，掃描次數(shù)32，分辨率4 cm。

1.3.8 紫外光譜分析

配制1 mg/mL樣品溶液，采用紫外-可見分光光度計進(jìn)行掃描，掃描波長范圍190～400 nm。

1.3.9 熱重分析

參考商龍臣等的方法稍作修改，樣品40 ℃干燥2 h，在氧化鋁坩堝中加入樣品5.00 mg，以空坩堝作為對照，程序升溫速率10 ℃/min，掃描溫度30～800 ℃，氮氣流速20 mL/min。

1.3.10 粒徑和電位測定

參考連科迅的方法稍作修改。用蒸餾水配置1 mg/mL樣品溶液，采用激光粒度儀檢測樣品的粒徑和電位。

1.3.11 蛋白質(zhì)含量測定

采用碧云天Cat No.P0006 Braford蛋白濃度測定試劑盒測定。

1.3.12 硒含量測定

采用GB 5009.93—2017《食品中硒的測定》中氫化物原子熒光光譜法，稍作修改測定硒含量。

準(zhǔn)確稱取0.1 g樣品，加入7 mL硝酸，振搖混合均勻后放入微波消解儀中消解，消解結(jié)束待冷卻后，在電熱板上180 ℃繼續(xù)加熱至消化液剩余體積約為1 mL，冷卻后再加5 mL 50%鹽酸溶液，繼續(xù)180 ℃加熱至0.5 mL，冷卻，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用10%鹽酸溶液定容、混勻，待測。

以1 mol/L HCl溶液為載流，2%硼氫化鉀和0.5 g/100 mL氧化鈉混合溶液為還原劑，測定0、20、40、60、80、100 μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度，以硒標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品中硒含量按式（4）計算：

式中：為試樣中硒的含量/（μg/g）；為試樣溶液中硒的質(zhì)量濃度/（μg/L）；為空白溶液中硒的質(zhì)量濃度/（μg/L）；為試樣消化液總體積/mL；為試樣質(zhì)量/g；1 000為換算系數(shù)。

1.3.13 羥自由基清除能力測定

采用羥自由基試劑盒進(jìn)行測定，以VC作為陽性對照。

1.3.14 超氧陰離子自由基清除能力的測定

采用抑制與產(chǎn)生超氧陰離子自由基測定試劑盒進(jìn)行測定，以VC作為陽性對照。

1.3.15-葡萄糖苷酶抑制作用的測定

參考Luyen等的方法稍作修改。配制不同質(zhì)量濃度樣品溶液（0.5、1、1.5、2、2.5、3 mg/mL）。取50 μL樣品溶液，加入50 μL磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）、50 μL 0.5 U/mL-葡萄糖苷酶溶液，37 ℃溫浴15 min后，加入100 μL 5 mmol/L對硝基苯---吡喃半乳糖苷溶液，37 ℃下溫浴10 min，加入750 μL 0.20 mol/L NaCO溶液終止反應(yīng)。以200 μL磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）為對照組，不加樣品溶液、加入100 μL磷酸鹽緩沖液（pH 6.8）為空白組，以阿卡波糖作為陽性對照。在405 nm波長處測定吸光度，按式（5）計算樣品對-葡萄糖苷酶的抑制率：

式中：為樣品組吸光度；為對照組吸光度；為空白組吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 22.0、Origin 9.0、Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與作圖，利用最小顯著差異法、Duncan多重比較進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低分子果膠、硒化果膠、硒化低分子果膠得率

低分子果膠的制備方法有酸法水解、物理降解、酶水解等，但酸法水解在加熱條件下降解速率極快，得到大量單糖，不易得到低分子果膠，并且在反應(yīng)中引入了各種反應(yīng)試劑，反應(yīng)難以控制；物理降解不易引入副產(chǎn)物，但生產(chǎn)成本較高。因此，常使用反應(yīng)條件相對較為溫和、對果膠分子結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞操作工藝簡單的酶解法制備低分子果膠。果膠酶選擇性作用，切斷果膠分子中-1,4糖苷鍵，生成低分子果膠，也可能產(chǎn)生果膠低聚糖等，可通過透析等方式除去。低分子果膠、硒化果膠、硒化低分子果膠得率如表1所示。

表1 低分子果膠、硒化果膠、硒化低分子果膠得率Table 1 Yields of low-molecular-mass pectin, selenylated pectin, and selenylated low-molecular-mass pectin

2.2 相對分子質(zhì)量分布

如表2所示，果膠的相對分子質(zhì)量分布較均勻，主要集中在5.165×10，占56.1%，其次是6.491×10、1.881×10，分別占23.6%、17.4%。硒化果膠的相對分子質(zhì)量較果膠略有提高，且分布比較集中，主要分布于1.148×10～7.574×10，分布比例達(dá)99%。酶解后，低分子果膠的相對分子質(zhì)量明顯降低，主要集中在5.161×10，占72.3%。硒化低分子果膠的相對分子質(zhì)量主要分布在8.905×10，占61.3%。綜上，說明果膠、低分子果膠經(jīng)過硒化處理后相對分子質(zhì)量均略有提高，這可能與果膠羥基被新的硒官能團(tuán)取代有關(guān)。

表2 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的相對分子質(zhì)量分布Table 2 Relative molecular mass distribution of low-molecular-mass pectin,selenylated low-molecular-mass pectin, pectin, and selenylated pectin

2.3 單糖組成

各單糖標(biāo)準(zhǔn)品在離子色譜中的保留時間如圖1所示，2.0 min為溶劑氫氧化鈉，40.0 min為溶劑乙酸鈉。如表3所示，4種果膠多糖都主要由半乳糖醛酸組成，還含有少量鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖，但含量存在一定差異，可能是酶解過程中一些支鏈從糖鏈上斷裂，也有可能是硒化修飾過程中較強(qiáng)的酸性環(huán)境破壞了多糖結(jié)構(gòu)，部分支鏈被降解成單糖或寡糖，在后續(xù)透析過程中被除去。結(jié)果表明酶解與硒化處理對果膠的單糖組成不會造成較大影響，均主要以半乳糖醛酸為主鏈、中性糖為側(cè)鏈的多糖組成。半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程為=0.005 2+0.002 9，=0.991 7，在20～100 μg/mL線性范圍內(nèi)擬合度良好。酶解后，低分子果膠中半乳糖醛酸含量顯著低于果膠（＜0.05），可能是因為酶解過程中產(chǎn)生果膠低聚糖，再經(jīng)過透析除去。硒化處理后，硒化低分子果膠、硒化果膠半乳糖醛酸含量也較果膠顯著降低（＜0.05），可能是因為硒化反應(yīng)時，果膠中加入溶劑攪拌預(yù)溶產(chǎn)生剪切力，同時使用超聲輔助硒化產(chǎn)生空化效應(yīng)，從而破壞了半乳糖醛酸羧基的C—O鍵。

圖1 混合單糖標(biāo)準(zhǔn)品離子色譜圖Fig. 1 Ion chromatogram of mixed monosaccharide standards

表3 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的單糖組成和含量（以干質(zhì)量計）Table 3 Monosaccharide composition of low-molecular-mass pectin,selenylated low-molecular-mass pectin, pectin, and selenylated pectin(calculated on a dry mass basis)%

2.4 紅外光譜分析

如圖2所示，3 448 cm處出現(xiàn)的寬峰為O—H伸縮振動，峰形寬鈍，表明不是游離—OH，而是其分子間發(fā)生締合反應(yīng)；2 926 cm為C—H伸縮振動吸收峰，1 448、1 336 cm為C—H彎曲振動吸收峰，這些均為多糖的典型結(jié)構(gòu)；1 631 cm是自由羧基中C＝O的伸縮振動峰，1 746 cm為酯化羧基中C＝O的伸縮振動峰；1 245、1 104 cm為C—O伸縮振動峰，同時1 245、1 746 cm處的峰表明4種果膠均為酸性多糖。果膠經(jīng)過酶解后，結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯改變，均具有果膠多糖的典型結(jié)構(gòu)。但果膠、低分子果膠經(jīng)過硒化后，分別在697.49、794.09 cm和768、894.38 cm處出現(xiàn)新的吸收峰，根據(jù)研究推測可能是C—O—Se對稱伸縮振動和Se＝O伸縮振動，果膠、低分子果膠作為一種多羥基化合物，經(jīng)硒化處理后硒與多糖基團(tuán)以共價鍵相連，主要以亞硒酸酯形式存在。但相較硒化果膠，硒化低分子果膠的硒特征吸收峰出現(xiàn)了一定藍(lán)移，可能是因為硒與多糖的結(jié)合位點發(fā)生變化。

圖2 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的紅外光譜圖Fig. 2 Infrared spectra of low-molecular-mass pectin, selenylated lowmolecular-mass pectin, pectin, and selenylated pectin

2.5 熱重分析

熱穩(wěn)定性是評價物質(zhì)是否具有生物應(yīng)用的一個重要特性，常使用熱重分析。樣品質(zhì)量由于脫水、分解、氧化等隨著時間、溫度的變化而變化。如圖3所示，在30～800 ℃下，果膠、硒化果膠、低分子果膠、硒化低分子果膠的熱重曲線趨勢相似。在30～100 ℃下，果膠、硒化果膠、低分子果膠、硒化低分子果膠發(fā)生脫水，質(zhì)量略有降低，可能是果膠損失了從環(huán)境中吸收的水分或結(jié)合水導(dǎo)致，質(zhì)量損失分別為9.36%、10.08%、14.02%、15.86%。在200～400 ℃下果膠開始分解，質(zhì)量損失最大；果膠、硒化果膠、低分子果膠、硒化低分子果膠，在200～250 ℃區(qū)間的質(zhì)量損失分別為28.50%、23.98%、20.84%、18.44%，說明經(jīng)酶解、硒化后果膠在此溫度范圍內(nèi)熱穩(wěn)定性增強(qiáng)；在250～400 ℃區(qū)間的質(zhì)量損失分別為24.99%、25.23%、27.85%、25.60%，果膠經(jīng)過酶解、硒化后熱穩(wěn)定性略有降低。600～800 ℃后樣品質(zhì)量基本恒定，此期間的質(zhì)量損失主要為加熱分解導(dǎo)致，800 ℃時果膠、硒化果膠、低分子果膠、硒化低分子果膠的剩余質(zhì)量分別為22.05%、14.57%、14.57%、15.68%。綜合來說，酶解和硒化處理后，果膠熱穩(wěn)定性降低，可能是因為酶解后糖苷鍵發(fā)生斷裂，生成了聚合度較低的低分子果膠；硒化反應(yīng)時，果膠基團(tuán)和亞硒酸根結(jié)合生成亞硒酸酯，使得產(chǎn)物在較高溫條件下更容易脫水裂解，導(dǎo)致熱穩(wěn)定性降低。

圖3 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的熱重分析曲線Fig. 3 TGA curves of low-molecular-mass pectin, selenylated low-molecular-mass pectin, pectin, and selenylated pectin

2.6 紫外光譜分析

如圖4所示，低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠均在200 nm波長附近有吸收峰，該吸收峰為多糖的特征吸收峰，在250～300 nm處有一小的吸收峰，可能含有少量蛋白質(zhì)，經(jīng)測定蛋白質(zhì)含量均小于5%。

圖4 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的紫外全波長掃描圖Fig. 4 UV spectra of low-molecular-mass pectin, selenylated low-molecular-mass pectin, pectin, and selenylated pectin

2.7 粒徑和電位分析

研究表明，粒徑越小越易被機(jī)體吸收利用并發(fā)揮藥理活性，Zeta電位通過粒子間靜電排斥作用影響粒子在分散液中的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響其生物活性。如表4所示，在質(zhì)量濃度1 mg/mL下，低分子果膠、果膠經(jīng)硒化處理后，聚合物分散性指數(shù)均顯著降低（＜0.05），分子質(zhì)量分布變均勻，Zeta電位絕對值均顯著增加（＜0.05），粒徑均降低，其中硒化低分子果膠的聚合物分散性指數(shù)最低、Zeta電位絕對值最大，粒徑最小，說明果膠經(jīng)過酶解、硒化處理后，分子質(zhì)量分布均勻，粒子在溶液中呈分散狀態(tài)不易凝結(jié)和聚集，分散度變高，體系穩(wěn)定性增強(qiáng)。

表4 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的粒徑、電位和聚合物分散性指數(shù)Table 4 Particle size, potential and polydispersity index of lowmolecular-mass pectin, selenylated low-molecular-mass pectin, pectin,and selenylated pectin

2.8 硒含量

硒含量標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合方程為=50.732-13.95，=0.999 7，在0～50 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。低分子果膠、果膠中幾乎沒有硒，可忽略不計。如表5所示，硒化果膠中硒含量明顯高于硒化低分子果膠，可能與半乳糖醛酸、總糖含量有關(guān)。研究表明，硒多糖中的硒一般是通過氫鍵、鹽鍵、范德華力等弱相互作用或者共價鍵與多糖的醛基或羥基相連。

表5 硒化低分子果膠、硒化果膠的硒含量Table 5 Selenium contents of selenylated low-molecular-mass pectin and selenylated pectin

2.9 體外抗氧化活性與α-葡萄糖苷酶抑制作用

硒化可以通過活化多糖異構(gòu)碳上的氫原子提高多糖的抗氧化活性。如圖5、表6所示，在0～1.5 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，樣品的羥自由基清除能力隨質(zhì)量濃度的增加逐漸增強(qiáng)；當(dāng)質(zhì)量濃度超過1.5 mg/mL后，硒化低分子果膠、硒化果膠的羥自由基清除能力逐漸降低，低分子果膠、果膠的羥自由基清除能力趨于平緩。根據(jù)半最大效應(yīng)濃度（concentration for 50% of maximal effect，EC），羥自由基清除能力依次為：VC＞硒化低分子果膠＞低分子果膠＞果膠＞硒化果膠。在0～1 mg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，樣品超氧陰離子自由基清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加呈線性增強(qiáng)，當(dāng)質(zhì)量濃度大于1 mg/mL時趨近平緩，且酶解、硒化處理增強(qiáng)了果膠清除超氧陰離子自由基的能力。根據(jù)EC可知，超氧陰離子自由基清除能力依次為：VC＞硒化低分子果膠＞硒化果膠＞低分子果膠＞果膠。

氧化應(yīng)激和糖尿病代謝綜合征密切相關(guān)，抑制-葡萄糖苷酶活力對緩解餐后血糖升高和減少糖尿病并發(fā)癥具有重要意義。低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠、阿卡波糖均能抑制-葡萄糖苷酶活力，且呈量效關(guān)系，根據(jù)EC可知，-葡萄糖苷酶活力抑制作用依次為硒化低分子果膠＞阿卡波糖＞果膠＞低分子果膠＞硒化果膠，硒化低分子果膠抑制-葡萄糖苷酶能力強(qiáng)于阿卡波糖（＜0.05）。與本研究結(jié)果相似，硒化南瓜多糖、硒化新疆烏拉爾甘草多糖、硒化榆樹根多糖的體外抗氧化活性均明顯強(qiáng)于未硒化多糖。以上結(jié)果表明，硒化低分子果膠不僅能作為一種有機(jī)硒補(bǔ)充劑，還具有一定的體外抗氧化活性，以及輔助降血糖、降血脂的潛力。

圖5 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠的體外抗氧化活性與α-葡萄糖苷酶抑制作用Fig. 5 In vitro antioxidant activity and α-glucosidase inhibitory effect of low-molecular-mass pectin, selenylated low-molecular-mass pectin,pectin and selenylated pectin

表6 低分子果膠、硒化低分子果膠、果膠、硒化果膠體外抗氧化活性與α-葡萄糖苷酶抑制作用的EC50Table 6 EC50 for in vitro antioxidant activity and α-glucosidase inhibitory effect of low-molecular-mass pectin, selenized low-molecularmass pectin, pectin and selenized pectin

3 結(jié) 論

多糖的活性與分子質(zhì)量、溶解度、黏度、初級結(jié)構(gòu)、高級結(jié)構(gòu)等相關(guān)。相對分子質(zhì)量越大，分子體積越大，越不利于多糖跨膜進(jìn)入生物體內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)活性，相對分子質(zhì)量小的多糖更容易結(jié)合活性位點，但是相對分子質(zhì)量過低，又無法形成活性聚合結(jié)構(gòu)。果膠作為一種高分子多糖常因其食品纖維功能被用作功能性食品材料，但其較大相對分子質(zhì)量和黏度導(dǎo)致的操作不便性限制了其應(yīng)用。近年來大量研究表明，硒多糖較普通多糖具有更強(qiáng)的抗氧化、降血糖活性等，因此受到廣泛關(guān)注。本研究以蘋果果膠為原料，分別制備低分子果膠、硒化低分子果膠、硒化果膠，結(jié)果表明，硒化低分子果膠的得率為（78.07±1.66）%，硒含量為（148.29±1.97）μg/g，半乳糖醛酸含量為（68.02±3.21）%，相對分子質(zhì)量多為8.905×10，占61.3%。4種多糖均由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、半乳糖醛酸組成，但含量存在一定差異，在200 nm波長附近均具有多糖的特征吸收峰，硒化低分子果膠粒徑為（361.2±12.0）nm，具有較好的分散性，但熱穩(wěn)定性降低。傅里葉變換紅外光譜中，果膠酶解前后結(jié)構(gòu)無明顯差異，但硒化后出現(xiàn)Se＝O、C—O—Se新吸收峰。此外，果膠、硒化果膠、低分子果膠、硒化低分子果膠均具有較好的羥自由基、超氧陰離子自由基清除能力以及-葡萄糖苷酶活力抑制能力，且硒化低分子果膠的效果最強(qiáng)。硒化低分子果膠克服了果膠黏度大、分子質(zhì)量大的缺點，具有硒和低分子果膠的雙重功效，更容易被腸道吸收利用，且具有一定體外抗氧化活性，這可能與酶解后更多活性基團(tuán)的暴露，或分子質(zhì)量降低有利于其空間結(jié)構(gòu)舒展并與自由基的結(jié)合有關(guān)；但體外抗氧化實驗易存在假陽性結(jié)論，因此還需動物和細(xì)胞實驗等進(jìn)一步探究硒化低分子果膠生物活性的具體機(jī)制。