無花果(Ficus carica L.)屬于??茻o花果屬,是世界上最古老的樹種之一,全世界每年的產(chǎn)量為250 萬t。中國目前栽培面積約為30 hm2,產(chǎn)量約6 萬噸,主要分布在新疆、山東、江蘇、廣西等地,尤其是新疆喀什地區(qū)所產(chǎn)的無花果最為有名。無花果多糖是無花果的重要的功能因子,其能顯著提高小鼠的免疫功能,在體外具有良好的抗氧化活性,經(jīng)過輻射處理后其抗氧化活性進(jìn)一步的提高。多糖的提取、改性以及結(jié)構(gòu)分析是目前研究的熱點。目前關(guān)于無花果多糖的提取、分子結(jié)構(gòu)分析以及修飾的研究還較缺乏。作者采用超聲波對無花果多糖進(jìn)行分子修飾,與未經(jīng)超聲比較,發(fā)現(xiàn)修飾后多糖的還原力和羥自由基清除率分別提高了24.01%和26.31%。
為了進(jìn)一步研究超聲波對無花果多糖修飾的機(jī)理,本文首先采用響應(yīng)面試驗設(shè)計建立無花果多糖提取率與提取溫度、提取時間和液料比等因素之間數(shù)學(xué)模型,然后采用紫外光譜、紅外光譜、尺寸排阻色譜-多角度激光光散射分析等方法對超聲波修飾無花果多糖的機(jī)理進(jìn)行研究,進(jìn)一步以抗氧化活性為指標(biāo)對多糖進(jìn)行純化,并對抗氧化活性最強(qiáng)的無花果多糖組分進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和單糖組成分析,為無花果多糖的開發(fā)提供理論依據(jù)。進(jìn)行中紅外光譜掃描分析,超聲波修飾無花果多糖在3 419 cm-1 處出現(xiàn)的寬而強(qiáng)的吸收峰為O-H的伸縮振動,而在2 921 cm-1 的弱吸收峰為C-H 伸縮振動,在1 428 cm-1 不太尖的吸收峰為 C-H 的變角振動,以上2 個峰為多糖類化合物的特征吸收峰。800~1 200 cm-1之間的吸收峰基本歸屬于C-O-C 和C-O-H 型,說明此物為多糖類化合物。超聲波修飾無花果多糖的單糖組成測定結(jié)果超聲波修飾無花果多糖的單糖組成。將超聲波修飾無花果多糖的糖腈乙酸酯衍生物的氣相色譜圖和標(biāo)準(zhǔn)單糖的氣相色譜圖相比可知,其主要有L-鼠李糖、D-葡萄糖、D-半乳糖三種多糖通過糖苷鍵連接組成。通過標(biāo)準(zhǔn)單糖和樣品的保留時間得到了多糖的單糖種類,根據(jù)各峰面積可以計算得到各糖的分子摩爾比為:L-鼠李糖∶D-葡萄糖∶D-半乳糖=1.63∶0.88∶1。無花果多糖最佳水提取條件為提取時間21 min,提取溫度90℃,液料比為49 mL/g,通過驗證試驗,在這個條件下提取率能夠達(dá)到3.03%,在最優(yōu)條件下,提取2次,能夠?qū)?4.62%的多糖提取出來。
超聲波修飾可顯著改變無花果多糖的分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)過超聲波處理,多糖的C-O-C 和C-O-H鍵被超聲波大量打斷,斷裂為分子量較小的多糖,數(shù)均分子量和重均分子量分別從536 800 、1 061 000 Da 減少到46 410、93 870 Da,分子量分布寬度由1.98 變成2.02。對超聲波修飾后的無花果多糖經(jīng)過乙醇分級沉淀和葡聚糖凝膠G-150 層析,得到一種抗氧化能力較強(qiáng)的組分。經(jīng)尺寸排阻色譜-多角度光散射儀分析,其數(shù)均分子量Mn 為58 810 Da,重均分子量Mw 為157 300 Da,Mw/Mn 為2.13。經(jīng)紫外光譜和中紅外光譜掃描分析,結(jié)果表明,其中不含有核酸、蛋白質(zhì)、多肽和其他雜質(zhì)成分,可以斷定該物質(zhì)為糖類化合物。經(jīng)氣相色譜分析,其單糖組成及其分子摩爾比為L-鼠李糖∶D-葡萄糖∶D-半乳糖=1.63∶0.88∶1。