孫 婕,尹國友,張 華,陳蘭英,朱艷青,李文建,姬曉娜

(1.河南城建學院生物工程系,河南平頂山467036;2.哈爾濱工業(yè)大學食品科學與工程學院,黑龍江哈爾濱150090)

南瓜為葫蘆科南瓜屬一年生蔓性草本植物,其營養(yǎng)成分豐富,具有很高的食療保健作用[1-2]。而南瓜中的多糖具有降血脂、降血糖、防癌等多種功能[3]。對南瓜多糖的研究及相應功能食品的開發(fā)逐漸受到重視,其中南瓜多糖抗氧化活性的研究是人們普遍關注的問題之一。文章對南瓜多糖的提取、分離純化方法及對其抗氧化活性的研究做一綜述。

1 南瓜多糖的提取方法

1.1 熱水浸提法

由于多數(shù)多糖在熱水中的溶解度較大且性質穩(wěn)定,熱水浸提法是提取多糖最常用的方法。李俊麗[4]等采取熱水浸提法對南瓜多糖的提取進行了研究,提取工藝的最佳條件為：1∶40的料液比,在70℃水浴條件下提取3次,每次提取4 h。向東[5]等在用熱水提取南瓜多糖的研究中發(fā)現(xiàn),熱處理對致密的南瓜組織有疏松作用,從而使細胞內的多糖更容易浸提出來。熱水浸提法是一種常用的提取植物多糖的傳統(tǒng)方法,操作簡便,所得多糖生物活性好,但多糖得率低,費時費工。

1.2 堿法提取法

由于堿液能減弱植物細胞壁分子間的作用以增加多糖的提取率,所以堿法也常用于提取多糖。向東[6]等采取堿法提取法提取南瓜多糖,得出最佳的提取工藝條件為：提取溫度80℃,提取時間2 h,液固比5∶1,NaOH濃度0.4 mol/L。堿處理對致密的南瓜組織有疏松作用,能提高多糖的提取率,但由于在堿液的作用下還原糖會因發(fā)生反應使獲得的南瓜提取液色澤較深,呈棕色,很難除去。

1.3 超聲提取法

超聲提取法是利用超聲波的熱效應、機械效應和空化作用破壞細胞,使水溶性多糖更易提取。趙二勞[7]等采用超聲提取法對南瓜多糖的提取進行了研究,得出最佳的提取工藝條件為：以水為提取劑,預浸時間10 min,超聲作用時間20 min,提取溫度60℃,超聲波功率80 W,占空比1,此時多糖的提取量最大可達42.6 mg/g。孫俊[8]等通過試驗確定了超聲提取的最佳工藝條件,并通過DPS分析軟件建立了數(shù)學模型。超聲提取能縮短提取時間,提高提取率,且得到的多糖生物活性性質也不會改變,但此方法難以擴大規(guī)模。

探究式學習模式[2]一般是先由教師選擇和確立主題并在教學過程中創(chuàng)設問題情境，讓學生能獨立自主地發(fā)現(xiàn)問題，通過實踐操作、搜集調查研究學習資源、互相交流學習體驗來解決問題，通過這些探索活動來獲得知識和培養(yǎng)能力，從而發(fā)展情感與態(tài)度，特別是探索精神和創(chuàng)新能力.它倡導學生主動參與到學習中來，是一個積極的學習過程，換句話說，是讓學生自己思考怎么做、做什么，而不是讓學生接受現(xiàn)成的結論.探究式學習模式的學習特點在于自主性、實踐性、綜合性和開放性，是一種多層面的學習活動[3].

1.4 復合酶提取法

南瓜多糖及其衍生物具有很好的抗氧化性能,對不同的自由基的清除能力不相同。同樣,不同成分的南瓜多糖對同一種自由基的清除能力也不相同。因此,清除某種自由基要找到對其具有最大清除能力的南瓜多糖成分。

1.5 其他方法

趙二勞[11]等研究了南瓜多糖的微波提取,確定了優(yōu)化條件,此方法具有快速、節(jié)能、操作簡便、提取率高且對生物活性無影響等優(yōu)點。向東[12]等通過對超聲波提取和緩凍法提取的比較,發(fā)現(xiàn)緩凍的效果優(yōu)于超聲波。緩凍可以使植物細胞內產生冰晶,使細胞組織易受傷破碎,能強化多糖的提取。此外,還有有機溶劑沉淀法等。

提取得到的南瓜多糖液一般先需要經過醇沉,醇沉時要考慮乙醇的用量。張濤[13]等對不同乙醇用量對南瓜多糖沉淀量的影響進行了研究,得出樣液與乙醇溶液的體積比1∶5為沉淀南瓜多糖的乙醇用量。熊冰[14]等也做了同樣的研究得出相同的結論。楊寧[15]等在野仙人掌多糖抗氧化性的研究中發(fā)現(xiàn),使用不同濃度的乙醇得到的多糖對其抗氧化性也會產生一定的影響。

2 南瓜多糖的分離純化方法

歷經了2018年葡萄酒教育行業(yè)的種種風波，但我們依然要相信夢想總會實現(xiàn)的，不要放棄，無論什么樣的考試都沒有運氣，踏踏實實走完每一步才是硬道理。未來的葡萄酒教育行業(yè)也將在時間的見證下更加成熟！

醇沉得到的多糖要經過脫蛋白、脫色、透析等操作。南瓜多糖脫蛋白的常用方法有：Sevag法[16]、三氯醋酸(TGA)法[17]等。向東[18]等在用活性炭對南瓜粗多糖液脫色試驗中確定了活性炭脫色的最佳工藝條件。而吳國欣[19]等則采用H2O2法對提取的南瓜多糖液進行脫色。方積年[20]等認為,活性炭脫色時,由于活性炭對多糖也有較強的吸附作用,會使多糖損失很大,推薦使用H2O2法脫色,但必須嚴格控制脫色條件,如多糖溶液的濃縮、溫度、時間、pH等。透析是用于除去粗多糖中的小分子雜質,提取南瓜多糖時用于調節(jié)pH的緩沖試劑也會在醇沉時沉淀下來,必須通過透析等操作除去。

多糖純化的方法還有分步沉淀法、鹽析法、超離心法、電泳等[20],其中鹽析法中的季胺鹽沉淀法常用于分離酸性多糖及中性高分子量多糖,但目前用于南瓜多糖的較少。

近年來,人們對多糖及其衍生物的抗氧化活性作用有了越來越深入的認識。自由基產生過量就會對機體造成損害,導致癌癥、動脈硬化、衰老等一系列相關疾病,而抗氧化劑的抗氧化作用可以通過抑制自由基的產生或直接清除自由基等來實現(xiàn)[26-29]。李俊麗[30]等采用水楊酸法檢測羥基自由基(?OH),過硫酸銨/N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(AP-TEMED)法檢測超氧陰離子)研究了南瓜多糖清除?OH和的效果,結果表明：南瓜多糖有很好的抗氧化性,對?OH具有很好的清除能力,隨著多糖濃度的增加?OH清除率增大,對也有一定的抑制作用,也是隨著多糖用量的增加清除率上升,但與清除?OH的能力相比,要相對弱一些。多糖結構中的醇羥基可以與產生?OH等自由基所必需的金屬離子(如Fe2+、Cu2+等)絡合,使羥基自由基的產生受到抑制[31]。

由于傳統(tǒng)的水提醇沉等連續(xù)操作只是局限于實驗室階段,可實現(xiàn)工業(yè)化生產的不多。隨著科學技術的發(fā)展,一些新的提取純化方法得以應用。吳建中[21]等研究了超濾技術在南瓜多糖濃縮純化過程中的應用,得到了南瓜多糖的最佳超濾條件,鐘俊楨[22]等運用AB-8型大孔吸附樹脂純化南瓜多糖,確定了純化的最優(yōu)條件,整個工藝流程較簡單,也節(jié)省能量,適合工業(yè)化生產南瓜多糖。

3 南瓜多糖的抗氧化活性

南瓜多糖的分離純化關系到其結構鑒定和藥效評價,也是進行結構與活性關系研究及藥效、藥理研究的基礎。所以需要對得到的粗多糖進行高度純化及對其組分、結構等進行研究。目前,對于南瓜多糖的純化一般是通過柱層析的方法,而使用較多的是陰離子交換柱層析和凝膠柱層析等。孔慶勝[23]等將粗多糖經Sephadex G-100柱層析純化,得到南瓜多糖純品(Pumpkin Polysaccharide,PP),并用聚丙烯酰胺凝膠電泳證明為均一體。凝膠過濾法測得其分子量為1.6×104。PP用酸完全水解,經紙層析表明由D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、木糖和D-葡萄糖醛酸組成,其摩爾比分別為6∶3∶2∶1∶6。孫靜亞[24]等將透析得到的粗多糖,通過DEAE-Sepharose和SephadexG-100柱分離純化得到兩種水溶性多糖,經酸解、紙色譜分析得組分1的單糖組成為D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸,組分2的單糖組成為D-葡萄糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸。張凡華[25]將南瓜粗多糖通過DEAE Sepharose Fast Flow離子交換層析和sephacryls-100 HR凝膠過濾層析得到南瓜低分子量多糖(LWPP-Ia),通過高效液相色譜測定了LWPP-Ia的純度,顯示為單一峰,分子量為6267Da,運用高效液相離色譜測定了單糖組成,紫外掃描顯示無蛋白、核酸雜質,紅外光譜鑒定表明,其含有多糖的特征吸收峰,并含有吡喃糖環(huán)。

多糖的抗氧化作用與其結構有關,從一種海產絲狀真菌(Phoma herbarum YS4108)中提取的多糖經硫酸化修飾后可產生較強的抗氧化和自由基清除活性作用[33]。Tsiapali[34]等研究了葡聚糖及其衍生物的抗氧化活性,結果表明：磷酸化和硫酸化的葡聚糖的抗氧化性比葡聚糖強。南瓜多糖的生物活性與其自身的結構有關,當其結構變化時,多糖的生物活性也會發(fā)生變化。謝佳[35]等對南瓜粗多糖和分離得到的南瓜AP1多糖進行硫酸酯化,采用鄰二氮菲-金屬鐵離子-H2O2體系和鄰苯三酚自氧化法,測定南瓜多糖對?OH和O2-的清除作用,結果表明：四種南瓜多糖均能有效清除?OH,并隨著濃度的增加,清除作用加強,且水提南瓜粗多糖對?OH清除作用顯著高于其它三種多糖,而南瓜粗多糖和南瓜AP1多糖對O2-的清除作用不明顯,經硫酸酯化后的多糖能有效清除O2-,并呈量效關系。

作為教師，我們希望能夠將生動的課堂帶給學生，讓課堂不再是傳統(tǒng)意義上的課堂，而是將快樂帶入課堂，孩子們能夠在這樣的課堂上對語文產生極大的興趣，并且進而能夠主動的學習語文知識。而要想做到這樣的教育，就需要通過教師需要在精心的備課設計下，實施情景教學。

不同的提取方法得到的南瓜多糖的抗氧化活性也不相同。柳紅[32]等對熱水浸提法和超聲輔助法提取的南瓜粗多糖,用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)絡合沉淀得AP1多糖,用鄰二氮菲-金屬鐵離子-H2O2體系檢測南瓜多糖對?OH的清除作用,結果表明：得到的南瓜多糖都能有效清除?OH,且熱水提取的南瓜多糖對?OH的清除作用顯著高于超聲提取的南瓜多糖。

選擇合適的酶,可溫和地將植物組織細胞壁分解,以有利于多糖的釋放,提高提取率。常用的酶類有纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶等。王洪偉[9]等采取復合酶法對南瓜多糖的提取進行了研究,結果表明,復合酶法提取南瓜多糖的提取率得到很大提高達28.8%。徐雅琴[10]等將熱水浸提法、超聲波法和復合酶法進行了比較,得出復合酶法多糖提取率最高,得到的粗多糖色澤好,蛋白質含量低。復合酶提取法是一種較為有效的提取方法,分解了細胞壁使多糖更易提取,且可以降解蛋白質,具有條件溫和、雜質易除和得率高等優(yōu)點。

2014年，國務院發(fā)布《物流業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》（2014—2020年），把物流業(yè)的產業(yè)地位提升到基礎性、戰(zhàn)略性高度。2015年十八屆五中全會提出了“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”五大發(fā)展新理念。同年，國務院把“互聯(lián)網+”高效物流列入“互聯(lián)網+”重點行動之一。

目前,在南瓜多糖抗氧化性試驗中,研究較多的就是清除各類自由基的能力的檢測,而抗氧化試驗中的硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)法[36]、總抗氧化能力的測定(The Ferric Reducing ability of plasma,FRAP)[37]及還原力的測定[38]等在南瓜多糖抗氧化性研究中的應用較少。

出生于20世紀70年代末以來的獨生子女，面臨上有老下有小的局面， “4-2-1”模式將成為中國今后幾十年主流家庭模式。尤其是對于高齡老人，他們的子女難以承擔長期照料老人的責任。因此，僅僅依靠子女、家庭來解決普遍存在的、曠日持久的老人照料問題是心有余而力不足。

4 展望

植物多糖具有廣泛的生物活性,多糖作為保健食品的主要成分已悄然興起。多糖具有獨特的生物活性,且無毒副作用,這有利于擴展其在保健品、功能性食品中的應用。南瓜多糖的降脂、降糖、防癌等多種活性已得到認證。

丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)等人工抗氧化劑,雖然抗氧化效果很好,但對人體都一定的毒性[39],南瓜多糖具有的抗氧化活性則使其在作為天然抗氧化劑和功能性食品方面有望得到開發(fā)利用。優(yōu)化南瓜多糖的提取方法、確定其最佳提取工藝條件、南瓜多糖的生物活性機制及應用、研究南瓜多糖活性與結構的關系并加以有效的改造,使之增強原有的活性等都是目前的研究熱點。隨著對南瓜多糖研究的深入,利用南瓜多糖來開發(fā)的保健食品的市場前景被人們看好。

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