四大产区商品莼菜（Brasenia schreberi）多糖组成成分及其抗氧化、抑菌活性研究

发布时间：2020-09-30 19:59

　　莼菜(Brasenia schreberi J.F.Gmel.)是莼菜科(Cabombaceae)多年生水生宿根草本,含有丰富的蛋白质、微量元素、矿质元素、膳食纤维和多糖物质,具有降血脂、降血糖和抗癌等多种生理活性,属药食两用植物,被誉为“水中人参,植物胎盘”。莼菜生长环境的限制和产品大量出口,导致国内市场莼菜稀少,甚至鲜有人知,因此对莼菜的基础研究甚少。莼菜多糖是莼菜主要的组成成分之一,具有消炎、抗氧化和抗菌等活性,加强莼菜多糖的活性研究,对莼菜产品的合理运用和进一步加工开发具有重要的意义。植物的活性成分受产地的环境条件、生产条件的影响较大,在中国市面上的商品莼菜主要来自于重庆石柱、湖北利川、四川雷波、浙江西湖四个产区,本实验以这四地商品莼菜为实验材料,首先利用苯酚-硫酸法对莼菜多糖含量进行测定,采用高效液相色谱法(HPLC)检测莼菜多糖组成成分及含量;其次,采用DPPH、FRAP、ABTS三种体外抗氧化检测方法对莼菜多糖进行抗氧化活性测定;同时,采用纸片扩散法比较莼菜多糖对变形菌(Proteus vulgaris)、大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的抑制活性;最后分析不同莼菜多糖、单糖对抗氧化、抑菌活性的影响;从多糖含量及组成成分、抗氧化活性、抑菌活性三个方面比较四地商品莼菜的差异。主要研究结果如下:(1)四个产区莼菜的多糖含量具有地域性差异。水溶性多糖含量在(5.32±0.156)~(7.36±0.190)mg·g-1范围内变化,多糖含量比较:利川莼菜西湖莼菜石柱莼菜雷波莼菜;碱溶性多糖含量在(7.14±0.380)~(10.15±0.236)mg·g-1范围内变化,多糖含量比较:雷波莼菜石柱莼菜西湖莼菜利川莼菜。综合水溶性多糖和碱溶多糖比较:雷波莼菜西湖莼菜石柱莼菜利川莼菜。(2)综合四个产区莼菜中碱溶性多糖和水溶性多糖分析,主要组成成分皆为甘露糖、半乳糖、鼠李糖等10种单糖,但组成两种类型多糖的单糖含量存在差异。其中四个产区中半乳糖的质量分数在水溶性和碱溶性多糖中均最大,其次是岩藻糖和甘露糖。水溶性多糖中石柱莼菜的半乳糖(40.33%)含量最高,利川莼菜中岩藻糖、甘露糖所占比值均为最大值,分别为16.30%、16.35%,碱溶性多糖中雷波莼菜的半乳糖、甘露糖质量分数最高,分别为39.76%、16.18%,西湖莼菜岩藻糖所占比例较其它产区高,达16.68%。(3)四个产区莼菜的多糖都具有良好的抗氧化活性且存在一定差异,水溶性多糖抗氧化活性强于碱溶性多糖。在水溶性多糖中,综合抗氧化能力强弱顺序为:利川莼菜石柱莼菜西湖莼菜雷波莼菜,抗氧化综合APC指数分别为99.62%、87.42%、84.89%和79.38%;在碱溶性多糖中,综合抗氧化能力强弱顺序为:雷波莼菜石柱莼菜西湖莼菜利川莼菜,抗氧化综合APC指数分别为67.84%、61.73%、55.06%和51.88%。综合水溶性多糖和碱溶性多糖的抗氧化能力比较:利川莼菜雷波莼菜石柱莼菜西湖莼菜。(4)四个产区莼菜的多糖对变形菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌均具有抑菌活性,但对枯草芽孢杆菌抑菌效果不明显,水溶性多糖抑菌活性强于碱溶性多糖。在水溶性多糖中,综合抑菌能力强弱顺序为:利川莼菜石柱莼菜西湖莼菜雷波莼菜,抑菌综合APC指数分别为94.55%,92.83%,91.11%,81.62%。在碱溶性多糖中,综合抑菌能力强弱顺序为:石柱莼菜雷波莼菜西湖莼菜利川莼菜,抑菌综合APC指数分别为91%,80.42%,75.94%,74.83%。综合水溶性多糖和碱溶性多糖的抑菌活性:石柱莼菜利川莼菜西湖莼菜雷波莼菜。(5)通过水溶性多糖组成成分及其抗氧化、抑菌活性相关性分析可知,在DPPH自由基清除实验中起作用的主要因子有多糖含量(r=0.784,极显著)及甘露糖(r=0.822,极显著)、岩藻糖(r=0.965,极显著)、葡萄糖糖醛酸(r=0.627,显著);FRAP铁离子还原实验中,主要的作用因子有多糖含量(r=0.642,显著)、甘露糖(r=0.709,极显著)、葡萄糖醛酸(r=625,显著)、半乳糖(r=607,显著)、岩藻糖(r=0.976,极显著);ABTS自由基清除实验中,起作用的主要因子是甘露糖(r=0.853,极显著)、木糖(r=0.788,显著)。多糖含量与变形菌的抑制效果呈正相关(r=0.837,极显著);半乳糖(r=0.690,显著)和岩藻糖(r=0.746,极显著)对大肠杆菌具有较强的抑制作用;葡萄糖醛酸(r=0.701,显著)和岩藻糖(r=0.655,显著)对铜绿假单胞菌的抑制效果呈正相关。由碱溶性多糖物质组成及其抗氧化、抑菌活性相关性分析可知,DPPH自由基清除实验中起作用的主要因子有多糖含量(r=0.872,极显著)及甘露糖(r=0.819,极显著)、葡萄糖醛酸(r=0.873,极显著)、半乳糖(r=0.890,极显著)、木糖(r=0.890,极显著);FRAP铁离子还原实验中,主要的作用因子有多糖含量(r=0.933,极显著)、甘露糖(r=0.723,极显著)、葡萄糖醛酸(r=0.906,极显著)、半乳糖(r=0.937,极显著)、木糖(r=0.809,极显著);ABTS自由基清除实验中,起作用的主要因子是木糖(r=0.586,显著);葡萄糖醛酸(r=0.714,极显著)和半乳糖(0.714,极显著)对变形菌的抑制效果呈正相关。综上所述,四大产区商品莼菜多糖及单糖含量存在地域差异,多糖组成成分及其抗氧化能力、抑菌效果各不相同,本实验的研究结果对于莼菜资源的保护及科学开发具有重要的意义,并为莼菜的科学研究提供了理论参考。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S567.239
【部分图文】：

标准曲线,葡萄糖,标准曲线,水溶性多糖

图 4-1 葡萄糖标准曲线Fig.4-1 Glucose standard curve以葡萄糖浓度为 X 轴，吸光值为 Y 轴绘制标准曲线得回归方程：y=0.046x-0.0009，R2=0.9999。结果表明在 0～10mg·mL-1范围内线性关系良好。4.1.2 多糖含量本实验采用苯酚硫酸法显色法在波长 486nm 处测得不同品种莼菜多糖的水溶性多糖的吸光值。利用以葡萄糖为标准品的标准曲线，对四种莼菜水溶性多糖进行分析，结果如下：

莼菜多糖,莼菜

图 4-2 不同莼菜多糖含量Fig.4-2 The polysaccharide contents of B.schreberi in different areas注：柱上的字母代表在 p<0.05 上差异显著,下同。Letters on the column indicate the significant differen at p<0.05, the same below.LB:雷波；LC:利川；SZ:石柱；XH:西湖;下同LB:Lei-bo;LC:Li-Chuan;SZ:Shi-zhu;XH:Xi-hu; The same below溶性多糖中，雷波莼菜、石柱莼菜分别与其它产区存在显著性5），而利川莼菜与西湖莼菜之间无显著性差异（P>0.05）。雷波莼含量最高达（10.15±0.236）mg·g-1，其次是石柱莼菜，其碱溶性多.02±0.115）mg·g-1，利川莼菜含量最低，只有雷波莼菜的 70.34%。差分析，四个产区莼菜水溶性多糖的含量均存在显著性差异（P<0.>西湖莼菜>石柱莼菜>雷波莼菜水溶性多糖含量，最高值（7.36±0±ED 下同）mg·g-1，最低为（5.32±0.156）mg·g-1。四大产区碱溶性多糖和水溶性多糖，除利川莼菜外，其它 3 个产区性多糖含量高于水溶性多糖含量。以各个产区莼菜的碱溶性多糖和总量为标准，雷波莼菜的总多糖含量最高为 15.47mg·g-1，与利川莼含量有显著性差异（P<0.05），其它产区之间总多糖含量无显著性

色谱图,标准品,色谱图,半乳糖醛酸

图 4-3 标准品色谱图Fig.4-3 Chromatogram of the standard sample注：1 甘露糖；2 核糖；3 鼠李糖；4 葡萄糖醛酸；5 半乳糖醛酸；6 葡萄糖；7 半乳糖；8 木糖；9 阿拉伯糖；10 岩藻糖Note: 1 Mannose; 2 Ribose; 3 Rhamnose; 4 Glucuronic acid; 5 Galacturonic acid; 6 Glucose; 7 Galactose; 8 Xylose; 9 Arabinose;10 Fucose图 4-4 样品色谱图Fig.4-4 Chromatogram of the sample注：1 甘露糖；2 核糖；3 鼠李糖；4 葡萄糖醛酸；5 半乳糖醛酸；6 葡萄糖；7 半乳糖；8 木糖；9 阿拉伯糖；10 岩藻糖Note: 1 Mannose; 2 Ribose; 3 Rhamnose; 4 Glucuronic acid; 5 Galacturonic acid; 6 Glucose; 7 Galactose; 8 Xylose; 9 Arabinose;10 Fucose4.2.2 单糖标准品标准曲线

【参考文献】