生姜皮多糖的分离纯化及其结构组成分析

生姜为姜科植物姜(ZingiberofficinaleRosc.)的鲜根茎。生姜味辛、性温,有发汗解暑、温中止呕、化痰止咳的功效,是我国传统的中医药材和常用的香辛料。姜味调味品与姜汁饮料是目前广受欢迎的2种生姜产品,但在生产加工过程中,生姜皮成为副产物,极大地造成了生姜资源的浪费。

多糖是生物体内一种重要的大分子,具有多种生物活性。其中生姜多糖具有抗溃疡、抗炎、抑菌、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂等作用,国内外学者对生姜多糖的分离纯化、结构与活性也进行了大量的研究。

南京农业大学食品科技学院、中国药科大学工学院、中国农业大学食品科学与营养工程学院的冯鑫、夏宇、陈贵堂等人,利用生姜产品生产过程中所产生的副产物生姜皮为原料,提取生姜皮粗多糖,再经DEAE-纤维素-52阴离子交换柱和SephadexG-凝胶柱层析纯化,得到3种水溶性生姜皮多糖(GE-1、GE-2、GE-3),并研究了其分子质量、单糖组成等结构特性。为我国合理利用生姜副产物,实现其价值提供了理论依据。

结果与分析

01

生姜皮多糖总糖含量的测定

由结果可知,生姜粗多糖总糖含量为43.16%,GE-1、GE-2、GE-3的总糖含量分别为(98.06±0.15)%、(97.41±0.42)%和(97.89±0.22)%,各组分中总糖含量较高,可知纯化有效果。

02

生姜皮多糖的纯度鉴定及分子质量

纯化的生姜皮多糖GE-1、GE-2和GE-3是分子质量分布均一的纯度较高的多糖组分,计算得出GE-1、GE-2和GE-3三种多糖组分的分子质量分别为、kD和kD。

03

生姜皮多糖的单糖组成

根据单糖标准品的保留时间分析得出,GE-1主要由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖组成,GE-2主要由甘露糖、葡萄糖、岩藻糖组成,GE-3主要由甘露糖、核糖、半乳糖、阿拉伯糖组成。

04

生姜皮多糖的紫外光谱图分析

3种多糖样品溶液在波长nm和nm处均无明显吸收峰,说明其中不含蛋白质、核酸等杂质。

05

生姜皮多糖的红外光谱图分析

呋喃糖在1~cm-1中间会有2个的强吸收峰,吡喃糖在1~cm-1中间会出现3个较强吸收峰。多糖在1~cm-1均出现了2个吸收峰,显示多糖组分均含有呋喃糖环;在0cm-1以下区域称作指纹区,cm-1处吸收峰表明含有甘露糖。cm-1是β-型糖苷键C—H的变角振动吸收峰,在该处有吸收峰,说明组分是以β-型糖苷键链接。在cm-1处的吸收峰是α-D-木吡喃糖的特征吸收峰。

结论

生姜皮粗多糖经DEAE-纤维素-52阴离子交换柱层析分离和SephadexG-凝胶柱层析纯化,得到3种水溶性生姜皮多糖(GE-1、GE-2、GE-3)。通过分子质量和单糖组成分析得出,3种组分分子质量分布较单一,GE-1、GE-2主要是由葡萄糖组成的杂多糖;GE-3是主要由甘露糖组成的杂多糖。紫外光谱扫描结果显示3种多糖组分不含核酸和蛋白质,红外光谱结果分析得出GE-1、GE-2和GE-3含有多糖类物质的特征吸收峰,3种多糖为吡喃糖。

研究生姜皮多糖的结构特征,为下一步研究生姜皮多糖的生物活性以及活性作用的机理提供了理论依据。从生姜皮中提取生姜皮多糖从能源和环境的角度降低了生姜皮对环境的污染,并提高了生姜的产业价值,具有极其重要的研究意义。

内容来源于《食品科学》年6期文章《生姜皮多糖的分离纯化及其结构组成分析》。作者:冯鑫,夏宇,陈贵堂,胥佳佳,廖小军,赵立艳。







































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