过氧化氢和活性炭脱色对百蕊...构及应用特性影响的比较分析_邵丽君.pdf

146 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学过氧化氢和活性炭脱色对百蕊草多糖结构及 应用特性影响的比较分析邵丽君，琚飞龙，钟 杨，周颖娣，李贝贝，凌依凡，孙 玥，梁 进，李雪玲*（安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽省农产品加工工程实验室，安徽 合肥 230036）摘 要：采用过氧化氢氧化和活性炭吸附对百蕊草多糖进行脱色，得到HTP（过氧化氢脱色处理）和CTP（活性炭脱色处理）两种样品，采用现代仪器手段（X射线衍射仪、热重分析仪、激光粒度仪、流变仪）分析二者的物理特性，并比较CTP和HTP抑制肝癌细胞增殖活性，及其对-卡拉胶凝胶温度的影响。结果表明，CTP在X射线衍射图谱中表现出更加明显的晶体结构；相同添加量下，其表观黏度也高于HTP；热重曲线表明，HTP热分解程度高于CTP（HTP质量损失率59.33%，CTP质量损失率53.21%）；CTP达到一定质量浓度（610 mg/mL）时，表现出抑制人肝癌细胞HepG2增殖的活性，而HTP在实验质量浓度范围内（110 mg/mL）没有表现出抑制癌细胞增殖活性；同时，CTP对复配胶的温度滞后增加幅度大于HTP。因此，不同脱色方法会影响百蕊草多糖的结构及应用特性。关键词：百蕊草多糖；脱色；结构特性；卡拉胶；HepG2Effect of Activated Carbon or Hydrogen Peroxide Decolorization on the Structure and Application Properties of Polysaccharides from Thesium chinense Turcz.SHAO Lijun,JU Feilong,ZHONG Yang,ZHOU Yingdi,LI Beibei,LING Yifan,SUN Yue,LIANG Jin,LI Xueling*(Anhui Engineering Laboratory for Agro-products Processing,School of Tea and Food Science&Technology,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)Abstract:Hydrogen peroxide and activated carbon were separately used for decolorization of Thesium chinense Turcz polysaccharides.The physical characteristics of the two decolorized samples were analyzed by X-ray diffractometry(XRD),thermogravimetry,laser particle size analyzer and rheometer,and their inhibitory activities against the proliferation of liver cancer cells were compared,as well as their effects on the gelation temperature of-carrageenan.The results showed that the crystalline structure of the activated carbon-treated sample was more obvious in the XRD pattern.Its apparent viscosity was higher than that of the hydrogen peroxide-treated sample at the same concentration.The thermogravimetric curve showed that the thermal decomposition degree of the hydrogen peroxide-treated sample was higher than that of the activated carbon-treated sample(mass loss percentage of 59.33%and 53.21%,respectively).At concentrations of 610 mg/mL,the activated carbon-treated sample showed inhibitory activity against the proliferation of HepG2 cells,while the hydrogen peroxide-treated samples did not have any inhibitory effect in the concentration range of 110 mg/mL.Furthermore,the increase in temperature hysteresis of blends of the activated carbon-treated-treated polysaccharides with-carrageenan was greater than that in blends of the HTP-treated polysaccharides with-carrageenan.Therefore,different decolorization methods can affect the structure and application characteristics of Thesium chinense Turcz.polysaccharides.Keywords:Thesium chinense Turcz.polysaccharides;decolorization;structural characteristics;carrageenan;HepG2DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220712-125中图分类号：TS201.7 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0146-06引文格式：邵丽君,琚飞龙,钟杨,等.过氧化氢和活性炭脱色对百蕊草多糖结构及应用特性影响的比较分析J.食品科学,2023,44(4):146-151.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220712-125.http:/收稿日期：2022-07-12基金项目：安徽省中央引导地方发展专项（20210706020015）；安徽省自然科学基金项目（2108085MC122）；安徽省教育厅科研项目（KJ2020A0136）第一作者简介：邵丽君（1995）（ORCID:0000-0001-6460-3335），女，硕士，研究方向为食品科学。E-mail:*通信作者简介：李雪玲（1972）（ORCID:0000-0003-3061-3716），女，副教授，硕士，研究方向为食品科学、天然产物化学。E-mail:食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 147SHAO Lijun,JU Feilong,ZHONG Yang,et al.Effect of activated carbon and hydrogen peroxide decolorization treatment on the structure and application properties of polysaccharides from Thesium chinense Turcz.J.Food Science,2023,44(4):146-151.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220712-125.http:/多糖应用广泛，其可应用在食品、药品和化妆品领域，是目前研究热点之一1-3。国内外学者都在尝试从自然界找到对人类有益的多糖，并且众多研究也发现多糖的结构决定其功效4。多糖的结构受许多因素的影响，如提取条件5、脱色方式6等。其中，针对脱色方式对多糖结构的影响，课题组前期研究已验证了不同脱色处理对百蕊草（Thesium chinense Turcz.）多糖的一级结构存在影响7。多糖可以开发为药品、保健品、食品添加剂及活性物质递送载体等。开发用途不同，多糖精制时采用的脱色方法可能也不同。百蕊草多糖水溶性很好，但本身不易形成凝胶。目前卡拉胶工业化程度高、世界总产量高、应用前景广泛8，可作为与百蕊草多糖复配的材料。课题组前期研究比较了百蕊草多糖与瓜尔豆胶、黄原胶、海藻酸钠、亚麻籽胶、卡拉胶和明胶6 种食用胶复配的效果，发现百蕊草多糖与卡拉胶的协同作用最明显9。然而，百蕊草多糖与卡拉胶之间的复配特性却鲜见报道。在前期研究的基础上，本实验以百蕊草多糖为研究对象，进一步比较过氧化氢和活性炭两种脱色方式处理得到的多糖样品在结构、抑制肝癌细胞以及与-卡拉胶复配等方面的差异，旨在为百蕊草多糖的结构解析以及生物活性的研究提供一定理论依据，同时为多糖的脱色工艺提供科学参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂百蕊草 安徽省亳州市中药材市场；活性炭 上海罗恩试剂有限公司；-卡拉胶 北京索莱宝科技有限公司；其他试剂皆为分析纯。1.2 仪器与设备H-H恒温水浴锅 江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂；TTR-型X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）仪 日本理学株式会社；YRE-5299旋转蒸发仪 河南省巩义市予华仪器有限责任公司；DHR-1旋转流变仪 美国TA仪器公司；Forma 3111二氧化碳培养箱 美国Thermo Electron公司；DelsaMax Pro粒度分析仪 美国贝克曼库尔特有限公司。1.3 方法1.3.1 多糖的制备参考课题组前期研究的方法7，以百蕊草为实验材料，采用水提醇沉的方式提取粗多糖，分别用过氧化氢和活性炭对百蕊草粗多糖进行脱色，过氧化氢脱色的样品记为HTP，活性炭脱色的样品记为CTP。1.3.2 百蕊草多糖物理特性测定1.3.2.1 XRD测定10将多糖样品冷冻干燥，磨成粉末后过200 目筛，利用TTR型XRD仪进行分析。扫描范围2 060，扫描步长0.02，电压40 kV，电流200 mA，扫描频率8/min。样品无损检测结束后进行回收。1.3.2.2 热力学性质测定11采用热重（thermo-gravimetric，TG）法进行分析。称取样品35 mg，以氮气作为载体，采用程序升温，升温速率10.0 K/min，起始温度为30。1.3.2.3 粒径分布测定12将冻干后的样品用蒸馏水配制成适宜浓度的溶液。所有样品均过0.45 m纤维素滤膜后，使用DelsaMax Pro粒度分析仪在25 测定样品的平均粒径以及粒径分布，本实验以半径表示粒径。每个样品测定5 次。1.3.2.4 表观黏度测定13利用旋转流变仪对样品的流变学行为进行测定。分别称取多糖样品配制成不同质量分数（1%、2%和4%）的多糖溶液，涡旋溶解均匀，80 水浴30 min充分溶胀后取出。冷却至室温，置于4 冰箱中过夜。测量前将多糖样品转移至旋转流变仪上。样品周围涂一层硅油以防止水分蒸发，测量温度25，剪切速率范围0.01100 s1。记录样品表观黏度随剪切速率的变化。1.3.3 HTP、CTP与-卡拉胶复配凝胶样品制备及动态流变学参数测定14将不同质量的多糖样品充分溶解在蒸馏水中，添加-卡拉胶粉末，使得整个体系中多糖与-卡拉胶质量比分别为0 2.0、0.2 1.8和0.6 1.4。将混合溶液调节至pH 7.0，80 恒温水浴30 min。将混合凝胶样品转移到已经预热至70 的动态旋转流变仪平板上，并在平板周