《Algal Research》从孟加拉国圣马丁岛采集的中匍枝马尾藻提取的岩藻多糖的成分、结构和功能特征
文摘
科学
2024-09-22 10:55
江苏
2024年6月，来自Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University的Dipak Roy 等人在Algal Research上发表了一篇题为Compositional, structural, and functional characterization of fucoidan extracted from Sargassum polycystum collected from Saint Martin’s Island, Bangladesh 的研究性文章。
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通讯单位：Department of Fisheries Biology and Aquatic Environment, Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University, Gazipur 1706, Bangladesh
Abstract
岩藻多糖是一种具有多种生物活性的硫酸化多糖，常见于褐色海藻中。在本研究中，我们采用三种不同的提取方法从圣马丁岛采集的Sargassum polycystum中提取岩藻多糖。通过测量总碳水化合物、硫酸盐、糖醛酸、岩藻糖和蛋白质含量来确定岩藻多糖的组成。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振氢谱（1H NMR）对提取的岩藻多糖进行结构鉴定。通过抗氧化活性和抗糖尿病活性测定，分析其功能活性。岩藻多糖产量在酸提取法中最高(0.061±0.007 g / g)，其次是水提取法(0.058±0.005 g / g)和盐提取法(0.041±0.005 g / g)。水提取的岩藻多糖的碳水化合物含量最高(62.97％)，糖醛酸含量最高(6.46％)，蛋白质含量最高(2.62％)。盐提取的岩藻多糖中硫酸盐含量最高(28.56％)，而水提取的岩藻多糖中岩藻糖含量最高(24.0％)。FT-IR和1H NMR 分析证实了提取的岩藻多糖的几个特征。提取的岩藻多糖具有类似的抗氧化活性，但盐提取的岩藻多糖以剂量依赖性方式表现出最高的 DPPH 自由基清除试验(86.85 ± 0.74 %，IC 50 = 0.03 毫克/毫升)、ABTS 自由基清除试验(65.13 ± 0.92 % ，IC 50 = 1.94 毫克/毫升)、磷钼试验(4.356 ± 0.11)和一氧化氮 (NO) 自由基清除试验(57.08 ± 0.52 %，IC 50 = 3.73 毫克/毫升)。进一步的抗糖尿病活性测定结果显示，α-淀粉酶抑制活性最高(62.82±1.36%，IC50 = 2.30mg/mL)，α-葡萄糖苷酶抑制活性最高(55.73±0.84%，IC50 = 3.71 mg/mL) 的盐提取岩藻多糖。海藻的这些功能潜力可能为功能性食品和医药材料的开发增加重要价值。
岩藻多糖是一种复杂多样的天然硫酸多糖，常见于褐藻细胞壁和海参、海胆等多种无脊椎动物中。褐藻的结构和成分特征各不相同，主要以岩藻糖和硫酸盐的存在为特征，伴有少量半乳糖、木糖、甘露糖和糖醛酸。硫酸盐基团在岩藻多糖中占有很大比例，岩藻多糖的生物学特性与其硫酸盐含量密切相关，尽管对岩藻多糖的结构特征进行了广泛的研究，但由于其缺乏严格的规律性以及成分多样，岩藻多糖的结构仍然是一个谜。研究发现，岩藻多糖具有多种值得称道的生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗过敏、抗肿瘤、抗肥胖、抗凝血、抗病毒、抗肝病、抗尿路病和抗肾病作用。此外，分离的岩藻多糖表现出显著的抗增殖特性，并证明了对人类乳腺癌细胞系的抗癌功效。
II 型糖尿病，又称非胰岛素依赖型糖尿病，占全球糖尿病病例的近90%。II 型糖尿病 (DM) 因其发病率不断上升、持续性强和致残性后遗症，对人类健康构成重大风险。II 型糖尿病患者餐后阶段的特点是血糖水平快速升高。这一特定阶段可能对与糖尿病晚期相关的病理生理情况有影响。因此，针对餐后高血糖的药物干预对于糖尿病管理至关重要。使用 α-淀粉酶抑制剂会导致碳水化合物消化延迟，从而降低葡萄糖吸收率和血糖水平的调节。先前的研究表明，褐藻是值得注意的多糖储存库，这些多糖具有天然抗氧化剂和 α-淀粉酶活性抑制剂的固有特性。海藻是主要的植物类型，它们可以非常小，也可以很大，长到 30 米长，有时漂浮在海面上或被冲到海滩上。在海洋生态系统中，海洋藻类具有重要的生态和生物学意义。大型藻类群落为其他生物提供营养、繁殖和适宜的环境，对于维持生态系统稳定至关重要。现在有足够的信息表明，可食用海藻营养丰富，富含抗氧化剂，并含有多种植物化学物质。在孟加拉国，海岸上发现了193种不同的海藻，其中88种为红色海藻(红藻门)，51种为绿色海藻(绿藻门)，54种为棕色海藻(褐藻门)。Sargassum polycystum是孟加拉国沿海常见的一种海藻。孟加拉国沿海的海藻资源天然港湾主要分布在该国最南部的圣马丁岛的沿海和亚沿海地区。圣马丁岛是全球公认的未受外界污染的生物多样性生态系统，拥有丰富多样的生态系统，包括珊瑚礁、红树林、泻湖和多石地带等，是各种野生动物的避难所。然而，尽管海藻在多个领域具有巨大潜力，但孟加拉国缺乏对海藻资源的全面研究。以前的研究只集中于筛选海藻物种的植物化学物质和抗氧化潜力。其他作者也研究了孟加拉国海岸不同海藻品种的养殖实践
目前尚无关于岩藻多糖提取工艺和随后对孟加拉国种植的褐藻物种的功能特性的综合文献。然而，过去二十年全球进行的大量研究表明，从褐藻中有效提取岩藻多糖是可行的。由于物质的组成和产量会根据季节、年龄、物种和产地等因素而变化，因此需要对此有更深刻的理解。因此，考虑到所有这些，我们本研究旨在优化不同的提取方法，并对S. polycystum中的岩藻多糖进行成分分析。此外，还通过FT-IR和1 H NMR对活性化合物进行结构表征。此外，我们还通过不同的体外光谱分析确定了提取的岩藻多糖的功能特性，即抗氧化和抗糖尿病活性。
所采用的提取技术显著影响了岩藻多糖提取物的产量。通常采用各种生化和机械工艺，包括溶剂提取和蒸汽蒸馏，从植物源中提取特定的生物化合物。提取技术的选择取决于目标可溶性多糖(如岩藻多糖)的特性，以实现最高的产量。在我们的研究中，与其他两种方法相比，酸提取法在干重生物质(gm/g生物质)方面的产量最高(表1)。与其他提取方法相比，在65°C 下用酸性提取法提取2小时的岩藻多糖可获得最高产量 (0.061 ± 0.007 g/g)(p < 0.05)。Gopidas 和 Subramani 也报告了类似的结果，用酸提取法从S. wightii中得到约 0.071 g/g 的岩藻多糖，从P. tetrastromatica中得到约0.043 g/g 的岩藻多糖。同样，Sinurat 和 Fithriani在切碎的 S. filipendula (0.083 g/g) 和未切碎的S. filipendula ( 0.058 g/g) 中也产生了岩藻多糖。相比之下，其他作者报道了从S. bindingeri中提取的岩藻多糖产量相对较低 (0.0402 g/g) 。65°C 下水提取 1 小时，可得到约 (0.058 ± 0.005 g/g) 的岩藻多糖。该结果与 Alboofetileh 等人的结果一致。因为在热水提取法中， N. zanardinii样品的岩藻多糖产量为 0.052 g/g 。与我们在水提取法中得到的结果相比， S. ilicifolium和S. angustifolium的水中岩藻多糖产量也较低。三种提取方法中，盐提取法提取的岩藻多糖产量最低，在85°C下提取5小时，产量约为0.041±0.005g/g。Baba等人也报道了用盐浸法从Sargassum sp.中提取岩藻多糖 (0.038 g/g) 的类似结果。Zvyagintseva 等人等人对从多个地点和时期采集的各种褐藻中岩藻多糖的含量进行了研究。他们从日本的 Troitsa 湾( Laminaria cicorioides)和 Rifovaya 湾(Laminaria japonica)以及俄罗斯鄂霍次克海的几个岛屿(Fucus evanescens)采集了样本。研究发现，不同因素导致的岩藻多糖含量存在差异。结果发现，以干重为基础的岩藻多糖含量从 0.011 g/g 到 0.12 g/g 不等，具体取决于物种、季节和地点。据 Rioux 等人称。褐藻品种的岩藻多糖含量在不同季节和地区有所不同，范围从 0.016 g/g 到 0.045 g/g。所有这些研究都一致认为，褐藻中的岩藻多糖产量存在差异，这取决于品种、季节、地点和提取方法等因素。连续两次提取岩藻多糖，然后进行第一次提取，确保在三种提取方法中岩藻多糖的产量更高。因此，研究从S. polycystum中提取的岩藻多糖考虑到不同来源的岩藻多糖成分存在差异，因此该方法是合理的。水提取、酸提取和盐提取方法获得的岩藻多糖产量被认为是令人满意的，因为它在上述研究报告的岩藻多糖产量范围内。
表1.按方法从S. polycystum.中提取的岩藻多糖的产量。
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我们目前的研究表明，采用不同的提取技术，同一物种的水提岩藻多糖 (WEF)、酸提岩藻多糖 (AEF) 和盐提岩藻多糖 (SEF) 的成分存在差异 (表2)。结果表明，提取的岩藻多糖中碳水化合物是主要组成成分，硫酸盐和糖醛酸含量较高，蛋白质含量极低(p < 0.05)。WEF 中碳水化合物含量最高(62.97 ± 0.72 %)，糖醛酸含量最高(6.46 ± 0.26 %)。SEF 中硫酸盐含量最高(28.56 ± 0.65 %)。岩藻多糖的组成因物种而异，提取方法对岩藻多糖的最终结构表征有显著影响。此外，水温和盐度的变化也会影响海藻的生长，这也可能导致岩藻多糖成分的变化。表2.从S. polycystum.中提取的不同岩藻多糖的成分分析。
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对岩藻多糖中的碳水化合物含量进行量化，以确定岩藻多糖样品的组成和纯度水平。总碳水化合物的存在影响岩藻多糖的产量，因为岩藻多糖主要由碳水化合物或多糖组成。这项研究还表明，碳水化合物主要涵盖从S. polycystum中提取的所有三种岩藻多糖的组成。碳水化合物含量分析显示，基于提取方法的含量有显著差异(p < 0.05)。在其他技术中，碳水化合物含量的变化很小。水提取岩藻多糖 (WEF) 显示出最高的碳水化合物含量(62.97 ± 0.72 %)，其次是酸提取岩藻多糖 (AEF)(61.67 ± 0.28 %)和盐提取岩藻多糖 (SEF)(58.29 ± 0.96 %)(表 2)。曲等人。 也得出了类似的结果，从五种不同的褐藻中提取的岩藻多糖中碳水化合物含量约为 57.46% 至 65.26%。其他作者也报告了相同的碳水化合物含量但Saepudin等人也得到了更高的碳水化合物含量(89.23%)。 在从S.binderi中提取的岩藻多糖中含量较高，并且碳水化合物含量较低 (42.19%)，由 Gopidas 和 Subramani 提取在从S. wightii中提取的岩藻多糖中含量较高。在这种情况下观察到的变化可能归因于海藻的提取工艺、种类和地理来源的差异。岩藻多糖由多种单糖组成，例如岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、木糖和甘露糖。其中，岩藻糖在岩藻多糖的表征中起着重要作用。岩藻糖的含量影响岩藻多糖的分子量及其生物活性。在不同方法中，岩藻糖含量存在很大差异(表 2) ( p < 0.05)。从S. polycystum 中提取的 SEF 中，AEF 的岩藻糖含量最高 (24.0 ± 0.37 %)，SEF 中最低 (16.5 ± 0.48 %) 。而 WEF 含有的岩藻糖约为 18.5 ± 0.64 %。Bilan 等人。也报道了类似的结果，从S. polycystum中提取的岩藻多糖含有 18.6% 的岩藻糖。用蒸馏水在超声波清洗机的帮助下从五种褐藻中分离出岩藻多糖，其中岩藻糖含量为 20.05% 至 29.23%，这与我们最近的研究结果相吻合。硫酸盐是岩藻多糖的主要成分之一，因为它是一种硫酸盐多糖。通过测量岩藻多糖中的硫酸盐来确定岩藻多糖的成分和纯度。研究表明，岩藻多糖的作用受硫酸盐浓度的影响。硫酸盐浓度的增加对应于更高的岩藻多糖活性水平。在我们的研究中，基于从S. polycystum中提取的所有三种岩藻多糖的提取方法，硫酸盐含量分析显示出显着差异。(表 2) ( p < 0.05)。SEF 的硫酸盐含量最高 (28.56 ± 0.65 %)。相比之下，WEF 和 AEF 的硫酸盐含量相似，分别含有 17.09 ± 1.02 % 和 19.88 ± 0.48 % 的硫酸盐。该结果与 Thuy 等人的结果一致。研究发现S. swartzii中岩藻多糖的硫酸盐含量约为24.7% 。其他学者也表达了类似的结果. 相比之下，Yang 等人指出，与本研究相比，从U. pinnatifida中提取的岩藻多糖中硫酸盐含量较高 (41.5 %) 。但 Lim 等人也得出了较低的硫酸盐含量。发现S.binderi的岩藻多糖中硫酸盐含量约为 5.70% 。总硫酸盐含量的这些变化可能归因于预处理工艺、分离技术和储存条件的差异。糖醛酸是岩藻多糖的关键鉴别成分之一。在本研究中，在不同方法中提取的岩藻多糖中糖醛酸含量的显著差异很小(表 2) ( p < 0.05)。WEF 的糖醛酸含量最高 (6.46 ± 0.26 %)，SEF 的糖醛酸含量最低 (5.18 ± 0.34 %)。AEF 的糖醛酸含量为 6.03 ± 0.18 %。该结果与 Thuy 等人的结果一致。其中从S. swartzii中提取的岩藻多糖中糖醛酸含量为6.3% 。可以通过测定蛋白质含量来评估岩藻多糖的纯度和评估提取过程的效率。蛋白质含量越低，岩藻多糖的纯度越高。蛋白质含量分析显示，根据提取方法，含量不同。在这三者中，WEF 的蛋白质含量最高(2.62 ± 0.16 %)，AEF 的蛋白质含量最低(1.88 ± 0.25 %)(表 2). SEF 的蛋白质含量为 2.56 ± 0.08 %. 本研究观察到的蛋白质含量与 Yang 等人的研究相似。发现蛋白质含量约为 2.8%。但从S.binderi中提取的岩藻多糖中也报道了更高的蛋白质含量(5.5%)，以及Gopidas和Subramani的较低蛋白质含量(0.162％)与本研究相比， S. wightii中提取的岩藻多糖含量较高。QU 等人得出了类似的结果，从五种不同的褐藻中提取的岩藻多糖中蛋白质含量约为 0.83% - 2.54%。傅里叶变换红外 (FT-IR) 光谱研究对于鉴定和鉴定提取物中未知成分中的化合物或功能组具有重要意义。通过分析峰值，使用 FT-IR 光谱鉴定活性成分的功能组。WEF、AEF 和 SEF 的 FT-IR 光谱显示了岩藻多糖的典型吸收带 (图 1；表 3)。在3437.28、3465.63和3428.15cm −1处出现的信号表明不同提取的岩藻多糖中存在碳水化合物(O H)功能团。在2968.20、2926.71和2958.18cm −1区域处的信号归因于烷烃(C H)。在1626.87、1620.61和1602.92cm −1处出现的信号表明不同提取的岩藻多糖中存在羰基功能团(-COO-)。在1420.33、1430.75和1432.33区域处的信号归因于糖醛酸。弯曲振动发生在1220.53、1237.08、1223.30 cm −1区域，强度中等，表明存在硫酸酯(S=O)。1045.27、1071.34、1026.65 cm −1处的吸收带归因于糖苷键。波数 821.06、825.27 和 820.43 cm −1表示硫酸盐键 (COS) 位于赤道位置。在先前的研究中也观察到了类似的结果。![]()
图1.不同提取的岩藻多糖的FT-IR光谱 (A)水提取的岩藻多糖，(B)酸提取的岩藻多糖，(C)盐提取的岩藻多糖。
表3.不同提取岩藻多糖的FT-IR光谱分析。
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核磁共振 (NMR) 光谱是一种强大的分析技术，可用于在原子水平上确定有机样品中的分子结构。最初采用1 H NMR 光谱来评估S. polycystum中的岩藻多糖。光谱显示出多种信号，表明岩藻多糖的范围广泛且性质复杂。然而，1 H NMR 光谱在 a-异头物 (5.0–5.6 ppm) 和高场 (1.0–3.5 ppm) 区域包含多个强信号。在 WEF (图 2A )，最后一个区域的 1.2 ppm 信号被指定为 L-岩藻吡喃糖的甲基质子；2.0 和 2.32 ppm 处的几个强而窄的信号来自O-乙酰基的甲基质子。在 3.6 ppm 处检测到 β-D-半乳糖的信号。3.85 ppm 处的峰属于 β-连接木糖。此外，4.35 ppm 处的信号被指定为岩藻多糖的硫酸化岩藻吡喃糖。在异头光谱区，5.1 和 5.6 ppm 信号可归于 α-L-岩藻吡喃糖。![]()
图2.不同提取的岩藻多糖的1 H NMR 光谱 (A)水提取的岩藻多糖，(B)酸提取的岩藻多糖，(C)盐提取的岩藻多糖。
在 AEF (图 2B)，最后一个区域的 1.05 和 1.1 ppm 处的信号被指定为 L-岩藻糖的甲基质子；2.1 和 2.22 ppm 处的一些强而窄的信号来自O-乙酰基的甲基质子。在 3.65 ppm 处检测到 β-D-半乳糖的信号。3.8 ppm 处的峰属于 β-连接木糖。此外，4.8 ppm 处的信号被指定为岩藻多糖的硫酸化岩藻糖。在异头光谱区域，5.6 和 5.72 ppm 处的信号可以归因于 α-L-岩藻糖。在 SEF 的情况下(图 2C)，最后一个区域的 1.2 ppm 处的信号被指定为 L-岩藻糖的甲基质子；2.08 ppm 处几个强而窄的信号来自O-乙酰基的甲基质子。在 3.65 ppm 处检测到 β-D-半乳糖的信号。3.8 ppm 处的峰属于 β-连接木糖。此外，4.6 ppm 处的信号被指定为岩藻多糖的硫酸化岩藻糖。在异头光谱区，5.0 ppm 处的信号可以归于 α-L-岩藻糖。高纯度的岩藻多糖显示较少的质子信号，但更宽的质子信号意味着纯度较低的岩藻多糖。从1核磁共振光谱分析显示，三种提取的岩藻多糖均达到了预期结果。其中，盐提取的岩藻多糖纯度更高，质子信号更少、更特异性更强。在早期的一项研究中也观察到了类似的功能组，即从S. polycystum中分离岩藻多糖。4.1.1.2,2-二苯基-1-苦基肼 (DPPH) 自由基清除活性DPPH 自由基清除法被广泛认为是评估各种物质抗氧化性能的可靠方法。所有海藻提取的岩藻多糖的 DPPH 自由基清除能力都随着海藻提取物浓度的增加而呈现显著上升的趋势(p < 0.05)。测量了所有提取的岩藻多糖在不同浓度(1、3、5 mg/mL)下的 DPPH 抑制情况。在所有三种提取的岩藻多糖中，SEF 在 5 mg/mL 浓度下显示出最高(86.85 ± 0.74 %，IC 50 = 0.03 mg/mL)的清除活性百分比(图 3答，表4)。WEF 和 AEF 分别表现出 65.77 ± 0.88 % (IC 50 = 0.20 mg/mL) 和 60.07 ± 0.63 % (IC 50 = 1.85 mg/mL) 的清除活性。与阳性对照(即抗坏血酸，IC 50 = 0.00296 mg/mL)相比，所有提取的岩藻多糖的 IC 50值均表现出较低的 DPPH 自由基清除效果(表4)。王等人也报道了类似的结果，从S. siliquosum中分离的岩藻多糖在 2.58 mg/mL 浓度下表现出 50% 的 DPPH 清除能力。![]()
图3 .不同萃取的岩藻多糖(WEF：水萃取岩藻多糖，AEF：酸萃取岩藻多糖，SEF：盐萃取岩藻多糖)的(A)DPPH自由基清除活性，(B)ABTS自由基清除活性，( C)磷钼和(D)NO自由基清除活性。
表4.从不同的抗氧化剂测定方法中获得的多囊藻不同提取岩藻多糖的IC 50(mg/mL)值。
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4.1.2.2,2′-连氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸 (ABTS) 自由基清除活性
ABTS 清除过程需要通过 ABTS 与 K2 S 2 O 8之间的相互作用直接生成蓝/绿色 ABTS 发色团。研究结果还表明，所有海藻衍生的岩藻多糖的抗氧化活性都随着海藻提取物浓度的增加而呈现显著的增长模式(p < 0.05)。图 3B 显示 SEF 的活动百分比 (65.13 ± 0.92 %) 显著最高 (p < 0.05)，其次是 WEF (57.08 ± 0.87 %) 和 AEF (51.47 ± 1.32 %)。如图所示表4，所有岩藻多糖的 ABTS 自由基清除能力的 IC 50值呈现出以下提取顺序：SEF(1.94)> WEF(2.89)> AEF(4.27)。与阳性对照(即抗坏血酸，IC 50 = 0.162 mg/mL)相比，所有粗提取物的IC 50值均显示出较低的 ABTS 自由基清除效果 。这个顺序与 DPPH 自由基清除试验相似。我们的结果与另一位作者的研究一致.不过，Hsiao 等人报告称，与我们从S. crispifolium中提取的岩藻多糖的结果相比，其 IC 50或 50% ABTS 清除活性在较低浓度(0.97 mg/mL)下达到。对所有提取的岩藻多糖的不同浓度(1、3、5 mg/mL)进行了磷钼测定。不同岩藻多糖的抗氧化活性随浓度增加呈增加趋势(p < 0.05)。在S. polycystum 的情况下，SEF 在 695 nm 波长处显示出最高吸光度(4.356 ± 0.11)，其次是 WEF(3.978 ± 0.28)和 AEF(3.204 ± 0.17)，浓度为 5 mg/mL(图 3C)。抗氧化活性后，溶液颜色变为深蓝色。以抗坏血酸作为标准成分，评估了海藻衍生的岩藻多糖的抗氧化活性。SEF 的抗氧化活性最高，为 36.84 mg AAE/g，WEF 为 28.39 mg AAE/g，AEF 为 17.42 mg AAE/g。我们的研究结果与其他作者的研究结果相一致 。此前有研究表明，总抗氧化能力 (TAC) 高于 9 mg AAEq/g 属于过量水平，对来自多囊银藻的岩藻多糖的观察结果非常值得注意，这促使我们使用各种抗氧化剂检测方法进行更多研究，以阐明其潜在的抗氧化机制。研究表明，海藻衍生的岩藻多糖的一氧化氮 (NO) 清除能力取决于所用的提取物和浓度。此外，这些能力的活性在不同的岩藻多糖提取物中表现出显著差异(p < 0.05)。其中，SEF 显示出最高的抑制百分比(57.08%)，其次是 WEF(53.47%)和 AEF(45.13%)(图 3D).海藻衍生的岩藻多糖的 NO 自由基清除能力的IC 50值呈现出 (SEF > WEF > AEF) 的顺序，与 DPPH、ABTS 和磷钼清除活性相似。与阳性对照抗坏血酸(IC 50值为 0.0885 ± 0.003 mg/mL)相比，所有岩藻多糖提取物均表现出降低的 NO 清除效果(表4).Palanisamy 等人观察到从S. polycystum分离的岩藻多糖具有相似的一氧化氮活性。与其他两种岩藻多糖相比，SEF 在所有抗氧化测定中表现出最高的抗氧化活性。这可能是因为硫酸盐含量，因为 SEF 比 WEF 和 SEF 含有更多的硫酸盐。根据其他文献，硫酸盐多糖的抗氧化活性似乎与其分子量和结构组成中的硫酸盐含量之间存在相关性。以抑制率作为衡量指标，对不同浓度的S. polycystum岩藻多糖对 α-淀粉酶的抑制效果进行了比较评价。本研究结果表明岩藻多糖浓度与 α-淀粉酶抑制率呈正相关。随着岩藻多糖浓度的增加，α-淀粉酶的抑制活性也相应增加。黄色表达酶促反应的存在对照组中，黄色表达的α-淀粉酶抑制消失，具体取决于浓度。测试了三种提取的岩藻多糖的几种浓度(1、3 和5 mg/mL)，以确定 α-淀粉酶抑制水平。在使用的不同浓度的岩藻多糖中，5 mg/mL SEF 显示出最高活性百分比(62.82 %，IC 50 = 2.30 mg/mL)，其次是 WEF(55.76 %，IC 50 = 3.83 mg/mL)和 AEF(44.0 %，IC 50 = 6.39 mg/mL)(p < 0.05)(图4,表5)。这种变化可能是由于以下硫酸盐含量所致。与 WEF 和 AEF 相比，SEF 的硫酸盐含量更高。与阳性对照(即阿卡波糖，IC 50 = 0.0177 mg/mL)相比，所有提取的岩藻多糖的 IC 50值均显示出较低的 α-淀粉酶抑制效果(表 5)。大多数关于岩藻多糖的研究都一致表明，其生物学特性与硫酸盐浓度之间存在很强的相关性。硫酸盐基团的增加有可能增强岩藻多糖的功效。Kim等人指出，α-淀粉酶抑制活性的一个重要变化是海藻的收获季节。Nagappan 等人也报告了类似的 α-淀粉酶抑制。其中 Sargassum sp.属植物中提取的岩藻多糖。
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图4.不同萃取的岩藻多糖的(A) α-淀粉酶抑制活性，和(B) α-葡萄糖苷酶抑制活性(A：阿卡波糖，WEF：水萃取岩藻多糖，AEF：酸萃取岩藻多糖，SEF：盐萃取岩藻多糖)。
表5.从不同的抗糖尿病试验中获得的多囊葡萄球菌的不同提取岩藻依聚糖的IC 50(mg/mL)值。
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4.2.2.α-葡萄糖苷酶抑制活性
图 4B 表示不同提取的 S. polycystum 岩藻多糖对 α-葡萄糖苷酶的抑制活性。对照组中出现红黄色表示酶促反应，红色消失表示对 α-淀粉酶有抑制作用，具体取决于浓度。在使用的不同浓度的岩藻多糖中，5 mg/mL SEF 显示出最高(55.73%)的 α-葡萄糖苷酶抑制活性，其次是 WEF(45.45%)和 AEF(33.60%)(p < 0.05)(图4B). 如图表5，所有岩藻多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制活性IC 50值表现出以下提取物顺序：SEF(3.71)> WEF(5.61)> AEF(9.33)。与阳性对照(即阿卡波糖，IC 50 = 0.0256 mg/mL)相比，所有粗提取物的IC 50值均显示出较低的α-葡萄糖苷酶抑制效果 。这个顺序类似于α-淀粉酶抑制测定。这种变化也可能是由于硫酸盐含量造成的。因为与WEF和AEF相比，SEF的硫酸盐含量更高。大多数对岩藻多糖进行的研究都表明，其生物学特性与硫酸盐浓度之间存在很强的相关性。在Nagappan等人进行的一项研究中。同样表明 Sargassum sp.属中分离的岩藻多糖对 α-淀粉酶表现出类似的抑制作用。Kim 等人还指出，α-葡萄糖苷酶抑制活性会随着海藻收获的季节变化而发生显著变化。
岩藻多糖是一种用途广泛的多功能大分子。我们的研究对从褐藻S. polycystum中分离的岩藻多糖的成分、结构和功能特性进行了全面的评估。研究发现，岩藻多糖的产量、成分和功能特性在很大程度上取决于提取方法。用酸提取法可获得最高的岩藻多糖产量。成分分析表明，提取的粗岩藻多糖主要由碳水化合物组成，其中含有大量硫酸盐、糖醛酸和少量蛋白质。整体 FT-IR 和三种提取的粗岩藻多糖的1H NMR 谱表明存在许多功能基团。关于抗氧化潜力，所有三种提取的粗岩藻多糖都表现出相当的抗氧化活性(通过 DPPH、ABTS、磷钼和NO清除测定方法测量)，但 SEF 具有更高的抗氧化潜力。这些结果表明，来自S. polycystum的岩藻多糖可能具有作为天然抗氧化剂的有益作用。而在抗糖尿病活性方面，所有三种提取的粗岩藻多糖也表现出相当的 α-淀粉酶和 α-葡萄糖苷酶抑制作用，但 SEF 具有更高的抗糖尿病生物活性。我们的研究表明，来自S. polycystum未来有望成为生理活性产品开发的潜在功能性食品成分。应进一步研究如何通过离子交换色谱法提取粗岩藻多糖，以及纯化后评估其功能特性。
原文：Compositional, structural, and functional characterization of fucoidan extracted from Sargassum polycystum collected from Saint Martin's Island, BangladeshDOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103542
