姬松茸α-葡聚糖缀合物高持水性特征内在分子机制研究

An α-glucan conjugate was obtained from the fruiting bodies of Agaricus brasiliensis by various techniques of extraction and purification. This conjugate has such rheological properties of foods as high adherence, strong water absorptivity, and much better water-holding capacity than glycerol and sodium alginate normally used in food industry. The components of monosaccharide, linkages, anomeric configuration, repeating units and the structure of peptide of the α-glucan conjugate was elucidated by various chemical and spectral methods, especially the mass spectrum, atomic force microscope and the two-dimensional nuclear magnetic resonance (NMR), including 1H-1H correlated spectroscopy (COSY), total correlation spectroscopy (TOCSY), Overhauser effect spectroscopy (NOESY), heteronuclear multiple quantum correlation spectroscopy (HMQC) and heteronuclear multiple bond correlation spectroscopy (HMBC). Furthermore, the water-holding property and its mechanism were investigated by LF-NMR, in order to demonstrate the active groups and sites in the α-glucan conjugate. The findings of this study could pave a theoretical way for further studies and utilization of the α-glucan conjugate, such as fabricating a new resistant starch and other substitute α-glucans-containing products which have improved water-holding capacity.

以姬松茸子实体为原料，利用现代分离提取纯化技术，获得特异的未见报道的姬松茸非淀粉类α-葡聚糖缀合物组分，该组分具有粘度大、吸湿性强和良好的持水性等食品流变特性，持水保湿效果明显优于食品常用的持水保湿剂甘油和海藻酸钠。本研究拟搞清该葡聚糖缀合物的理化特性，然后结合各种现代化学和波谱学方法，尤其是质谱、原子力显微镜和二维核磁共振技术（COSY、TOCSY、NOESY、HMBC和HMQC谱等），对姬松茸α-葡聚糖缀合物的单糖组成、单糖残基的连接位点与连接方式、异头构型、重复结构单元的连接顺序和与糖链相连接的肽链的结构以及肽链对多糖性质的影响情况进行研究；在此基础上运用低场核磁共振技术进行非淀粉类α-葡聚糖缀合物持水保湿机理研究，从而确定该非淀粉类α-葡聚糖缀合物持水保湿的分子机制，为开发具有极好持水保湿功效的新型抗性淀粉或其他食品级α-葡聚糖升级产品提供重要的理论基础。

姬松茸多糖缀合物是一种非淀粉类 α-聚糖缀合物，该缀合物除了具有较好的抗肿瘤特性，还具有粘度大、吸湿性强和良好的持水性等食品流变特性，效果优于食品中常用的持水保湿剂甘油。本项目通过四年的研究，得出结论如下：.（1）对所得粗多糖缀合物进行有机溶剂、离子交换法脱杂蛋白和部分色素，得到姬松茸多糖精粉，采用分级醇沉、不同截留分子量膜超滤、径向流色谱、凝胶柱层析，获得了姬松茸子实体α-葡聚糖缀合物精品。.（2）采用红外光谱、核磁共振、酸水解、甲基化等手段分析了姬松茸多糖缀合物的结构特性。姬松茸多糖-缀合物单糖分析表明其中含有 D-葡萄糖、D-半乳糖、L-岩藻糖和 D-甘露糖，其中主链为葡萄糖和半乳糖组成，支链或者分支点为甘露糖和岩藻糖。核磁共振结果表明多糖中既含有α构型的糖残基也有β构型糖残基，其中α构型占多数。在0.99~3.60ppm 范围内有共振信号，且在1.00ppm附近有一组信号，说明单糖中含有氨基。在13C谱中170~180ppm无共振信号，说明不含有糖醛酸或羧基。经过红外分析，在 3389 cm-1处、2935 cm-1处和 1300~1000 cm-1范围有吡喃糖环多糖基团的特征吸收，在 929 cm-1和 853 cm-1处分别有 α 型和 β 型糖环的特征吸收。.（3）采用体外称量法考察姬松茸多糖缀合物的吸湿、保湿活性，采用饱和碳酸钠和硫酸铵溶液营造相对湿度为 43%和 81%的环境，在相对湿度为81%的环境中，姬松茸多糖缀合物的吸湿性明显高于甘油和透明质酸；在干燥硅胶环境和相对湿度为 43%的环境下，姬松茸多糖缀合物保湿性则只弱于甘油，优于透明质酸。.经过课题组成员的努力，圆满完成了项目既定目标：（1）建立了一种行之有效的高通量分离多糖及其缀合物的快速分离纯化工艺和方法；（2）基本搞清了姬松茸多糖-缀合物的结构，探讨了姬松茸多糖-缀合物的精细结构和持水性之间的关系，为其在精油和植物基蛋白制品（植基蛋）等方面的应用打下了基础。依靠本项目的资助，共发表论文11篇，其中SCI论文9篇，培养博士4名，硕士研究生8名。