柠檬皮多糖分离、鉴定及降糖能力分析.pdf

摘要

摘要

Citruslimon(L.)Burm.f.

柠檬（）为芸香科柑橘属植物，广泛分布在西南地区，

具有化痰止咳、生津健胃、祛暑等功效，属于营养健康型农产品。柠檬皮是柠檬加工

后产生的副产物，其综合利用方面还存在技术短缺的问题。多糖是植物中常见的活性

成分，已被证实具有抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂等生物活性。而有关柠檬皮多

糖的研究仅限于提取工艺优化及体外功能活性的研究。因此，为了提高柠檬皮的综合

利用价值，以期为柠檬皮多糖的开发和利用提供理论基础，本文以柠檬皮为研究对象，

采用超声波辅助酶法优化柠檬皮多糖提取工艺，对其进行分离纯化及降糖能力筛选，

并对高降糖能力组分进行结构解析，构建高糖诱导细胞损伤模型，从代谢层面阐述柠

檬皮多糖改善高糖诱导细胞损伤模型的降糖能力。主要研究结果如下：

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（）柠檬皮多糖的提取工艺优化研究

通过单因素实验结合响应面优化柠檬皮粗多糖（LPs）提取工艺，最佳工艺参数

为超声时间44min，超声温度55℃，料液比1∶20（g/mL），纤维素酶添加量1.1%，

LPs6.830.15%LPsβ-α-

验证提取率实际值为±。具有少量蛋白质，由糖苷键、糖苷

键连接且含有吡喃糖环的酸性多糖，主要由半乳糖醛酸、半乳糖和阿拉伯糖组成且

LPs形貌状态呈现片状结构。

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（）柠檬皮多糖分离纯化及体外降糖能力筛选

通过透析、DEAE-52纤维层析柱和葡聚糖凝胶G-100层析柱三种手段对LPs进

行分离纯化，并构建高糖损伤模型，以多糖得率、葡萄糖摄取量及胰岛素分泌量为指

标筛选柠檬皮多糖有效辅助降糖组分。结果表明，经筛选葡聚糖凝胶G-100层析柱所

得组分LPs-1a的得率为77.5±0.74%，能在不同给样浓度下改善MIN6细胞损伤，且

在100μg/mL作用浓度下改善Min6细胞损伤能力最佳，能显著促进小鼠胰岛β细胞

Min6对葡萄糖的吸收，刺激胰岛素分泌，达到辅助降糖目的。

（3）柠檬皮多糖的结构鉴定

对经过筛选出的高纯度高活性柠檬皮多糖组分LPs-1a进行结构鉴定。紫外光谱

结果表明LPs-1a无核酸及蛋白质；红外光谱结果表明LPs-1a为部分羧基甲酯化的β-

糖苷键、α-糖苷键连接具有吡喃糖环的酸性多糖；分子量结果表明，LPs-1a平均分子

量为195.26kDa；单糖组成及摩尔百分比为甘露糖∶鼠李糖∶葡萄糖醛酸∶半乳糖醛

0.884.060.8456.531.3211.9624.41

酸∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖∶∶∶∶∶∶。电

镜扫描观察到LPs-1a呈纤维状，疏松多孔的结构。通过甲基化和核磁共振进行分析，

LPs-1a主链为→4)-GalpA-(1→，→4)-GalpA-6-O-methyl-(1→构成，同时具有→

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2,4)-α-L-Rhap-(1→，在O-4和O-3形成分支，以→4)-Galp-(1→和→5)-α-L-Araf-(1→

构成AG-I型。刚果红试验表明LPs-1a不具备三股螺旋结构。以上推断出LPs-1a为

典型的HG和RG-I结构域果胶构成的复杂酸性多糖。

（4）基于细胞代谢组学研究柠檬皮多糖降糖能力

LPs-1aβMin6

从代谢组学层面研究对小鼠胰岛细胞（）高糖损伤模型的影响。结

果表明LPs-1a干预病理细胞后，细胞代谢轮廓可被改变，筛选得到11个差异代谢物

含量与模型组相比水平能显著回调（P＜0.05），获得LPs-1a参与糖尿病疾病相关的

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