一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖及其制备和用途制造技术

本发明专利技术公开了一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖及其制备和用途。该毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖由重量百分含量为99％以上的多糖组成；多糖的组成为半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸，其物质的量之比为6.80‑8.50:5.50‑7.30:1.10‑1.90:0.70‑1.30。该毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖的制备方法，包括：水提醇沉提取毛竹笋壳粗多糖，经酶‑Sevage结合法去蛋白、透析、阴离子交换层析和凝胶过滤层析纯化，真空冷冻干燥分离纯化组分得到毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖。本发明专利技术对纯化后多糖进行组分分析、结构鉴定及免疫功能研究，发现本发明专利技术毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖有明显的降血糖活性，可以作为降血糖功能品，也可用于制备降血糖功能品，可广泛用于食品、保健品、动物饲料、医药等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖及其制备和用途
本专利技术涉及植物多糖领域，具体涉及一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖及其制备和用途，属于高分子和分子生物学领域。
技术介绍
毛竹笋(Phyllostachysheterocyclabambooshoot)，属于禾本科竹亚科，是一种快速增长的多功能林业植物，在中国、日本和其他亚洲国家，栽培及食用的历史悠久，被广泛应用于建材、家具、纸张、筷子和食物来源等方面。竹笋味甘性微寒，具有抗氧化、保肝、降血糖、降血脂、消炎、抗疲劳及调节免疫力等生物学功效。每年新鲜出土的毛竹笋，主要被加工成传统笋保鲜食品和风味笋等方面，其利用率仅在30％左右，剩余部分如笋蔀头、笋壳等大多作为废弃物丢弃。国内外科研人员研究发现笋壳中含有丰富的活性成分，包括多糖、黄酮、色素、甾醇和过氧化物酶等天然产物，仍然具有一定的增强免疫、抗氧化、抗衰老、清除自由基等生物作用。笋蔀头、笋壳等作为竹笋加工剩余物大量被废弃，造成了资源的极大浪费，同时带来了环境压力，开发再利用笋壳资源，提取其有效活性多糖物质，不仅能够实现笋壳资源的高值化利用，同时在保健食品和医药研究等方面也具有广阔的应用前景。Zheng等人通过热水浸提的方法提取台湾绿竹笋壳中的粗多糖，并对其进行分离、纯化得到均一多糖，分别利用高效液相色谱联用多角度激光散射(HPSEC-MALLS)和气相色谱法(GC)确定其分子量为1.63×104kDa，由阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖在摩尔比为20.4:4.9:1:3.4:20.6的条件下组成，利用粗多糖进行动物性试验发现其具有明显的降血糖功能(ZhengY,ZhangS,WangQ,etal.Characterizationandhypoglycemicactivityofaβ-pyranpolysaccharidesfrombambooshoot(LelebaoldhamiNakal)shells[J].CarbohydratePolymers,2016,144:438)。丁红秀从毛竹叶水提得到的一种多糖，研究发现可显著降低由四氧嘧啶致糖尿病小白鼠的血糖值，缓减糖尿病病鼠体重减轻、消瘦及多饮多食等症状，对正常小白鼠的体重、血糖值、摄食量等无不良影响(丁红秀.毛竹叶多糖构成及生物活性研究[D].南昌：南昌大学，2007)。Kweon等采用热水浸提法从毛竹笋中分离纯化获得了3种水溶性的β-葡聚糖(BS-BGA，BS-BGB和BS-BGC)，且3种多糖在0.1g/L-1.0g/L的浓度下都可以经过旁路或者经典路径激活补体系统，是一种有效的免疫激活剂(KweonM.,WangH.,SungH.Isolationandcharacterizationofanticomplementaryβ-glucansfromtheshootsofbamboo.PlantaMedica.2003,69(1):56-62)。殷军等人从竹叶中提取到两种均一多糖BLP30-1和BLP30-2，并研究两种多糖的抗氧化活性，结果发现其对DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟基自由基均有较高的抑制作用(殷军,葛青,毛建卫,等.竹叶多糖的组分及抗氧化活性分析[J].食品工业科技,2013,34(2):100-103)。He等对雷竹笋水溶性多糖(WBP)进行分离和表征，以及益生元的活性进行的研究，发现分离得到的两种竹笋多糖WBP-1和WBP-2均具有显著增加双歧杆菌的数量的效果，表明多糖具有潜在益生元特性(HeS,WangX,ZhangY,etal.Isolationandprebioticactivityofwater-solublepolysaccharidesfractionsfromthebambooshoots(Phyllostachyspraecox)[J].CarbohydratePolymers,2016,151:295)。Zhang等利用热水浸提从毛竹笋中分离到的B1组分具有强烈的抗羟基自由基、超氧自由基活性(ZhangZ,WangX,YuS,etal.IsolationandantioxidantactivitiesofpolysaccharidesextractedfromtheshootsofPhyllostachysedulis(Carr.)[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2011,49(4):454-7)。上述报道大多是关于竹类多糖的一级结构研究，未涉及该类多糖的高级结构分析，比如对其单糖组成、糖苷键连接方式等未见报道；而且越来越多的研究表明多糖重要功能的发挥是由其结构特征决定的，其高级结构(二级及三级结构)更为密切，多糖的生物活性与其分子量、分子链构象(Conformation)紧密相关，了解该糖分子的构象更有助于阐明其生物活性作用机制。所以发现新的多糖组分及活性，对研究开发新食品保健品、新药等领域是具有非常重要的科学意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从竹笋废弃物竹笋壳中分离确定出化学结构特征的竹笋壳多糖，即毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖。本专利技术的另一目的是提供所述毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖的制备方法，该方法具有操作简单、易于控制的优点，适于工业化大规模生产。本专利技术还提供了所述毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖的用途，其具有明显的降血糖活性，可以作为降血糖功能品，也可用于制备降血糖功能品。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，由重量百分含量为99％以上的多糖组成；所述多糖的组成为半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸，其中，半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸的物质的量之比为6.80-8.50:5.50-7.30:1.10-1.90:0.70-1.30。所述的半乳糖为β-半乳糖，优选为β-D-半乳糖；所述的阿拉伯糖为α-阿拉伯糖，优选为α-L-阿拉伯糖；所述的木糖为β-木糖，优选为β-D-木糖；所述的半乳糖醛酸为α-半乳糖醛酸，优选为α-D-半乳糖醛酸，进一步优选为α-6-O-甲基-D-半乳糖醛酸。所述的多糖的结构单元中优选主链结构为(1→3)连接的β-D-半乳糖(β-D-Galp)残基，在主链上连续的三个β-D-半乳糖残基的O-6位上分别被三条支链取代；支链一是(1→4)连接的β-D-木糖(β-D-Xylp)残基和端基β-D-半乳糖(β-D-Galp)；支链二是(1→5)连接的α-L-阿拉伯糖(α-L-Araf)残基和(1→4)连接的α-6-O-甲基-D-半乳糖醛酸(α-6-O-Me-D-GalpA或α-D-GalpA-6-OMe)残基交替循环，以及端基α-L-阿拉伯糖(α-L-Araf)；支链三为(1→3,5)连接的α-L-阿拉伯糖(α-L-Araf)残基以及其O-3位上连接的端基α-L-阿拉伯糖(α-L-Araf)。本专利技术毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖的支链有多种不同的变化组合，三条支链在主链上连续的三个β-D-半乳糖残基的O-6位上可按任意顺序排列，例如可具有如式Ⅰ所示的结构单元(式Ⅰ仅作为三条支链一种排列顺序的示例)：式Ⅰ中，m、n均为正整数；Galp为吡喃型半乳糖，Araf为呋喃型阿拉伯糖，Xylp为吡喃型木糖，α-D-Galp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，由重量百分含量为99％以上的多糖组成；所述多糖的组成为半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸，其中，半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸的物质的量之比为6.80‑8.50:5.50‑7.30:1.10‑1.90:0.70‑1.30。

【技术特征摘要】
1.一种毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，由重量百分含量为99％以上的多糖组成；所述多糖的组成为半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸，其中，半乳糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖醛酸的物质的量之比为6.80-8.50:5.50-7.30:1.10-1.90:0.70-1.30。2.根据权利要求1所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，所述的半乳糖为β-半乳糖；所述的阿拉伯糖为α-阿拉伯糖；所述的木糖为β-木糖；所述的半乳糖醛酸为α-半乳糖醛酸。3.根据权利要求1所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，所述的半乳糖为β-D-半乳糖；所述的阿拉伯糖为α-L-阿拉伯糖；所述的木糖为β-D-木糖；所述的半乳糖醛酸为α-6-O-甲基-D-半乳糖醛酸。4.根据权利要求1所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，所述多糖的结构单元中主链结构为(1→3)连接的β-D-半乳糖残基，在主链上连续的三个β-D-半乳糖残基的O-6位上分别被三条支链取代；支链一是(1→4)连接的β-D-木糖残基和端基β-D-半乳糖；支链二是(1→5)连接的α-L-阿拉伯糖残基和(1→4)连接的α-6-O-甲基-D-半乳糖醛酸残基交替循环，以及端基α-L-阿拉伯糖；支链三为(1→3,5)连接的α-L-阿拉伯糖残基以及其O-3位上连接的端基α-L-阿拉伯糖。5.根据权利要求4所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，三条支链的排列顺序为任意顺序。6.根据权利要求4所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，支链二中所述端基α-L-阿拉伯糖连接在(1→5)连接的α-L-阿拉伯糖残基的O-5位上。7.根据权利要求1所述的毛竹笋壳阿拉伯半乳聚糖，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺亮，程俊文，李琴，张建，刘焕燕，魏海龙，王衍彬，
申请(专利权)人：浙江省林业科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33