Forskning i hydrolyseprocessen og antioxidantaktiviteten af polysaccharider fra amerikanske kakerlakker
Den amerikanske kakerlak (Periplaneta Americana L.) er et af de største insekter i kakerlak-slægten. Den medicinske værdi af kakerlakker har længe været beskrevet i "Shennong Bencao Jing" og Ming-dynastiets "Compendium of Materia Medica". Siden 1980'erne har forskere under ledelse af professor Li Shunan beskæftiget sig med medicinsk forskning i amerikanske kakerlakker. Ethanolekstrakter af kunstigt opdrættede amerikanske kakerlakker tages oralt eller topisk til behandling af mavesår, kræft og andre lidelser. Forskning har vist, at den kemiske sammensætning af amerikanske kakerlakker omfatter proteiner, aminosyrer, peptider, sukkerarter, fedtsyrer, feromoner og andre med biologiske aktiviteter som antitumor, antileverfibrose, antibakterielle, antivirale og antioxidante virkninger.

Kulhydrater er de mest udbredte organiske forbindelser på jorden og udgør tre fjerdedele af den samlede biomasse, mens polysaccharider udgør ca. 90% af den samlede mængde. Polysakkariders biologiske aktiviteter omfatter hovedsageligt antitumor, hypoglykæmisk, anti-aging, forbedring af knoglemarvens hæmatopoietiske funktion, regulering af immuniteten etc., og de er grundlæggende ikke-toksiske og har ingen bivirkninger. Derfor har de fået stor opmærksomhed og har store anvendelsesmuligheder inden for medicin. Dens aktivitet er relateret til dens relative molekylvægt, kemiske sammensætning, glykosidiske bindingskonfiguration, forbindelsestilstand og rumlige konfiguration. For at forstå egenskaberne ved polysaccharider fra amerikanske kakerlakker kan hydrolysereaktion bruges til at analysere ændringerne i monosaccharidsammensætning og -indhold, hvilket giver et grundlag for kvalitetskontrol af polysaccharider fra amerikanske kakerlakker. Eksperimentet brugte polysaccharider fra amerikanske kakerlakker som forsøgsobjekt. Baseret på enkeltfaktoreksperimenter blev det samlede topareal af monosakkarider i højtydende væskekromatografi brugt som indikator til at optimere hydrolyseprocessen af amerikanske kakerlakpolysakkarider ved hjælp af responsoverflademetodologi for at opnå det højeste monosakkaridindhold. Derudover blev antioxidantaktiviteten af amerikanske kakerlakpolysaccharider undersøgt, hvilket gav reference til den strukturelle identifikation og efterfølgende udvikling og anvendelse af amerikanske kakerlakpolysaccharider.

Denne undersøgelse brugte en kombination af enkeltfaktoreksperimenter og responsoverfladeeksperimenter til at optimere ekstraktionsprocesbetingelserne for polysaccharider fra amerikanske kakerlakker og foreløbigt evaluere deres antioxidantkapacitet. De optimale procesbetingelser for hydrolyse af polysaccharider fra amerikanske kakerlakker er: hydrolysetid på 1 time, hydrolysetemperatur på 120 °C, TFA-dosering på 3,5 ml og samlet topareal på 4740,15. Resultaterne af antioxidantaktivitetsanalysen viste, at polysacchariderne fra amerikanske kakerlakker har god antioxidantaktivitet, og de har god rensningsevne mod DPPH-, OH- og ABTS-frie radikaler med IC50-værdier på henholdsvis 0,028, 0,78 og 0,07 mg/mL og har en vis reduktionsevne. Zhang et al. fandt en vis positiv sammenhæng mellem forholdet mellem galactose og arabinose i Bawanghua-polysaccharider og deres IC50 for at fjerne ABTS-frie radikaler. Shang et al. gennemførte en Pearson-korrelationsanalyse mellem den kemiske sammensætning og monosaccharidsammensætningen af fem spiselige svampepolysaccharider og deres antioxidantaktivitet (IC50) og fandt, at indholdet af fucose, mannose og galactose havde indflydelse på polysaccharidernes ABTS-rensningsaktivitet for frie radikaler; Indholdet af glukose og mannose har en betydelig indvirkning på polysacchariders OH-radikalfjernelsesaktivitet, mens indholdet af fucoidan er positivt korreleret med IC50-værdien af superoxidanioner i polysaccharider. Ai fandt, at mannose, xylose, galactose og arabinose har en betydelig indvirkning på antioxidantaktiviteten af te-polysaccharider. Relevant litteratur viser, at polysakkariders antioxidantaktivitet er tæt forbundet med deres monosakkaridsammensætning og indholdet af hvert enkelt monosakkarid. Eksperimentet viste, at polysaccharider fra amerikanske kakerlakker har en god evne til at fjerne frie DPPH-, OH- og ABTS-radikaler. HPLC-testresultater viste, at deres hydrolysat indeholder mannose, glucosaminhydrochlorid, rhamnose, glukose, galaktose, xylose, arabinose og fucose med et molforhold på 17,0:13,2:9,6:53,4:21,8:1,0:4,6:1,3. Antioxidantaktiviteten af polysaccharider fra amerikanske kakerlakker kan være relateret til deres monosaccharidsammensætning, og om antioxidantaktiviteten af hydrolyserede polysaccharider fra amerikanske kakerlakker kan opretholdes eller øges, skal undersøges yderligere i forsøg.