Optimering, oprensning og analyse af antioxidantaktivitet af intracellulære sure sukkerarter i ørkenmikroalgen GTD4C-2
Ørkenmikroalger, som er en særlig type alger, der vokser i ørkenmiljøer, er rige på protein, olie og polysaccharider. I mellemtiden betragtes ørkenmikroalger på grund af deres høje olieakkumuleringskapacitet som en lovende ny biobrændstofressource; polysaccharider har på den anden side tiltrukket sig stor opmærksomhed i fødevare-, foder- og medicinalindustrien på grund af deres forskellige funktioner som antikoagulation, antioxidant og antibakteriel. Det er nødvendigt at isolere og oprense polysaccharider fra ørkenmikroalger for at kunne anvende dem bedre. Sammensætningen og strukturen af polysaccharider er afgørende for udforskningen af deres funktioner. Størrelsen af molekylvægten, monosaccharidsammensætningen og kulstofkædens funktionelle grupper er alle relateret til deres biologiske aktivitet.
Polysaccharider klassificeres i sure, neutrale og alkaliske polysaccharider baseret på, om de indeholder specifikke funktionelle grupper. Sure polysaccharider har gode antitumoreffekter og har en positiv indvirkning på immunsystemet, hvilket er blevet undersøgt i vid udstrækning. Indholdet af sulfatgrupper på sukkerkædens rygrad er relateret til deres vækstmiljø. Undersøgelser har vist, at sulfaterede polysaccharider hovedsageligt findes i havalger samt i nogle pattedyr (hvirvelløse dyr), fiskeskind og nogle få planter i saltholdige alkalimiljøer. De fleste landplanter har dem ikke, fordi sulfatgrupper kan bruges til at modstå ekstreme miljøer som højt saltindhold og høj alkali, og indholdet af sulfatgrupper er tæt forbundet med biologisk aktivitet.
Dette eksperiment brugte et centralt kompositdesign (CCD) til at optimere udvindingsprocessen af intracellulære polysaccharider (IPS'er) fra ørkenmikroalger, hvilket kan evaluere eksperimentelle data bedre og mere præcist og lægge et godt fundament for yderligere påvisning af IPS'ers struktur og funktion. Forskning i polysaccharider har altid været et varmt emne, især i havalger, som er mere populære i offentligheden med hensyn til funktionalitet og sikkerhed. Der er dog relativt lidt forskning i polysaccharider i ørkenmikroalger.

Ørken-Chlorella har en stærk modstandsdygtighed over for salt, alkali og tørke, men der er relativt lidt forskning i udvinding af polysaccharider og påvisning af antioxidantaktivitet. Denne artikel optimerer udvindingsprocessen af IPS'er fra ørkenmikroalger og udfører separation, rensning og aktivitetsdetektion. CCD-metoden blev brugt til at optimere IPS-ekstraktionsprocessen, og den højeste IPS-ekstraktionsmængde blev opnået under betingelser med en temperatur på 80 °C, en tid på 1 time og et forhold mellem fast stof og væske (g/mL) på 1:25. To sure polysaccharider, IPS-2 og IPS-3, blev med succes adskilt ved hjælp af ionkromatografi med et sulfatindhold på henholdsvis (5,69 ± 0,11)% og (8,46 ± 0,03)%. I mellemtiden består IPS-, IPS-2- og IPS-3-prøver hovedsageligt af glukose og galaktose. IPS fra ørkenmikroalger viste en hæmmende effekt på DP-PH-frie radikaler med en IC50 på 0,011 mg/ml, hvilket er tæt på IC50 for VC på DPPH-frie radikaler på 0,007 mg/ml; med hensyn til hydroxylradikaler viste IPS fra ørkenmikroalger en hæmmende effekt med en IC50 på 0,737 mg/ml, hvilket også er tæt på IC50 på 0,626 mg/ml for VC på hydroxylradikaler. Denne ekstremt stærke antioxidantaktivitet kan være relateret til indholdet af monosakkarid (glukose). Forskningsresultaterne i denne artikel giver et litterært grundlag for strukturen og aktiviteten af polysaccharider fra ørkenmikroalger og lægger et akademisk fundament for udviklingen af potentielle produkter inden for flere områder såsom fødevarer, medicin, kosmetik osv. Forskningsresultaterne blev offentliggjort i det 7. nummer af Natural Product Research and Development i 2024.