Fremstilling af polysaccharider med lav viskositet fra Plantago asiatica ved sulfatering og deres strukturelle karakterisering og antioxidantaktivitet
Polysaccharider findes i overflod i dyr, planter og mikroorganismer og bruges i vid udstrækning i fødevare- og medicinalindustrien på grund af deres lave toksicitet og fremragende biologiske aktivitet. Moderne forskning har vist, at polysaccharider har forskellige funktioner som immunregulering, antitumor, antiinflammatorisk, antiviral, antioxidant, antistråling, hypoglykæmisk, lipidsænkende og leverbeskyttelse. I de senere år er der udviklet forskellige metoder til polysaccharidderivater for at forbedre den biologiske aktivitet og optimere de fysisk-kemiske egenskaber af polysaccharider, såsom sulfatering, acetylering, carboxymethylering og phosphorylering. Sulfatering af polysaccharider kan forbedre deres strukturelle egenskaber betydeligt, forbedre deres biologiske aktivitet og endda give dem nye biologiske aktiviteter. Yang et al. undersøgte sulfatering af natto-polysaccharider ved hjælp af chlorosulfat-pyridin-metoden, og den antibakterielle aktivitet af sulfaterede natto-polysaccharider blev forbedret. Chen et al. fremstillede sulfaterede yampolysaccharidderivater ved hjælp af chlorosulfatpyridinmetoden, og resultaterne viste, at sulfateringsmodifikationen optimerede de fysisk-kemiske egenskaber af yampolysaccharider og udviste overlegen immunmodulerende aktivitet. Arokiarajan et al. forbedrede opløseligheden af tangpolysaccharider i vand og øgede yderligere ekstraktionshastigheden af polysaccharider ved sulfateringsmodifikation. Tao et al. sammenlignede antitumoraktiviteten af sulfaterede derivater af naturlige svampepolysaccharider in vivo og in vitro ved hjælp af chlorosulfonsyre-pyridin-metoden og fandt, at de sulfaterede derivater havde en højere in vitro-hæmningsgrad på HepG2-celler end de oprindelige polysaccharider.
Plantago ovata Forsk, et tørret og modent frø af Plantago-slægten, er en traditionel lægeplante, der bruges til mad og medicin i Xinjiang, Kina. Plantago asiatica har den virkning, at den stopper diarré, diurese, lindrer smerter, reducerer varme, reducerer hævelse og renser halsen. Det bruges hovedsageligt til at behandle sygdomme som nefritisødem, urinvejsinfektioner, hyppig vandladning, smertefuld vandladning, blodig vandladning og diarré. Polysacchariderne fra Plantago asiatica har høj viskositet, hvilket giver det fysiologiske funktioner som at fugte tarmene, fremme tarmbevægelser og fremme tarmsundheden. Det medfører dog også ulemper for produktion, forskning og anvendelse. Dette spørgsmål har fyldt meget, men fremskridtene har været langsomme. Derfor er det nødvendigt at udvikle nye metoder til effektivt at reducere viskositeten af polysaccharider fra Plantago asiatica og samtidig sikre lave omkostninger, strukturel integritet og aktivitet for at fremme yderligere udvikling og udnyttelse af Plantago asiatica-polysaccharider og forbedre de økonomiske fordele. Indtil videre har der ikke været nogen rapporter om den strukturelle ændring af polysaccharider fra Plantago asiatica og deres biologiske aktivitet og strukturelle egenskaber.
Derfor fokuserer denne undersøgelse primært på polysaccharider fra Plantago asiatica som forskningsobjekt. Plantago asiatica-polysaccharider med lav viskositet blev fremstillet ved sulfateringsmetode og derefter isoleret og renset for at fremstille homogene polysaccharider. De strukturelle egenskaber blev foreløbigt undersøgt, og deres antioxidantaktivitet blev evalueret ved in vitro-antioxidanteksperimenter. Så vidt vi ved, er dette den første undersøgelse af sulfatering af polysaccharider fra Plantago asiatica for at reducere viskositeten.

På grund af den høje viskositet i polysaccharider fra Plantago asiatica er det ikke muligt at oprense og påvise aktivitet. I denne undersøgelse blev sulfatering brugt til at modificere polysaccharider fra Plantago asiatica var. asiatica (POFP), og viskositeten af de modificerede polysaccharider blev reduceret betydeligt. To homogene polysaccharider blev fremstillet ved at adskille og rense POFP-S. Substitutionsgraden og renheden af polysaccharider, glucuronsyre og sulfatgrupper i POFP-S1 var henholdsvis 38,96%, 2,91%, 0,364% og 94,20%; substitutionsgraden af polysaccharider, uronsyrer og sulfatgrupper i POFP-S2 var 52.55%, 3,68%, 1,080% og 98,89%, og der blev ikke fundet noget protein i nogen af polysacchariderne; blandt dem har POFP-S1 en relativt stor molekylvægt og rigelige monosaccharidkomponenter. UV- og FT-IR-spektroskopi afslørede, at både POFP-S1 og POFP-S2 udviser typiske sulfaterede polysaccharidkarakteristiske absorptionstoppe, hvilket indikerer vellykket sulfateringsmodifikation; Røntgendiffraktion (XRD) og Congo-røde eksperimenter afslørede, at POFP-S2 er et polysaccharid med en unik spiralformet struktur, der sameksisterer med både krystallinske og amorfe faser. Med hensyn til antioxidantaktivitet har POFP-S1-polysaccharid en stærkere evne til at fjerne DPPH- og ABTS-radikaler sammenlignet med POFP-S2, hvilket kan være relateret til dets større molekylvægt og monosaccharidsammensætning (glukose). POFP-S2 har en stærkere evne til at opfange hydroxylradikaler, hvilket kan skyldes den højere grad af substitution af sulfatgrupper i POFP-S2-polysaccharid. Denne undersøgelse giver et litterært grundlag for yderligere at undersøge strukturen og aktiviteten af polysaccharider fra Plantago asiatica samt et teoretisk grundlag for at udvikle potentielle medicinske og spiselige produkter og giver ideer til sulfateringsforskningen af polysaccharider.