Optimierung, Reinigung und Analyse der antioxidativen Aktivität von intrazellulären sauren Zuckern in der Wüstenmikroalge GTD4C-2
Wüstenmikroalgen, eine besondere Art von Algen, die in Wüstenumgebungen wachsen, sind reich an Proteinen, Öl und Polysacchariden. Aufgrund ihrer hohen Ölspeicherkapazität werden Wüstenmikroalgen als vielversprechende neue Biokraftstoffressource angesehen. Polysaccharide hingegen haben aufgrund ihrer verschiedenen Funktionen wie Gerinnungshemmung, Antioxidationsmittel und antibakterielle Wirkung große Aufmerksamkeit in der Lebensmittel-, Futtermittel- und Pharmaindustrie auf sich gezogen. Es ist notwendig, Polysaccharide aus Wüstenmikroalgen zu isolieren und zu reinigen, um sie besser nutzen zu können. Die Zusammensetzung und Struktur der Polysaccharide sind entscheidend für die Erforschung ihrer Funktionen. Die Größe des Molekulargewichts, die Zusammensetzung der Monosaccharide und die funktionellen Gruppen in der Kohlenstoffkette hängen alle mit ihrer biologischen Aktivität zusammen.
Polysaccharide werden in saure, neutrale und alkalische Polysaccharide eingeteilt, je nachdem, ob sie bestimmte funktionelle Gruppen enthalten. Saure Polysaccharide haben eine gute Anti-Tumor-Wirkung und wirken sich positiv auf das Immunsystem aus, was umfassend untersucht worden ist. Der Gehalt an Sulfatgruppen in der Zuckerkette hängt mit der Wachstumsumgebung zusammen. Studien haben gezeigt, dass sulfatierte Polysaccharide vor allem in Meeresalgen, einigen Säugetieren (Wirbellosen), Fischhäuten und einigen wenigen Pflanzen in salzhaltigem, alkalischem Milieu vorkommen. Die meisten Landpflanzen haben sie nicht, weil Sulfatgruppen genutzt werden können, um extremen Umwelteinflüssen wie hohem Salz- und Alkaligehalt zu widerstehen, und der Gehalt an Sulfatgruppen eng mit der biologischen Aktivität verbunden ist.
In diesem Experiment wurde ein zentraler zusammengesetzter Entwurf (CCD) verwendet, um den Extraktionsprozess von intrazellulären Polysacchariden (IPS) aus Wüstenmikroalgen zu optimieren, wodurch die experimentellen Daten besser und genauer ausgewertet werden können und eine gute Grundlage für die weitere Erkennung der Struktur und Funktion von IPS geschaffen wird. Die Erforschung von Polysacchariden war schon immer ein heißes Thema, vor allem bei Meeresalgen, die in der Öffentlichkeit in Bezug auf Funktionalität und Sicherheit beliebter sind. Über Polysaccharide in Wüstenmikroalgen gibt es jedoch relativ wenig Forschung.

Wüsten-Chlorella ist stark salz-, alkali- und trockenheitsresistent, aber es gibt relativ wenig Forschung über ihre Polysaccharidextraktion und den Nachweis ihrer antioxidativen Aktivität. Dieser Artikel optimiert den Extraktionsprozess von IPSs aus Wüstenmikroalgen und führt die Trennung, Reinigung und den Aktivitätsnachweis durch. Die CCD-Methode wurde verwendet, um den IPS-Extraktionsprozess zu optimieren, und die höchste IPS-Extraktionsmenge wurde unter den Bedingungen einer Temperatur von 80°C, einer Zeit von 1 Stunde und einem Fest-Flüssig-Verhältnis (g/ml) von 1:25 erreicht. Zwei saure Polysaccharide, IPS-2 und IPS-3, wurden erfolgreich durch Ionenchromatographie getrennt, mit einem Sulfatgehalt von (5,69 ± 0,11)% bzw. (8,46 ± 0,03)%. Die IPS-, IPS-2- und IPS-3-Proben bestehen dagegen hauptsächlich aus Glucose und Galactose. Die IPSs der Wüstenmikroalgen zeigten eine hemmende Wirkung auf freie DP-PH-Radikale mit einer IC50 von 0,011mg/mL, was nahe an der IC50 von VC auf freie DPPH-Radikale bei 0,007mg/mL liegt; In Bezug auf Hydroxylradikale zeigten die IPSs der Wüstenmikroalgen eine hemmende Wirkung mit einer IC50 von 0,737mg/mL, was auch nahe an der IC50 von 0,626mg/mL von VC auf Hydroxylradikale liegt. Diese extrem starke antioxidative Aktivität könnte mit dem Gehalt an Monosacchariden (Glukose) zusammenhängen. Die Forschungsergebnisse dieses Artikels liefern eine Literaturgrundlage für die Struktur und Aktivität von Polysacchariden aus Wüstenmikroalgen und bilden eine wissenschaftliche Grundlage für die Entwicklung potenzieller Produkte in verschiedenen Bereichen wie Lebensmittel, Medizin, Kosmetik usw. Die Forschungsergebnisse wurden in der 7. Ausgabe von Natural Product Research and Development im Jahr 2024 veröffentlicht.