Préparation de polysaccharides à faible viscosité à partir de Plantago asiatica par sulfatation, caractérisation structurale et activité antioxydante
Les polysaccharides sont abondants chez les animaux, les plantes et les micro-organismes et sont largement utilisés dans les industries alimentaires et pharmaceutiques en raison de leur faible toxicité et de leur excellente activité biologique. La recherche moderne a montré que les polysaccharides ont diverses fonctions telles que la régulation immunitaire, la lutte contre les tumeurs, l'anti-inflammation, les antiviraux, les antioxydants, la lutte contre les radiations, l'hypoglycémie, l'abaissement des taux de lipides et la protection du foie. Ces dernières années, diverses méthodes de dérivation des polysaccharides ont été mises au point pour renforcer l'activité biologique et optimiser les propriétés physicochimiques des polysaccharides, telles que la sulfatation, l'acétylation, la carboxyméthylation et la phosphorylation. La sulfatation des polysaccharides peut améliorer de manière significative leurs caractéristiques structurelles et leur activité biologique, voire leur conférer de nouvelles activités biologiques. Yang et al. ont étudié la sulfatation des polysaccharides de natto en utilisant la méthode du chlorosulfate de pyridine, et l'activité antibactérienne des polysaccharides de natto sulfatés a été améliorée. Chen et al. ont préparé des dérivés sulfatés de polysaccharides d'igname à l'aide de la méthode chlorosulfate-pyridine, et les résultats ont montré que la modification par sulfatation optimisait les propriétés physicochimiques des polysaccharides d'igname et présentait une activité immunomodulatrice supérieure. Arokiarajan et al. ont amélioré la solubilité des polysaccharides d'algues dans l'eau et augmenté le taux d'extraction des polysaccharides grâce à la modification par sulfatation. Facteur décisif pour l'activité biologique des composés structurels biologiques, Tao et al. ont comparé l'activité antitumorale des dérivés sulfatés de polysaccharides fongiques naturels in vivo et in vitro en utilisant la méthode de l'acide chlorosulfonique et de la pyridine, et ont constaté que les dérivés sulfatés présentaient un taux d'inhibition in vitro plus élevé sur les cellules HepG2 que les polysaccharides d'origine.
Plantago ovata Forsk, une graine séchée et mûre du genre Plantago, est une plante médicinale traditionnelle utilisée comme aliment et comme médicament dans le Xinjiang, en Chine. Plantago asiatica a pour effet d'arrêter la diarrhée, la diurèse, de soulager la douleur, de réduire la chaleur, d'atténuer les gonflements et d'éclaircir la gorge. Il est principalement utilisé pour traiter des maladies telles que la néphrite, l'œdème, les infections du système urinaire, les mictions fréquentes, les mictions douloureuses, les mictions sanglantes et la diarrhée. Les polysaccharides de Plantago asiatica ont une viscosité élevée, ce qui leur confère des fonctions physiologiques telles que l'humidification des intestins, la facilitation du transit intestinal et la promotion de la santé intestinale. Toutefois, cela entraîne également des inconvénients au niveau de la production, de la recherche et de l'application. Cette question a été largement abordée, mais les progrès ont été lents. Il est donc nécessaire de mettre au point de nouvelles méthodes pour réduire efficacement la viscosité des polysaccharides de Plantago asiatica tout en garantissant leur faible coût, leur intégrité structurelle et leur activité, afin de promouvoir le développement et l'utilisation des polysaccharides de Plantago asiatica et d'améliorer les avantages économiques. Jusqu'à présent, aucun rapport n'a été publié sur la modification structurelle des polysaccharides de Plantago asiatica, leur activité biologique et leurs caractéristiques structurelles.
C'est pourquoi cette étude se concentre principalement sur les polysaccharides de Plantago asiatica en tant qu'objet de recherche. Des polysaccharides de Plantago asiatica à faible viscosité ont été préparés par sulfatation, puis isolés et purifiés pour préparer des polysaccharides homogènes. Les caractéristiques structurelles ont fait l'objet d'une étude préliminaire et leur activité antioxydante a été évaluée par des expériences antioxydantes in vitro. À notre connaissance, il s'agit de la première étude sur la sulfatation des polysaccharides de Plantago asiatica pour réduire la viscosité.

En raison de la viscosité élevée des polysaccharides de Plantago asiatica, la purification et la détection de l'activité ne sont pas possibles. Dans cette étude, la sulfatation a été utilisée pour modifier les polysaccharides de Plantago asiatica var. asiatica (POFP), et la viscosité des polysaccharides modifiés a été considérablement réduite. Deux polysaccharides homogènes ont été préparés en séparant et en purifiant le POFP-S. Le degré de substitution et la pureté des polysaccharides modifiés ont été déterminés. Le degré de substitution et la pureté des polysaccharides, de l'acide glucuronique et des groupes sulfates dans le POFP-S1 étaient respectivement de 38,96%, 2,91%, 0,364% et 94,20%. Le degré de substitution des polysaccharides, des acides uroniques et des groupes sulfates dans le POFP-S2 était de 52.55%, 3.68%, 1.080%, et 98.89%, respectivement, et aucune protéine n'a été détectée dans l'un ou l'autre des polysaccharides ; parmi eux, le POFP-S1 a un poids moléculaire relativement élevé et des composants monosaccharides abondants. La spectroscopie UV et FT-IR a révélé que POFP-S1 et POFP-S2 présentent des pics d'absorption caractéristiques des polysaccharides sulfatés, ce qui indique une modification par sulfatation réussie ; la diffraction des rayons X (XRD) et les expériences au rouge Congo ont révélé que POFP-S2 est un polysaccharide doté d'une structure hélicoïdale unique qui coexiste à la fois avec des phases cristallines et amorphes. En termes d'activité antioxydante, le polysaccharide POFP-S1 a une plus grande capacité à piéger les radicaux DPPH et ABTS que le POFP-S2, ce qui peut être lié à son poids moléculaire plus élevé et à sa composition monosaccharidique (glucose). Le POFP-S2 a une plus grande capacité à piéger les radicaux hydroxyles, ce qui peut être dû au degré plus élevé de substitution des groupes sulfates dans le polysaccharide POFP-S2. Cette étude fournit une base bibliographique pour approfondir la structure et l'activité des polysaccharides de Plantago asiatica, ainsi qu'une base théorique pour développer des produits médicinaux et comestibles potentiels, et fournit des idées pour la recherche sur la sulfatation des polysaccharides.