Получение полисахаридов низкой вязкости из Plantago asiatica методом сульфатации, их структурная характеристика и антиоксидантная активность
Полисахариды в изобилии содержатся в животных, растениях и микроорганизмах и широко используются в пищевой и фармацевтической промышленности благодаря своей низкой токсичности и отличной биологической активности. Современные исследования показали, что полисахариды обладают различными функциями, такими как иммунная регуляция, противоопухолевая, противовоспалительная, противовирусная, антиоксидантная, противорадиационная, гипогликемическая, липидоснижающая и защищающая печень. В последние годы для усиления биологической активности и оптимизации физико-химических свойств полисахаридов были разработаны различные методы их деривации, такие как сульфатирование, ацетилирование, карбоксиметилирование и фосфорилирование. Сульфатирование полисахаридов может значительно улучшить их структурные характеристики, повысить биологическую активность и даже придать им новую биологическую активность. Янг и др. изучили сульфатирование полисахаридов натто с помощью хлорсульфат-пиридинового метода, и антибактериальная активность сульфатированных полисахаридов натто была усилена. Чен и др. приготовили сульфатированные производные полисахарида ямса, используя хлорсульфат-пиридиновый метод, и результаты показали, что модификация сульфатированием оптимизировала физико-химические свойства полисахаридов ямса, проявляя превосходную иммуномодулирующую активность. Arokiarajan et al. улучшили растворимость полисахаридов морских водорослей в воде и увеличили скорость экстракции полисахаридов путем сульфатной модификации. Тао и др. сравнили противоопухолевую активность сульфатированных производных природных грибковых полисахаридов in vivo и in vitro, используя метод хлорсульфоновой кислоты с пиридином, и обнаружили, что сульфатированные производные обладают более высокой степенью ингибирования клеток HepG2 in vitro по сравнению с исходными полисахаридами.
Plantago ovata Forsk, высушенные и зрелые семена рода Plantago, - традиционное лекарственное растение, используемое в пищу и в медицине в Синьцзяне, Китай. Plantago asiatica обладает такими свойствами, как остановка диареи, диурез, облегчение боли, снижение жара, уменьшение отеков и прочищение горла. В основном он используется для лечения таких заболеваний, как нефрит, отек, инфекции мочевыделительной системы, частое мочеиспускание, болезненное мочеиспускание, кровавое мочеиспускание и диарея. Полисахариды из Plantago asiatica обладают высокой вязкостью, что наделяет их физиологическими функциями, такими как увлажнение кишечника, стимулирование кишечных движений и укрепление здоровья кишечника. Однако это также создает неудобства при его производстве, исследовании и применении. Этот вопрос широко обсуждался, но прогресс был медленным. Поэтому необходимо разработать новые методы эффективного снижения вязкости полисахаридов из Plantago asiatica при обеспечении низкой стоимости, структурной целостности и активности, чтобы способствовать дальнейшему развитию и использованию полисахаридов Plantago asiatica и повысить экономическую выгоду. До сих пор не было сообщений о структурной модификации полисахаридов из Plantago asiatica, их биологической активности и структурных характеристиках.
Поэтому в данном исследовании в качестве объекта изучения рассматриваются полисахариды Plantago asiatica. Полисахариды Plantago asiatica низкой вязкости были получены методом сульфатации, а затем выделены и очищены для получения однородных полисахаридов. Предварительно были изучены структурные характеристики, а их антиоксидантная активность была оценена в экспериментах in vitro с антиоксидантами. Насколько нам известно, это первое исследование по сульфатированию полисахаридов из Plantago asiatica для снижения вязкости.

Из-за высокой вязкости полисахаридов из Plantago asiatica невозможно провести их очистку и определить активность. В данном исследовании сульфатирование было использовано для модификации полисахаридов из Plantago asiatica var. asiatica (POFP), и вязкость модифицированных полисахаридов была значительно снижена. Два гомогенных полисахарида были получены путем разделения и очистки POFP-S. Степень замещения и чистота полисахаридов, глюкуроновой кислоты и сульфатных групп в POFP-S1 составляла 38,96%, 2,91%, 0,364% и 94,20%, соответственно; степень замещения полисахаридов, уроновых кислот и сульфатных групп в POFP-S2 составляла 52.55%, 3,68%, 1,080% и 98,89%, соответственно, и ни в одном из полисахаридов не было обнаружено белка; среди них POFP-S1 имеет относительно большую молекулярную массу и изобилует моносахаридными компонентами. УФ- и ИК-спектроскопия показала, что POFP-S1 и POFP-S2 имеют типичные пики поглощения сульфатированных полисахаридов, что свидетельствует об успешной сульфатной модификации; рентгеновская дифракция (XRD) и эксперименты с красным Конго показали, что POFP-S2 представляет собой полисахарид с уникальной спиральной структурой, в которой сосуществуют как кристаллическая, так и аморфная фазы. С точки зрения антиоксидантной активности, полисахарид POFP-S1 обладает более высокой способностью к поглощению радикалов DPPH и ABTS по сравнению с POFP-S2, что может быть связано с его большей молекулярной массой и моносахаридным составом (глюкоза). POFP-S2 обладает более высокой способностью к поглощению гидроксильных радикалов, что может быть связано с более высокой степенью замещения сульфатных групп в полисахариде POFP-S2. Данное исследование дает литературную основу для дальнейшего изучения структуры и активности полисахаридов из Plantago asiatica, а также теоретическую базу для разработки потенциальных лекарственных и пищевых продуктов, и предлагает идеи для исследования сульфатации полисахаридов.