阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

蒋纬; 胡颖; 朱振元

doi:10.12187/2025.04.002

阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

蒋纬 ^1,2 ,
胡颖 ³ ,
朱振元 ^{2

,

,}

1. 遵义医药高等专科学校卫生管理系, 贵州遵义 563006;
2. 天津科技大学食品科学与工程学院, 天津 300457;
3. 遵义医科大学公共卫生学院, 贵州遵义 563000

作者简介: 蒋纬(1988—),男,云南省昆明市人,遵义医药高等专科学校讲师,博士,主要研究方向为农产品贮运与保鲜、糖化学与糖生物学。E-mail:jiangwei9413@126.com;

通讯作者: 朱振元,zhyuanzhu@tust.edu.cn

基金项目: 贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2023]一般522)
遵义市科技计划项目(遵市科合HZ字[2021]226号)
中图分类号: TS201.1

Optimization of extraction process and evaluation of biological activities of polysaccharides from Zingiber striolatum

JIANG Wei ^1,2 ,
HU Ying ³ ,
ZHU Zhenyuan ^{2

,

,}

1. Health Management Department, Zunyi Medical and Pharmaceutical College, Zunyi 563006, China;
2. College of Food Science and Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China;
3. School of Public Health, Zunyi Medical University, Zunyi 563000, China

Corresponding author: ZHU Zhenyuan, zhyuanzhu@tust.edu.cn

Received Date: 2024-06-26
Accepted Date: 2024-11-24

CLC number: TS201.1

摘要: 为拓展特色植物资源阳荷(Zingiber striolatum)的利用途径,提高其产品附加值,以新鲜阳荷为原料,采用水提醇沉法提取阳荷多糖(Zingiber striolatum polysaccharide,ZSP),利用单因素试验和响应面试验优化ZSP的提取工艺,并对ZSP的乳化性、抑菌性、重金属吸附能力、抗氧化活性及降血糖活性进行研究。结果表明:ZSP的最优提取工艺为粉碎目数80目、料液比1∶65、提取温度75 ℃、提取时间96 min、乙醇添加量400 mL,在此条件下,ZSP得率为(3.89±0.01)%;ZSP的乳化性随其质量浓度的增加而增大,当其质量浓度为15 mg/mL时,乳化性最高,为(76.14±1.33)%;ZSP对大肠杆菌有抑制作用,且抑菌性随其质量浓度的增加而增强,当其质量浓度为50 mg/mL时,抑菌圈直径为(2.35±0.02) cm;ZSP对Cu²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附量均随其质量浓度的增加而增大,当其质量浓度为1.0 g/L时,吸附量分别达(17.26±0.41) mg/g、(21.19±0.33) mg/g和(27.64±0.61) mg/g;ZSP对ABTS⁺、DPPH和·OH自由基的清除率均随其质量浓度的增加而增大,当其质量浓度为3 mg/mL时,清除率分别达(52.10±0.01)%、(60.40±1.95)%和(22.20±0.02)%;ZSP对α-葡萄糖苷酶的抑制率也随其质量浓度的增加而增大,当其质量浓度为1.0 mg/mL时,抑制率达到最大值(38.00±2.00)%。综上可知,ZSP在重金属吸附和降血糖方面表现较突出,表明其在开发促排重金属的可食性材料及抗糖尿病功能产品方面具有较好的应用前景。
- 阳荷 /
- 多糖 /
- 提取工艺 /
- 生物活性
Abstract: To expand the utilization of Zingiber striolatum (a characteristic plant resource) and enhance the value-added potential of its products, Zingiber striolatum polysaccharides (ZSP) were extracted from fresh Zingiber striolatum using aqueous extraction followed by ethanol precipitation. The extraction process was optimized via single-factor and response surface experiments, and the biological activities of ZSP were evaluated, including emulsifying property, antibacterial activity, heavy metal adsorption capacity, antioxidant activity, and hypoglycemic potential. The optimal extraction parameters were: particle size 80 mesh, solid-liquid ratio 1∶65, extraction temperature 75 ℃, extraction time 96 min, and ethanol volume 400 mL. Under these conditions, the ZSP yield was (3.89±0.01)%. The emulsifying property of ZSP increased with higher mass concentration, reaching a maximum of (76.14±1.33)% at 15 mg/mL. ZSP exhibited antibacterial activity against Escherichia coli, with inhibition zone diameter increasing at higher concentrations; at 50 mg/mL, the inhibition zone diameter was (2.35±0.02) cm. The adsorption capacities of ZSP for Cu²⁺, Cd²⁺ and Pb²⁺ increased at higher mass concentrations, reaching (17.26±0.41) mg/g, (21.19±0.33) mg/g, and (27.64±0.61) mg/g at 1.0 g/L, respectively. The scavenging activities of ZSP against ABTS⁺, DPPH, and ·OH radicals increased with higher mass concentration, with scavenging rates of (52.10±0.01)%, (60.40±1.95)%, and (22.20±0.02)% at 3 mg/mL, respectively. The inhibitory activity of ZSP against α-glucosidase increased with higher mass concentration, reaching a maximum of (38.00±2.00)% at 1.0 mg/mL. Collectively, ZSP demonstrated significant potential in heavy metal adsorption and hypoglycemic activity, suggesting its promise for developing edible materials for heavy metal removal and antidiabetic functional products.
- Zingiber striolatum /
- polysaccharide /
- extraction process /
- biological activity
1. [1]
  孟攀,田野,蔡菊,等.药食两用植物阳荷的开发应用研究[J].蔬菜,2023(6):43-47.
2. [2]
  王丽娜,郭世民,高敏.植物药阳荷根的急性毒性研究[J].云南中医中药杂志,2010,31(12):64.
3. [3]
  杨秀伟,谭凯,邓宽平,等.药食两用蔬菜阳荷的生物学特性及其应用[J].吉林农业,2016(7):110.
4. [4]
  陆廷亚.阳荷花化学成分及体外药理活性研究[D].贵阳:贵州大学,2021.
5. [5]
  CHEN S X,CHEN M H,SHEN J G,et al.Study on the components of haematochrome in wild Zingiber strioatum from Mount Fanjing[J].Medicinal Plant,2012,3(5):58-60.
6. [6]
  解成骏,刘邻渭.不同温度处理下阳荷红色素提取工艺探究[J].食品研究与开发,2012,33(4):67-71.
7. [7]
  秦玉芝,黄玮,李坚,等.湖南武陵山区野生阳荷红色素的理化性质研究[J].湖南农业科学,2012(19):41-43.
8. [8]
  陈仕学,郁建平,陈美航.微波提取梵净山野生阳荷红色素及稳定性研究[J].食品工业,2012,33(6):30-32.
9. [9]
  许远,魏和平,吴彦,等.响应面优化襄荷总黄酮提取及抗氧化研究[J].食品工业科技,2015,36(5):233-239.
10. [10]
  马明兰,刘阳,王园,等.表面活性剂辅助微波提取阳荷黄酮工艺条件的优化[J].日用化学工业,2017,47(6):331-335.
11. [11]
  蔡依.阳荷降糖、体外抑菌物质基础研究[D].武汉:武汉工程大学,2018.
12. [12]
  邱岚,陈仕学,王红梅.超声波辅助提取阳荷多糖的工艺研究[J].食品工业,2013,34(8):21-24.
13. [13]
  陈仕学,沈家国,陈波,等.微波辅助提取梵净山阳荷多糖的工艺优化[J].食品与发酵工业,2013,39(5):234-237.
14. [14]
  曹小燕,杨海涛.微波-超声波协同辅助优化阳荷多糖提取工艺及抗氧化性分析[J].食品研究与开发,2020,41(18):68-74.
15. [15]
  陈仕学,郁建平,杨俊,等.响应面法优化微波提取阳荷水溶性膳食纤维工艺[J].食品科学,2014,35(18):57-62.
16. [16]
  陈仕学,胡明念,鲁道旺,等.野生阳荷水不溶性膳食纤维的提取及性能测定[J].食品与发酵工业,2014,40(1):250-253.
17. [17]
  朱仁威,邬晨晨,李丽,等.铜仁阳荷营养成分测定与分析[J].铜仁学院学报,2018,20(9):11-14.
18. [18]
  王玉本.襄荷抗氧化活性物质的研究[D].天津:天津科技大学,2010.
19. [19]
  张海涛,马明兰,全青,等.阳荷总黄酮对食用油脂的抗氧化作用研究[J].山东化工,2018,47(6):47,61.
20. [20]
  马建苹,胡志明,张云丁,等.阳荷提取物体外抗菌作用研究[J].中国实验方剂学杂志,2012,18(18):206-209.
21. [21]
  蔡依,郭百臻,徐津林,等.阳荷不同极性部位体外抑菌活性研究[J].食品研究与开发,2018,39(19):36-39
  ,103.
22. [22]
  CHEN T H,CAI J Y,NI J,et al.An UPLC-MS/MS application to investigate chemical compositions in the ethanol extract with hypoglycemic activity from Zingiber striolatum Diels[J].Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences,2016,25(2):116-121.
23. [23]
  梁帅,郑尧,邓鑫,等.阳荷主要化学组分分析与抗菌活性评价研究[J].中南民族大学学报(自然科学版),2020,39(5):493-499.
24. [24]
  周东月,王春璐,王英馨,等.黄连多糖的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(81):36-37.
25. [25]
  杨颖,魏梦昕,伍耀业,等.白术多糖提取分离、化学组成和药理作用的研究进展[J].中草药,2021,52(2):578-584.
26. [26]
  中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准食品中水分的测定:GB 5009.3—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.
27. [27]
  中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准食品中蛋白质的测定:GB 5009.5—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.
28. [28]
  中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准食品中脂肪的测定:GB 5009.6—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.
29. [29]
  国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.食用菌中总糖含量的测定:GB/T 15672—2009[S].北京:中国标准出版社,2009.
30. [30]
  中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准食品中灰分的测定:GB 5009.4—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.
31. [31]
  中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.植物类食品中粗纤维的测定:GB/T 5009.10—2003[S].北京:中国标准出版社,2004.
32. [32]
  徐冠一.马铃薯皮多糖的理化性质及功能性研究[D].合肥:合肥工业大学,2020.
33. [33]
  ZHU Y M,PAN L C,ZHANG L J,et al.Chemical structure and antioxidant activity of a polysaccharide from Siraitia grosvenorii[J].International Journal of Biological Macromolecules,2020,165:1900-1910.
34. [34]
  DONG Q,HU N,YUE H L,et al.Inhibitory activity and mechanism investigation of hypericin as a novel α-glucosidase inhibitor[J].Molecules,2021,26(15):4566.
35. [35]
  GU S S,SUN H Q,ZHANG X L,et al.Structural characterization and inhibitions on α-glucosidase and α-amylase of alkali-extracted water-soluble polysaccharide from Annona squamosa residue[J].International Journal of Biological Macromolecules,2021,166:730-740.
36. [36]
  杜晓琳.不同年份青砖茶多糖抗氧化性及其乳化稳定性研究[D].武汉:湖北工业大学,2019.
37. [37]
  张雪儿,金野,杜沁岭,等.紫背天葵多糖的化学组成与物理特性研究[J].食品科技,2022,47(11):179-184.
38. [38]
  GOMATHI T,S S,ALAM M M,et al.Copper(Ⅱ)ion removal from aqueous solutions using alginate nanoparticles/carboxymethyl cellulose/polyethylene glycol ternary blend:Characterization,isotherm and kinetic studies[J].Polymer Testing,2024,130:108321.
39. [39]
  TAN D P,CUI J G,QIN L,et al.Hypoglycemic effect of Zingiber striolatum bud extract in db/db mice[J].Food Science and Technology,2022,42:e114321.
1. [1]
  郭向阳 , 王璐璐 , 马景可 , 金珂婷 . 超声波降解多糖的作用表现、影响因素及机理研究进展. 轻工学报, 2025, 40(4): 41-51. doi: 10.12187/2025.04.005
2. [2]
  池哲翔 , 廖敏 , 史尚 , 李声毅 , 廖芸 , 丁冬 . 国外烟草活性成分提取及纤维材料利用现状与展望. 轻工学报, 2024, 0(0): -.
3. [3]
  池哲翔 , 廖敏 , 史尚 , 李声毅 , 廖芸 , 丁冬 . 国外烟草活性成分提取及纤维材料利用研究现状与展望. 轻工学报, 2025, 40(3): 75-85. doi: 10.12187/2025.03.009
4. [4]
  杨鹏飞 , 吴薇 , 孙海峰 , 刘龑章 , 尚紫博 , 薛晶晶 , 许志杰 , 宋梦坤 . 基于GC-MS结合多元统计的2种工艺提取脐橙挥发性成分差异分析. 轻工学报, 2025, 40(4): 1-9. doi: 10.12187/2025.04.001
5. [5]
  杨鹏飞 , 吴薇 , 孙海峰 , 刘龑章 , 尚紫博 , 薛晶晶 , 许志杰 , 宋梦坤 . GC-MS结合多元统计分析研究两种工艺提取的脐橙挥发性成分差异. 轻工学报, 2025, 0(0): -.
6. [6]
  杨靖 , 刘广昊 , 王琼波 , 韩丽 , 王清福 , 赵志伟 , 李蕾 , 王秋领 . 微生物发酵开发杏果渣香料的研究. 轻工学报, 2024, 0(0): -.
7. [7]
  张馨月 , 闫倩楠 , 杨泽豪 , 于淼 , 马挺军 . 虾青素鸡蛋的营养活性及风味研究. 轻工学报, 2025, 40(1): 41-48. doi: 10.12187/2025.01.005
8. [8]
  李浩佳 , 贺诗华 , 曹艺泽 , 郭西玉 , 朱由余 , 赵玮钦 , 黄淳 . 以碳量子点为荧光信号的生物传感器构建及其在金银花 Pb²⁺ 检测中的应用. 轻工学报, 2024, 0(0): -.
9. [9]
  吴彦 , 梁永伟 , 薛云 , 李天笑 , 孙丽莉 , 许春平 , 徐志强 . 基于烟末和玫瑰混合提取的新型烟用香精及其应用研究. 轻工学报, 2025, 40(3): 56-64. doi: 10.12187/2025.03.007
10. [10]
  史清照 , 范武 , 任瑞冰 , 柴国璧 , 张文龙 , 张启东 , 张建勋 , 李河霖 . 基于膜分离及柱色谱技术的烟草提取物精加工产品的制备. 轻工学报, 2025, 0(0): -.
11. [11]
  吕金羚 , 傅亮 , 陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 0(0): -.
12. [12]
  吕金羚 , 傅亮 , 陈永生 . 红茶-花生蛋白复合饮品工艺优化及其营养特性研究. 轻工学报, 2024, 39(5): 9-17. doi: 10.12187/2024.05.002
13. [13]
  张晓晴 , 潘俊坤 , 吕真真 , 刘杰超 , 焦中高 . 不同前处理工艺对桃果酒品质的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 1-10. doi: 10.12187/2025.01.001
14. [14]
  曾强 , 阙文豪 , 许璧麟 , 于静 , 王昭焜 , 张尧立 , 张炜 , 董文亮 . 薄板烘丝机筒内结垢程度对设备工艺性能的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 58-63. doi: 10.12187/2025.01.007
15. [15]
  冯永新 , 崔英 , 李科都 , 张腾健 , 卢敏瑞 , 王芳 , 杨阳 , 李萌 . 打辊工艺对翠碧一号上部烟叶打叶质量和出片率的影响. 轻工学报, 2025, 40(1): 82-89. doi: 10.12187/2025.01.010
16. [16]
  许克静 , 刘语煊 , 张展 , 吕晶晶 , 梁淼 , 李瑞丽 , 张峻松 , 陈小龙 . 辊压法全烟梗再造烟叶的制备工艺优化及结构与性能分析. 轻工学报, 2025, 40(1): 64-74. doi: 10.12187/2025.01.008
17. [17]
  齐汉如 , 欧阳少丰 , 李玉 , 杨雪鹏 , 赵建国 . 果胶酶粗酶液与漆酶粗酶液复配酶解膨胀梗丝的工艺优化. 轻工学报, 2025, 40(4): 96-107. doi: 10.12187/2025.04.011

点击查看大图

计量

PDF下载量: 4
文章访问数: 224
引证文献数: 0

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

作者简介: 蒋纬(1988—),男,云南省昆明市人,遵义医药高等专科学校讲师,博士,主要研究方向为农产品贮运与保鲜、糖化学与糖生物学。E-mail:jiangwei9413@126.com;

通讯作者: 朱振元,zhyuanzhu@tust.edu.cn

Optimization of extraction process and evaluation of biological activities of polysaccharides from Zingiber striolatum

Corresponding author: ZHU Zhenyuan, zhyuanzhu@tust.edu.cn

计量

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

作者简介:蒋纬(1988—),男,云南省昆明市人,遵义医药高等专科学校讲师,博士,主要研究方向为农产品贮运与保鲜、糖化学与糖生物学。E-mail:jiangwei9413@126.com

通讯作者: 朱振元, zhyuanzhu@tust.edu.cn

English Abstract

Optimization of extraction process and evaluation of biological activities of polysaccharides from Zingiber striolatum

Corresponding author: ZHU Zhenyuan, zhyuanzhu@tust.edu.cn

目录

阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

作者简介: 蒋纬(1988—),男,云南省昆明市人,遵义医药高等专科学校讲师,博士,主要研究方向为农产品贮运与保鲜、糖化学与糖生物学。E-mail:jiangwei9413@126.com;

通讯作者: 朱振元,zhyuanzhu@tust.edu.cn

Optimization of extraction process and evaluation of biological activities of polysaccharides from Zingiber striolatum

Corresponding author: ZHU Zhenyuan, zhyuanzhu@tust.edu.cn

计量

文章相关

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

阳荷多糖提取工艺优化及其生物活性研究

作者简介:蒋纬(1988—),男,云南省昆明市人,遵义医药高等专科学校讲师,博士,主要研究方向为农产品贮运与保鲜、糖化学与糖生物学。E-mail:jiangwei9413@126.com

通讯作者: 朱振元, zhyuanzhu@tust.edu.cn

English Abstract

Optimization of extraction process and evaluation of biological activities of polysaccharides from Zingiber striolatum

Corresponding author: ZHU Zhenyuan, zhyuanzhu@tust.edu.cn

目录