魔芋葡甘露聚糖分子量及其生物活性的关系

3、多糖的降解
超声降解法优点表现为节省能源和 时间、简化操作程序、减少有机溶 剂使用、提高反应速率和显著降低 李治等用γ 射线照射 Cheng等人采用超声波辅助 化学反应产生的废弃物对环境造成 壳聚糖使之发生辐射降解 过氧化氢氧化降解异枝麒麟 的危害等，但是该法突出的缺点是 辐射降解是无需添加物的固 ，红外光谱分析表明，在 收率太低，导致生产成本过高，要 菜硫酸多糖，并测定各多糖 相反应，成本低，反应易控， 实现工业化还有待于进一步的研究。 γ 射线的照射下，壳聚糖 无污染，产品品质高，降解 样品的相对分子质量为 后壳聚糖的生物相容性不受 主链上的β -( 1, 4)糖苷 5,000~40,000 ，其硫酸基含 影响，具有广阔的发展前景 键发生断裂，导致分子量
G 代表葡萄糖 M 代表甘露糖
可见产物比 较多，但几 乎不含支链 的产物。
3、多糖的降解
与化学降解相比，酶降解反应条件温和，不 需要加入大量的反应试剂，降解速度快，克服了 化学降解产品分子量分布宽、均一性差的缺点， 是一种较为理想的降解方法。但酶对周围环境很 敏感，溶液中各种因素，如温度、氢离子浓度、 酶浓度、底物浓度等都能显著地影响酶的催化反 应速度，甚至使酶失去催化能力。
（1）增稠性
魔芋葡甘聚糖分子量大、水合能力强和不带电荷等特性决定了它优 良的增稠性质。 Nishinari
Thomas
Chen
在1%黄原胶溶液 中加0.02%～ 0.03%的魔芋精 粉，粘度可增加 2～3倍。
研究了KGM和豌豆淀 粉复配体系的结构， 热力学行为和理化特 性，结果显示高分子 淀粉和KGM间能形成 强烈的氢键，从而使 淀粉与KGM间有良好 的混合活性
李春美以四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠为实验模型, 研究了不同分子 链段的魔芋葡甘露聚糖对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能的作用。
4、KGM的生物活性
高山俊等对不同分子量的KGMS的抗肿瘤性研究表明多糖分子量 对其抗肿瘤活性有一定影响，KGMS 的高活性区域在100 000~300 000之间。这与Takemasa等得出的多糖在分子量为100 000~200 000时生物活性最强的结论一致
4、KGM的生物活性
KGM对矿物质代谢的影响属 大
James等已发现细胞壁 结构中的糖醛酸可能与 钙的吸收有关, 表明膳食 纤维也能影响钙的吸收。
Walker[61]等认为若作较长 时期的研究(超过4周) ，钙的 平衡由于适应可恢复到正常。 Behall[62]等的研究就证实纤 维素、经甲基纤维素、刺槐 豆胶、刺梧桐树胶四种纤维对 钙的吸收无影响。 于多 短 数 Mchale等在成人膳食 期 研 中加入10g纤维素或 实究 验 都 20g半纤维素, 均能 明显抑制钙的吸收。 Hou等报道,KGM 对大鼠 Ca、Fe、Zn、Cu 四种元素的 粪排出量及血清、股骨含量无 影响。人体试验也未见对Zn、 Fe、Ca吸收的影响。
3、多糖的降解
text1 （Chua M）魔芋葡甘露聚糖具有 text2
很高的分子量200, 000Da~ 2, 000, 000 Da平均一般为 1, 000, 000Da，这使得KGM的 粘度很高
多糖为什 么要降解
text3
未降解的多糖分子量大、分子 体积大、水溶性差，不利于 生物吸收在体内发挥生物活性
4、KGM的生物活性
KGM对脂代谢的影响
TC-总胆固醇, HDL-C-高密度脂蛋白胆固醇,
LDL-C-低密度脂蛋白胆固醇, TG-甘油三脂，

4、KGM的生物活性
黄承钰、张茂玉等人研究了魔芋食品对不同程度糖尿病人糖代谢的 影响，血糖起始水平较高者实验末相应指标降低较多, 反之则降低 较少, 这说显魔芋食品对Ⅱ型糖尿病患者有降低血糖的效果, 而对于 糖耐量降低者只有调节控制的作用。
FBG-空腹血糖, PBG-餐后血糖
组,8周，肝脂变 内脂肪空泡数量 明显减轻, 周边带 图 6 、 10% 魔芋精粉 减少, 脂变程度减 少数肝细胞胞桨 组 , 12 周，肝脂变逐 轻, 可见肝窦状隙 内有细小空泡 渐消失, 与正常组无 HE ×200 明显差异 HE ×200
图2、高胆固醇组 , 8 周，肝小叶 周边带 4、KGM的生物活性 肝细胞体积增大, 灶 性坏死，胞浆内 图1、正常大 大量细小空泡 , 酷似 图 3 、高胆固醇组 , 鼠肝组织 泡沫细胞HE ×200 12周，重度肝脂变 HE ×200 ,魔芋精粉 胞浆内脂滴融合 图4、5% 成大泡 图5、5%魔芋精粉 组, 4周，肝细胞
1、KGM的结构简介
a 玉米淀粉 (1200×)
b 红薯淀粉(1200×)
C 魔芋淀粉(2000×)
由图可以看出, 魔芋淀粉 粒最小，粒径范围 1～ 9μ m，平均为 5μ m。玉米 淀粉颗粒的平均粒径最大, 平均为 14 μ m,其次为红 薯淀粉,淀粉颗粒的大小和 形状取决于其来源。
2、KGM的物理化学性质
（2）物理方法
量均在 18%以上。证明该方 法适合于制备相对低分子质 量、高水溶性多糖，并且后 期处理简单、能较好地保持 多糖中的硫酸基。
下降，辐射降解过程中没 有产生羰基，也没有使壳 聚糖发生交联，形成支链 或网状结构。
3、多糖的降解
（3）生物方法
(Shimahara)等从发芽的魔芋块茎中提取得粗β-甘露 聚糖酶水解魔芋葡甘聚糖得到的产物主要有：M-M，G-M， G-G，M-M-M，G-M-M-M，M-G-M，G-G-M， M-M-M-M，G-M-M-G，G-G-M-M，M-M-M-M-M， G-M-M-M-M (Takahashi1988)等以 Streptomyces sp.合成的β-甘 露聚糖酶水解魔芋葡甘露聚糖，得到四种不含支链的低聚糖， 分别为：G-M，G-M-M，G-G-M，G-G-M-M。 (Kusakabe1984)等以 PenicillUm purpurogenum No.618 合成的纯化胞外β-甘露聚糖酶水解魔芋葡甘露聚糖， 得到的低聚糖成分包括：M-M，G-M，G-M-M，M-G-M， G-G-M，M-G-M-M，M-G-G-M。
抑 菌 率
KGMS-磺酰化魔芋葡甘聚糖 KGMS-6分子量7.85×105 KGMS-4分子量2.61×105 KGMS-2分子量1.76×105 5-Fu对照组
%
参考文献
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魔芋葡甘露聚糖的降解及分子量 大小与其生物活性的关系
报告内容
魔芋葡甘露聚糖结构简介
魔芋葡甘露聚糖的物理化学性质
多糖的降解的研究进展
魔芋葡甘露聚糖的生物活性
1、KGM的结构简介
魔芋葡甘露聚糖( KGM) 是从魔芋块茎中提取的多糖 , 由β -D-葡萄糖和β -D-甘露糖以2∶3 或1∶1.16 的 摩尔比以β - 1 ,4 糖苷键结合构成,在主链甘露糖的C3 位上存在着通过β -1 ,3 键结合的支链结构。
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若直接注入体内也有较 大毒性，极大的限制了 多糖的应用
摩尔质量与多糖的溶解度和粘度密 切相关，对于某些高粘度的多糖可 采用降低摩尔质量的方法，改善其 溶解性和流变学特性，降低粘度， 但保证其基本结构单元不变， 从而提高和保持活性，促进应用
3、多糖的降解
（1）化学降解
庞杰2004用悬浮法和湿法制 Ohyay，和K.lhara采用高碘 备氧化魔芋葡甘聚糖O-KGM 酸盐/次氯酸盐氧化系统制 采用DSC XRD SEM IR 量子 备得到了葡甘露聚糖的 化学计算等方法对O-KGM的 双梭酸衍生物，该衍生物的 结构进行预测和表征结果分 数均分子量(Mn)降低到约 析表明氧化主要发生在糖残 2.0x104，该衍生物还显示 基的C(2)及C(3)位，O-KGM 了很好的水溶性 缺点：产物分离提 的特性粘度降至272.9 纯困难，生产成本 与酶降解特性，体外实验显 cm3/g 约为改性前的1/7 玻 示该氧化产物对巨噬细胞有 高，污染严重。璃化温度及晶体熔融温度分 明显的刺激作用，并且比其 别为61.5 和149.36 同时结 他一些多糖衍 晶度略有增加。 生物具有更好的生物活性。
在增稠剂总量为 5%时，4.5%变性 玉米淀粉和0.5% 魔芋精粉糊化后 的粘度比5%变性 玉米淀粉的粘度 高出4.6～8.6
2、KGM的物理化学性质
（2）、流变性

2、KGM的物理化学性质
（3）凝胶性 凝胶机理：在碱性加热条件下，魔芋葡甘聚 糖链上由乙酸与糖残基上羟基形成的酯键发生水 解，即脱去乙酰基。葡甘聚糖变为裸状，分子间 则形成氢键而产生部分结构结晶作用，以这种结 晶为结节点形成了网状结构体，即凝胶