《食品科學》：安徽中醫藥大學胡江苗研究員等：化學降解方法對鐵皮石斛多糖理化性質和抗衰老活性的影響

多糖是由多種單糖及其衍生物組成的一系列天然大分子活性物質，因具有多種活性功能而受到越來越多的關注。食品工業中常采取適當的降解方法獲取具有合適分子質量的多糖，據文獻報道目前常用的降解方法有化學降解法、酶降解法和微生物降解法等。

鐵皮石斛（

Dendrobium officinale

）為蘭科石斛屬植物，藥用歷史十分久遠。多糖是鐵皮石斛中最主要的成分，其單糖組成主要是葡萄糖、甘露糖，部分含有鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖等，但目前針對鐵皮石斛多糖（DOP）降解方法的研究較少，這極大地限制了其在食品工業中的應用。

在化學降解方法中，VC法具有一定的優勢。L-抗壞血酸也被稱為VC，是一種天然存在的有機化合物和重要的食品添加劑。具有抗氧化、抗衰老、抗癌、免疫調節等活性。由于抗壞血酸在反應過程中分解，這種氧化體系的降解產物純度高，從而能夠實現高效的生態友好和生物安全降解。目前關于VC對DOP的降解作用還鮮見報道。

安徽中醫藥大學藥學院的曾燚、胡江苗*和中國科學院昆明植物研究所的楊柳*等人利用VC這一高效的生態友好和生物安全降解方法獲得鐵皮石斛低聚糖，同時比較VC降解方法與H2O2降解法和平酸降解法對DOP降解效果的差異，以期為DOP降解方法研究以及在抗衰老方面的應用提供理論參考。

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DOP分子質量分析

如圖1所示，DOP的保留時間主要集中在組分I（保留時間

t

R = 4.5 min左右）， 分子質量為 1.168×107 Da 。H 2 O 2 法和檸檬酸法處理后，分子質量主要集中在組分I，與未處理前的DOP分子質量分布一致，由此可見，H 2 O 2 法和檸檬酸法對DOP沒有降解作用。而用VC法和H 2 O 2 -VC法處理后，DOP的保留時間有所延后，在HPLC分析圖中，組分I占比明顯降低，組分II與組分III占比較多，分子質量小于組分I，組分II（

t

R = 5.923 min左右）分子質量為 9.24×10 5 Da，組分III（

t

R = 8.239 min左右） 分子質量為 1.49×10 4 Da；這兩種化學降解方法降解效果相似；結果表明，H 2 O 2 -VC法和VC法對DOP有一定的降解作用，處理后分子質量降低。

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DOP總糖和蛋白含量分析

對達5種多糖進行總糖、蛋白質量分數分析，如表1所示，H2O2-VC法和VC法蛋白含量降解后有所提高，各組總糖質量分數降解前后無明顯差異。

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DOP的FTIR分析

如圖2所示，DOP和降解多糖的特征吸收峰相似，結果表明降解處理沒有改變多糖的主要官能團結構。3500 cm-1 附近是—OH的伸縮振動吸收峰，為糖類特征峰。在 2920 cm-1 附近的吸收峰歸因于C—H伸縮振動。1636 cm-1 附近的吸收峰歸因于 C=O 伸縮振動。3433 cm-1 附近寬大的強烈吸收峰為糖環上的—OH吸收峰；而 2889 cm-1 和 1417 cm-1 附近的吸收峰則是由糖環上C—H鍵的伸縮振動和彎曲振動引起；在 1637 cm-1在 1637 cm-1 附近的微弱吸收峰是由—OAc（乙酰基）上的 C=O 伸縮振動引起。800~1200 cm-1 區域被認為是多糖的“指紋”區域。在 1000~1200 cm-1 區域的吸收峰群是由糖環間的氧橋C—O—C引起，而 872 cm-1 和 807 cm-1 的吸收峰屬于典型的

構型多糖的吸收峰。綜上分析可知DOP和降解多糖是乙?；〈?blockquote id="4B4H9NDN">構型多糖。

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DOP單糖組成分析

根據上述結果，H2O2法和檸檬酸法對DOP無明顯降解作用，H2O2-VC法和VC法對DOP有一定的降解作用，這兩種化學降解方法作用機理相同且降解效果相似；且VC會在反應過程中分解，這種氧化體系的降解產物純度高，可以實現高效的生態友好降解。后續研究均以DOP及VC-DOP為代表，對DOP和VC法處理后的多糖樣品進行單糖組成分析，如圖3所示，降解前后單糖種類沒有差異，均為中性多糖，主要由葡萄糖、甘露糖組成，說明化學方法降解不改變多糖的單糖組成，這與先前研究結論一致。

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DOP表觀結構分析

為了全面分析VC對DOP的降解作用，對DOP和VC-DOP進行掃描電鏡觀察。如圖4所示，DOP表面較粗糙、有較多片狀結構、少量孔隙；VC-DOP表面變得較平滑，可以觀察到大量孔隙并且孔隙結構較復雜、孔隙增大、片狀結構數量減少，呈現出較多的網狀、絲狀以及少量的球狀結構，表明降解后多糖的結構變得松散。

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DOP粒徑與電位分析

通過測量粒徑和電位可以初步判斷DOP的聚合度和穩定性，一般情況下，當粒子的電位接近 ±30 mV 時，其穩定性相對較強；而當粒子的電位較低時，穩定性也會相對降低。如圖5所示，VC-DOP的電位絕對值較DOP降低，VC-DOP的粒徑分布較DOP有所降低，從粒徑和電位變化來看，DOP經VC處理后，分子質量降低，聚合度下降，這與HPLC檢測結果一致，這可能是因為VC處理后，DOP的聚合度降低，低分子質量段組分增加。

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DOP和VC-DOP表觀黏度分析

如圖6A所示，室溫條件下，DOP和VC-DOP表觀黏度隨著多糖溶液質量濃度的增加而增大，同一質量濃度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。如圖6B所示，DOP和VC-DOP表觀黏度隨著溫度的增加而減小，同一溫度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。如圖6C所示，當溶液pH值為7時，DOP和VC-DOP表觀黏度無明顯差異；當pH值為5時，VC-DOP表觀黏度較DOP明顯降低；當pH值為9時，DOP和VC-DOP表觀黏度均降低，總體來說，VC-DOP的表觀黏度受pH值的影響大于DOP。

綜上，同一質量濃度或同一溫度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。Li Ouye等研究發現VC可以顯著降低積雪草種子多糖的黏度，這可能與VC降低其分子質量有關。由此可以說明VC處理后多糖表觀黏度減小可能是因為多糖分子質量降低，聚合度下降。

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DOP和VC-DOP的抗衰老活性分析

對DOP和VC-DOP的體外人I型膠原蛋白促泌能力進行評價，如圖7A所示，與空白組相比，DOP和VC-DOP均具有一定的促膠原蛋白分泌作用，VC-DOP組在低質量濃度 100 μg/mL 表現出比DOP組更好的促膠原蛋白分泌能力。由圖7B可知，DOP和VC-DOP均具有一定的彈力蛋白酶抑制作用，VC-DOP組在質量濃度 200 μg/mL 條件下表現出比DOP組更高的彈力蛋白酶抑制率。總體來說，VC-DOP表現出較好的彈力蛋白酶抑制作用。如圖7C所示，DOP和VC-DOP均具有一定的膠原蛋白酶抑制作用，DOP組在質量濃度200、400 μg/mL 時膠原蛋白酶抑制率高于VC-DOP組；可以得出，DOP表現出較好的膠原蛋白酶抑制作用。

討論與結果

為研究化學降解方法對DOP理化性質與抗衰老活性的影響，通過VC、H2O2、H2O2-VC、檸檬酸法制備4種降解多糖，其分子質量測定結果表明，DOP主要由組分I（

t

R = 4.5 min）構成，分子質量為 1.168×10 7 Da。H 2 O 2 法和檸檬酸法處理后，分子質量分布與未處理前的DOP一致，由此可見，H 2 O 2 法和檸檬酸法對DOP沒有明顯的降解作用；經過HPLC檢測發現VC-DOP由組分II、III2個不同分子質量組分構成，組分I分子質量大于組分II、III；組分II（

t

R = 5.923 min左右）分子質量為 9.24×10 5 Da，組分III（

t

R = 8.239 min左右）分子質量為 1.49×10 4 Da；表明VC和H 2 O 2 -VC處理可部分降解DOP，總糖、蛋白質檢測結果表明，降解后，各組總糖質量分數無明顯變化，蛋白含量有所提高；FTIR結果表明， 與DOP相比，這4種化學降解方法沒有破壞其主要官能團，保留了多糖的特征吸收峰；單糖組成結果表明，降解前后多糖均主要由甘露糖和葡萄糖組成；經過掃描電子顯微鏡觀察發現DOP主要由片狀結構組成，而降解后多糖絲狀結構增加，更有少許的球狀結構出現，孔隙密度增加或直徑增大，表明降解使多糖結構更松散；表觀黏度和平均粒徑測定結果表明，與降解前相比，降解后多糖表觀黏度和粒徑均降低，而電位絕對值降低，表明經過VC處理，DOP發生不同程度降解。對DOP和VC-DOP的體外人I型膠原蛋白促滲作用、彈力蛋白酶抑制率以及膠原蛋白酶抑制率進行評價，結果表明：與模型組相比，DOP和VC-DOP均具有一定的促膠原蛋白分泌作用，VC-DOP組在低質量濃度（100 μg/mL）表現出比DOP組更好的促膠原蛋白分泌能力；DOP和VC-DOP均具有一定的彈力蛋白酶抑制作用，VC-DOP組在質量濃度 200 μg/mL 表現出比DOP組更高的彈力蛋白酶抑制率。DOP和VC-DOP均具有一定的膠原蛋白酶抑制作用，DOP表現出較好的膠原蛋白酶抑制作用。

綜上所述，經過VC處理后，DOP的分子質量降低，VC對DOP有一定的降解作用，改變了其表觀黏度，保留了其原有的結構特征；分子質量的降低對DOP的抗衰老活性也有一定的影響，降解后低分子質量段組分增加，低分子質量組分多糖在實際應用中較高分子質量組分更容易吸收，且降解后結構變得松散，降解后多糖表觀黏度和粒徑均降低，Zeta電位絕對值降低，這些理化性質的改變可能影響了VC-DOP與DOP的膠原蛋白促滲活性，因此推測這是VC-DOP在質量濃度 200、400 μg/mL 時表現出更好的彈力蛋白酶抑制作用和膠原蛋白促滲作用的原因。本研究可為DOP在抗衰老活性方面的應用提供參考。

引文格式：

曾燚, 楊益娜, 邵會艷, 等. 化學降解方法對鐵皮石斛多糖理化性質和抗衰老活性的影響[J]. 食品科學, 2025, 46(7): 92-99.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240809-081.http://www.spkx.net.cn

ZENG Yi, YANG Yina, SHAO Huiyan, et al. Effect of chemical degradation on physicochemical properties and anti-aging activity of

Dendrobium officinale

polysaccharides[J]. Food Science, 2025, 46(7): 92-99. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240809-081.http://www.spkx.net.cn

實習編輯：魏雨諾；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平臺，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、重慶三峽學院、西華大學、成都大學、四川旅游學院、西昌學院、北京聯合大學協辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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