摘要： 对元宝枫（Acer truncatum Bunge）种仁多糖进行提取纯化，探究其理化性质和降糖活性。采用水提醇沉法提取元宝枫种仁多糖，并通过响应面法优化元宝枫种仁多糖提取工艺。通过Sevage法脱蛋白和柱层析对元宝枫种仁多糖进行纯化，通过红外光谱、热重分析及离子色谱法对其进行单糖组成和结构表征，并进一步通过建立肝癌细胞胰岛素抵抗模型（IR-HepG2），考察纯化后元宝枫种仁多糖体外降糖活性。结果表明，在提取1次、液固比为30:1 mL/g、提取温度为80 ℃、提取时间为3.5 h条件下，多糖（PATM）得率为18.17%。经Sevage法脱蛋白，DEAE-DE纤维素52层析柱和SephadexG-100凝胶层析柱分离纯化，得到纯化多糖（PATM-3-1）。PATM-3-1具有多糖组分红外光谱特征峰，其单糖组成为D-半乳糖醛酸、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖、D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、L-岩藻糖、D-核糖和D-氨基葡萄糖。体外降糖活性实验的结果表明，PATM-3-1具有较强的α-淀粉酶抑制活性，能显著（P<0.05）提高胰岛素诱导的HepG2细胞中葡萄糖消耗量、糖原含量、己糖激酶、丙酮酸激酶含量，展现出优异的降糖活性。本研究为元宝枫种仁多糖的开发和应用提供参考和数据支撑。

主要探讨了元宝枫种仁多糖（PATM）的提取、纯化、结构表征及其降糖活性。通过单因素实验和响应面分析优化了提取工艺，确定了最佳提取条件。纯化过程中，PATM通过DEAE-纤维素52阴离子交换柱和SephadexG-100凝胶层析柱进行分离，得到高纯度多糖。结构表征显示PATM-3-1为酸性杂多糖，具有典型的多糖官能团和三股螺旋结构。降糖活性研究表明，PATM-3-1能有效抑制α-淀粉酶活性，并改善胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖代谢，增强己糖激酶和丙酮酸激酶活性。

图  1  提取次数对PATM得率的影响

Figure  1.  Effect of extraction times on the yield of PATM

注：小写字母不同表示不同处理组之间差异显著（P<0.05），图2~图4同。

图  2  提取温度对PATM得率的影响

Figure  2.  Effect of extraction temperature on the yield of PATM

图  3  提取时间对PATM得率的影响

Figure  3.  Effect of extraction time on the yield of PATM

图  4  液固比对PATM得率的影响

Figure  4.  Effect of liquid-solid ratio on the yield of PATM

图  5  DEAE-纤维素52阴离子交换柱纯化PATM

Figure  5.  Purification of PATM by DEAE-Cellulose 52 anion exchange column

图  6  SephadexG-100凝胶柱纯化PATM-3

Figure  6.  Purification of PATM-3 by SephadexG-100 gel column

图  7  单糖标准品（A）和PATM-3-1（B）的色谱图

Figure  7.  Chromatograms of monosaccharide standard (A) and PATM-3-1 (B)

注：1. L-岩藻糖；2. D-氨基半乳糖；3. L-鼠李糖；4. L-阿拉伯糖；5. D-氨基葡萄糖；6. D-半乳糖；7. D-葡萄糖；8. D-木糖；9. D-甘露糖；10. D-果糖；11. D-核糖；12. D-半乳糖醛酸；13. L-古罗糖醛酸；14. D-葡萄糖醛酸；15. D-甘露糖醛酸。

图  8  PATM-3-1红外光谱图

Figure  8.  Infrared spectrogram of PATM-3-1

图  9  PATM-3-1 的TG-DTG 曲线

Figure  9.  TG-DTG curve of PATM-3-1

图  10  PATM-3-1在不同 NaOH 浓度下最大吸收波长变化

Figure  10.  Maximum absorption wavelength of PATM-3-1 under different NaOH concentrations

图  11  不同质量浓度的PATM-3-1对α-淀粉酶的抑制率

Figure  11.  α-Amylase inhibition rate of different mass concentration of PATM-3-1

图  12  胰岛素抵抗HepG2细胞模型

Figure  12.  Insulin-resistant HepG2 cell model (IR-HepG2)

注：小写字母不同表示不同处理组之间差异显著（P<0.05），图13~图15同。

图  13  不同质量浓度的PATM-3-1对HepG2细胞存活率的影响

Figure  13.  Effect of different mass concentration of PATM-3-1 on the survival rate of HepG2 cells

图  14  不同质量浓度的PATM-3-1对IR-HepG2细胞葡萄糖含量（A）和糖原含量（B）的影响

Figure  14.  Effects of different mass concentration of PATM-3-1 on glucose content (A) and glycogen content (B) in IR-HepG2 cells

图  15  不同质量浓度的PATM-3-1对IR-HepG2细胞HK活性（A）和PK活性（B）的影响

Figure  15.  Effects of different mass concentration of PATM-3-1 on HK activity (A) and PK activity (B) in IR-HepG2 cells

图  15  不同质量浓度的PATM-3-1对IR-HepG2细胞HK活性（A）和PK活性（B）的影响

Figure  15.  Effects of different mass concentration of PATM-3-1 on HK activity (A) and PK activity (B) in IR-HepG2 cells

引用本文：米圣成，徐晓杰，魏菱鸽，等.  元宝枫种仁多糖提取纯化、结构表征以及降糖活性研究[J]. 食品工业科技，2024，45（8）：29−38. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2023080038.

Citation: MI Shengcheng, XU Xiaojie, WEI Lingge, et al. Study on Extraction, Purification, Structure Characterization and Hypoglycemic Activity of the Seed Kernel Polysaccharide from Acer truncatum Bunge[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45(8): 29−38. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2023080038.

基金项目: 黑龙江省重点基金项目（ZD2021C001）。