呂冰冰,謝筆鈞,孫智達
(華中農業大學食品科學技術學院,湖北武漢 430070)
果膠是一類由α-1,4-D-吡喃半乳糖醛酸連接的聚合物,果膠的生物活性由其化學結構決定,其化學結構與來源、品種、產地及提取方法有關。有研究表明,果膠的甲氧基化程度和分子量是決定不同果膠功能屬性的重要參數[1]。果膠具有降血脂、降血糖[2]、抗腫瘤[3]、抗氧化[4]等多種生物活性[5]。果膠在人體胃腸道不能被消化[6],同時可以結合膽酸鹽,影響膽固醇的吸收轉運,從而調節血脂水平[7]。
番石榴(Psidium guajavaL.)為桃金娘科番石榴屬植物,果實卵形或洋梨形,果皮有平滑和粗糙兩種,果肉滑嫩,香氣獨特,被認為是類胡蘿卜素、果膠、膳食纖維以及其他植物化學物質如抗壞血酸、花青素的理想來源[8]。有學者從紅肉番石榴中提取果膠-番茄紅素復合物,并建立數學模型闡明復合機制[9]。華德洪[10]從番石榴中提取多糖進行分離純化,證明了番石榴多糖的抗氧化、抗糖化的生物活性。目前對番石榴可食用部位活性成分的研究主要在多酚的提取和抗氧化活性[11]及果膠、非果膠多糖的提取分離純化[10,12],對于番石榴果膠理化特性還未見報道,其降脂活性尚不明確。本實驗從紅肉番石榴果皮、果肉中提取番石榴果皮果膠(Peel pectin,PEP)和果肉果膠(Pulp pectin,PUP),采用傅里葉紅外光譜、氣相色譜法、掃描量熱法、流變學特性分析、納米粒度電位分析儀、掃描電子顯微鏡方法研究其理化性質,并表征其結構特征,通過體外實驗研究其體外降脂活性,為其進一步研究利用果膠提供參考依據。
紅肉珍珠番石榴 果皮粗糙,9月份產自福建;D-半乳糖醛酸 純度97%,貨號G8120,北京索萊寶科技有限公司;咔唑 貨號C804607-25g,上海潤捷化學試劑有限公司;檸檬酸、無水乙醇、氫氧化鈉、鹽酸、濃硫酸、冰醋酸、膽固醇 分析純,國藥集團化學試劑有限公司;蘋果果膠(粉末態,純度65%,貨號P885045-100g)、膽酸鈉(純度95%,貨號S874962-5g)、?;悄懰徕c(純度95%,貨號S817405-1g)、消膽胺樹脂(貨號C872070-1g,純度BR) 上海麥克林生化科技有限公司;柑橘果膠(粉末態,純度74%,貨號P9135-100g) Sigma公司;鄰苯二甲醛(純度98%,貨號P108632-5g) 阿拉丁試劑有限公司;玉米油(食品級,其中飽和脂肪占14.4%,單不飽和脂肪30.2%,多不飽和脂肪55.4%) 山東魯花集團有限公司。
GZX-9140 MBE數顯鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司;FS-600N超聲波分散儀 上海生析超聲儀器有限公司;X-30R離心機 美國貝克曼有限公司;UV-2100型紫外可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司;SHZ-D型循環水真空泵 武漢科爾儀器設備有限公司;ER-52AA旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;Beta2-8LD冷凍干燥機 德國Christ公司;Nexus 470 FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀 美國 Nicolet公司;GC-MS- QP2010 日本島津公司;Dawn Heleos II 18角度激光光散射儀 美國WYATT公司;ZetasizerNano ZS納米粒度電位分析儀 英國馬爾文儀器有限公司;DSC204F型差示掃描量熱儀 耐馳儀器上海有限公司;JSM-6930LV掃描電鏡 日本NTC公司;DHR-2流變儀 美國TA儀器公司。
1.2.1 番石榴果膠的提取 參考崔靈敏等[12]方法,將新鮮的番石榴削皮,果皮厚度約2 mm,所得番石榴果肉除去籽,切片成5 mm厚的小塊,然后將番石榴果皮、果肉在95 ℃蒸3 min滅酶,在50 ℃條件下烘干至恒重。原料粉碎后分別過80目篩得到番石榴果皮粉、番石榴果肉粉。將過篩后的原料粉末用80%的熱乙醇洗滌以除去黃酮,待洗滌液冷卻后用真空泵抽濾,所得濾渣再反復用熱乙醇洗滌,洗至濾液中無黃酮檢出,采用硝酸鋁比色法[13]測定洗滌液中黃酮含量。然后將濾渣在50 ℃干燥,待用。
取20 g干燥濾渣按1:40 g/mL的料液比與pH為2.5的檸檬酸溶液提取液混合,再用10%的檸檬酸溶液將混合液pH調節至2.5,并于80 ℃水浴提取2 h,將溶液冷卻至室溫。然后采用超聲細胞破碎儀以90 W的功率連續超聲30 min,并在25 ℃下以6700×g離心10 min,取上清液,以4倍體積的95%乙醇沉淀過夜,過濾后的濾渣加入100 mL丙酮洗滌2次,洗滌后的果膠置通風櫥除去殘留溶劑后,于50 ℃烘箱干燥至恒重,用50 mL蒸餾水溶解干燥后的樣品,利用3500 Da的透析袋透析72 h,以除去小分子的雜質。所得透析液用真空旋轉蒸發儀于50 ℃濃縮至原體積的1/10,將濃縮后的樣品放入?20 ℃冰箱凍結12 h,然后放入凍干機在?100 ℃冷凍干燥48 h,分別得到番石榴果皮和果肉的水溶性果膠。果膠質量與原料質量之比即為果膠得率。
1.2.2 番石榴果膠的理化特性
1.2.2.1 果膠的基本成分測定 水分含量測定參照GB/T 5009.3-2016直接干燥法;脂肪含量測定參照GB/T 5009.6-2016索氏抽提法;灰分含量測定參照GB/T 5009.4-2010直接灰化法。
采用考馬斯亮藍法測蛋白含量[14],將牛血清白蛋白標準品配制成濃度為:0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL,取1 mL樣品,加入5 mL考馬斯亮藍貯備液,搖勻,靜置10 min,于595 nm波長測紫外吸光度,標準曲線為:y=5.765x+0.6085(R2=0.9904)。配制0.4 mg/mL的果膠溶液,按上述方法測定吸光度,代入標準曲線計算蛋白含量。
采用硫酸-苯酚法[15]測果膠中總糖含量,配制濃度為0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg/mL葡萄糖標準溶液,吸取1 mL待測液于具塞試管中,加入1 mL 5%苯酚溶液,搖勻,加入4 mL濃硫酸溶液,搖勻,靜置20 min,于490 nm波長測紫外吸光度,標準曲線為:y=10.233x?0.106(R2=0.9978)。配制0.04 mg/mL的果膠溶液,按上述方法測定吸光度,代入標準曲線計算總糖含量。
半乳糖醛酸含量測定參考陳巧巧等[16]的方法并加以改進,將果膠配制成0.05 mg/mL溶液,1 mL果膠溶液,加入5 mL的四硼酸鈉-濃硫酸溶液溶液,沸水浴5 min,取出冰浴,冷卻后加入0.15%間羥基聯苯溶液0.1 mL,混勻,靜置10 min,在520 nm處測定其吸光度。配制標準系列濃度的半乳糖醛酸溶液,繪制半乳糖醛酸標準曲線為:y=7.8804x?0.0017(R2=0.9990)。
1.2.2.2 紅外光譜分析 將溴化鉀放入100 ℃干燥箱中干燥8 h,樣品放入40 ℃干燥箱中干燥8 h。干燥后的樣品與溴化鉀以質量比為1:50混合均勻并壓成薄片,于傅里葉變換紅外光譜儀上進行紅外光譜分析,測量波數范圍4000~400 cm?1,掃描次數為64次。
1.2.2.3 分子量測定 利用凝膠滲透色譜法-多角度激光光散射(GPC-MALLS)聯用技術測定果膠分子量,色譜柱為 Shodex OHpak SB-804 HQ,SB-806 HQ(8 mm×300 mm),流動相為0.1 mmol/L硝酸鈉水溶液,使用前將流動相超聲10 min脫氣,進樣前將流動相流速調為0.3 mL/min平衡色譜柱8 h。將樣品及標樣配制濃度為1 mg/mL,用0.45 μm濾膜過濾,進樣量為100 μL,流動相流速為0.4 mL/min,柱溫為25 ℃,檢測器為RID示差折光檢測器,分析前用分子量40 kDa右旋糖酐標樣校正分子量,以確保其準確性。
1.2.2.4 中性糖組成測定 參考崔靈敏等[12]方法,利用氣相色譜-質譜聯用儀(Gas ChromatograpHy-Mass Spectrometer,GC/MS),將巖藻糖、半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖標準品用蒸餾水配制成4.301 mg/mL溶液,然后分別稀釋至172.040、17.204、8.602、4.301、0.430 μg/mL。通過內標法,依據單糖和肌醇在檢測器上的峰面積之比進行單糖的定量分析。先將標準單糖稀釋系列濃度與肌醇混合,計算不同濃度單糖與肌醇的峰面積比,以單糖濃度為橫坐標,單糖與肌醇峰面積之比為縱坐標,做標準曲線。將待測樣品與肌醇混合,得到樣品中單糖與肌醇峰面積之比,通過標準曲線計算樣品中各單糖含量。
色譜柱為Rxi-5MS(30.0 m×0.25 mm)型,柱溫155.0 ℃,注射溫度為250 ℃,流速為1.02 mL/min。質譜條件:接口溫度為250 ℃,離子源溫度為200 ℃,溶劑切除時間為5 min,MS檢測器模式為選擇離子模式(SIM)。
1.2.2.5 果膠溶液粒徑和Zeta電位測定 參考崔靈敏等[12]方法,用蒸餾水將果膠配制成1 mg/mL的溶液,吸取1 mL果膠溶液加入樣品池,將樣品池插入儀器中,等待溫度平衡,測量Zeta電位和粒徑。
1.2.2.6 熱穩定性測定 參考Saeid等[17]方法,利用差示掃描量熱法(differentia lscanning calorimetry,DSC)測定。將樣品取5 mg左右放入小坩堝,用壓片機進行壓片,記錄每一個樣品的質量,氮氣為保護氣體和冷卻氣體,以10 ℃/min的程序進行升溫,以25 ℃為起點,升溫到400 ℃。
1.2.2.7 流變學特性測定 參考Zhang等[18]方法加以改進,使用AR2000ex型流變儀利用流變儀進行檢測,錐板直徑為40 mm,錐角2°。配制濃度為1、5、10 mg/mL的樣品,吸取1 mL左右的樣品溶液到流變儀平板上,調整錐板和平板間距到1.00 mm,剪切速率范圍為0.1~100 s?1進行測定。
1.2.2.8 微觀形態觀察 將果膠配制成20 mg/mL溶液,冷凍干燥,取干燥的果膠沾到樣品臺,用濺射鍍膜法進行鍍金處理,高真空條件下使用掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope,SEM)對樣品進行微觀形態分析。
1.2.3 番石榴果膠的體外降脂作用測定
1.2.3.1 番石榴果膠吸附脂肪的測定 參考隋勇[19]實驗方法,準確稱取0.1 g樣品放入離心管中,加入10 mL 0.01 mol/L的鹽酸溶液,樣品溶解后,稱重記為m1。取3 g的玉米油加入,在37 ℃恒溫振蕩1 h,用0.1 mol/L的NaOH溶液,調節pH至7,在37 ℃恒溫振蕩1 h。3800×g離心10 min,上層的脂肪與下層溶液分層。吸取上層脂肪于干燥燒杯中,稱重記為m2,將其置于120 ℃烘箱中2 h,取出冷卻,稱量記為m3。將下層溶液與離心管稱重記為m4。按照下式計算吸附脂肪吸附能力。

式中:m0為樣品質量,以g計。
1.2.3.2 番石榴果膠結合膽固醇膠束的測定 膽固醇膠束液制備[20]:1 mL膠束液中含有10 mmol/L牛磺膽酸鈉、2 mmol/L膽固醇、5 mmol/L油酸、132 mmol/L NaCl、15 mmol/L磷酸緩沖液(pH為7.4)。以300 W功率超聲20 min使膠束液完全混合。膽固醇標準曲線的繪制:取標準系列濃度的膽固醇溶液0.4 mL,加入0.2 mL 1 mg/mL鄰苯二甲醛溶液,加4.0 mL冰醋酸、濃硫酸混合液(v:v=1:1),混勻,顯色10 min。于550 nm波長處測定吸光值,繪制標準曲線為:y=1.6545x+0.0493(R2=0.9940)。
參考Nagaoka等[21]實驗方法,稱取20 mg的果膠樣品加入1 mL 0.01 mol/L 的鹽酸溶液,37 ℃ 恒溫振蕩消化1 h,以0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調節pH為6.3,加入2 mL膽固醇膠束液。將混合液在37 ℃溫度下振蕩2 h,6700×g離心20 min,測定上清液其中膽固醇含量,以釋放膽固醇的量,表示番石榴果膠結合膽固醇膠束的量。

式中:W為膽固醇膠束結合量(mg/100 mg);c1為試驗組上清液膽固醇的質量濃度(mg/mL);c2為空白組上清液膽固醇的質量濃度(mg/mL);V為溶液體積(mL);m為樣品質量(mg)。

式中:W1為果膠對膽固醇膠束結合量(mg/100 mg);W2為考來烯胺對膽固醇膠束結合量(mg/100 mg)。
1.2.3.3 番石榴果膠結合膽酸鹽的測定 參考胡凱[22]方法,分別稱取20 mg的樣品,加入2 mL 0.01 mol/L的鹽酸溶液,在37 ℃恒溫振蕩消化1 h,以0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液調節pH為6.3,隨后每個樣品中加入8 mL膽酸鹽溶液(0.3 mmol/L牛黃膽酸鈉、0.3 mmol/L膽酸鈉,以pH6.3的0.1 mol/L磷酸緩沖液配制),在37 ℃恒溫振蕩2 h。6700×g離心20 min,測定上清液中的膽酸鹽含量。

式中:W為膽酸鹽結合量(μmol/100 mg);c1為空白組上清液膽酸鹽的質量濃度(μmol/mL);c2為試驗組上清液膽酸鹽的質量濃度(μmol/mL);V為溶液體積(mL);m為樣品質量(mg)。

式中:W1為果膠結合膽酸鹽量(μmol/100 mg);W2為考來烯胺結合膽酸鹽量(μmol/100 mg)。
膽酸鹽標準曲線的繪制:分別以0.1 mol/L、pH6.3的磷酸緩沖溶液配制0.3 mmol/L的牛磺膽酸鈉、膽酸鈉溶液,稀釋系列濃度,取膽酸鹽1.0 mL,再加入7 mL質量分數為60%的硫酸溶液,于70 ℃水浴20 min,取出冰浴5 min,在387 nm處測定吸吸光度。繪制標準曲線,?;悄懰徕c標準曲線為:y=2.2407x+0.0437(R2=0.9963);膽酸鈉標準曲線為:y=1.1712x+0.0170(R2=0.9911)。
數據均平行測定三次,并用Microsoft Excel 2019處理,使用SPSS新復極差法進行方差分析,Origin8.0作圖。
2.1.1 果膠基本成分測定 采用超聲波輔助檸檬酸法分別提取番石榴果皮和果肉中水溶性果膠,PEP得率為7.88%,PUP得率為6.32%,其基本成分如表1所示。PEP和PUP的總糖含量分別為85.75%±0.18%、83.06%±0.29%,二者均含極少量蛋白質和脂溶性成分。PEP、PUP半乳糖醛酸含量分別為60.39%±0.09%、59.44%±0.24%。半乳糖醛酸含量反映了果膠的純度,半乳糖醛酸含量越高,果膠純度越高。

表1 番石榴果膠的基本成分測定結果(%)Table 1 Results of determination of basic components of guava pectin (%)
2.1.2 紅外光譜分析 果膠是一種廣泛存在于植物細胞壁中的結構性雜多糖,果膠的結構組成在很大程度上取決于果膠的來源類型、水果的成熟度[23]和提取條件(例如,酸堿及對應的試劑種類、純化和干燥步驟等)。傅里葉變換紅外光譜可以反映果膠結構中存在的主要官能團。圖1表明,3423 cm?1處的強峰是由果膠分子的分子間和分子內氫鍵中存在的O-H基團的伸縮振動引起的吸收,在大約2940 cm?1處的峰對應于果膠中的C-H基團(CH、CH2和CH3)的對稱和非對稱伸縮振動[24]。在1633和1747 cm?1處的峰分別對應游離羧基(-COO?)和酯化羧基(-COO-R)?;诙叩谋戎狄部捎嬎愎z的酯化度(即酯化羧基的峰高度與二者峰高和之比[25]),根據圖1,計算可得:PEP酯化度為56.29%,屬于高酯果膠;PUP酯化度為48.57%,屬于低酯果膠。果膠在973和1018 cm?1附近對應吡喃型糖的特征吸收峰,說明這兩種果膠的構型均為吡喃型糖苷鍵連接[12]。

圖1 番石榴果膠的紅外光譜圖Fig.1 Infrared spectra of guava pectin
2.1.3 分子量測定 果膠的功能特性在很大程度上取決于果膠的分子量[25]。兩種果膠的相對分子質量分布見圖2,其分子特征參數見表2。PEP出現兩個峰,保留時間分別為18.31、20.46 min,重均分子量Mw分別為618.40 kDa(43.4%)、93.90 kDa(56.6%)。PUP出現三個峰,保留時間分別為15.75、17.86和20.37 min,Mw分別為1168.00 kDa(11.0%)、120.30 kDa(53.9%)和64.94 kDa(35.1%),表明兩種果膠均由不同分子量片段的果膠組成。多分散系數(Mw/Mn)表示分子量分布的寬度,各峰的多分散系數均高于1,表明這兩種果膠均具有廣泛的分子量分布,是一種非均一的天然多糖[26]。

表2 番石榴果膠的相對分子量Table 2 Relative molecular weights of guava pectin

圖2 番石榴果膠的分子量色譜圖Fig.2 Molecular weight chromatogram of guava pectin
2.1.4 中性糖組成測定 果膠分子的結構主鏈由α-D-半乳糖醛酸基通過1,4糖苷鍵連接而成,在主鏈中存在不同單糖構成的側鏈。標準曲線與各單糖含量見表3。如圖3,兩種番石榴果膠所含的中性糖種類一致,中性糖組成均以阿拉伯糖居多、其次是半乳糖,阿拉伯糖在PUP、PEP中含量分別為:88.48%±0.07%、83.86%±0.04%。兩種果膠中鼠李糖、巖藻糖、木糖、甘露糖、葡萄糖呈微量狀態,但是在二者中的含量相差不大。

圖3 中性糖組成氣相色譜圖Fig.3 Gas chromatogram of neutral sugars

表3 番石榴果膠的中性糖組成Table 3 Composition of neutral sugars in guava pectin
2.1.5 溶液粒徑和Zeta電位 如圖4所示,兩種果膠均帶負電荷,均屬于陰離子多糖,二者所帶電荷量無顯著性差別。溶液的粒徑越小,所帶電荷越多,溶液體系越穩定。PUP的粒徑顯著大于PEP,表明PEP溶液更穩定。

圖4 番石榴果膠Zeta 電位與粒徑分析Fig.4 Zeta potential and particle size analysis of guava pectin
2.1.6 熱穩定性 差示掃描量熱曲線,顯示了兩個峰,第一個峰為吸熱峰在96.42 ℃,此位置吸熱峰是由于水的存在,升溫導致水分蒸發,從而產生吸熱現象[27]。同時,這也可能是由于半乳糖醛酸之間的氫鍵以及結構的改變,如半乳糖醛酸環的4C1構象向1C4構象的轉變[28]。它代表果膠樣品的持水能力,并與果膠結構的親水基團有關[28]。由圖5可知,PUP的峰面積較大,表明PUP吸收更多能量使水分蒸發,這表明PUP的持水能力更強。第二個峰為放熱峰在269.85 ℃,這是由于果膠發生降解,從而釋放熱量。PEP、PUP的放熱峰出現的溫度相同,表明兩種果膠具有相同的熱穩定性。

圖5 番石榴果膠的DSC分析Fig.5 DSC analysis of guava pectin
2.1.7 流變學特性 圖6顯示了PEP、PUP在不同濃度、不同剪切速率下的粘度變化,兩種果膠的粘度都隨著溶液濃度的增加而增加,在不同濃度下PUP的粘度均高于PEP。兩種果膠的粘度都隨著剪切速率的增加而逐漸降低,這表明這兩種果膠溶液具有非牛頓流體的假塑性行為(剪切變?。29]。假塑性行為是由于聚合物網絡的解纏和部分鏈取向在剪切流動方向。在進一步增加剪切速率后,由于剪切變形引起的微觀結構發生變化,分子間的相互作用減少,從而使黏度降低到一個固定值[30]。

圖6 番石榴果膠溶液的表觀粘度Fig.6 Apparent viscosity of guava pectin solution
2.1.8 微觀形態觀察 由圖7可見,PEP、PUP微觀形貌均為片狀,表面有褶皺及凸起,但PUP褶皺更深。PEP邊緣呈細絲狀,形似觸角,且細絲較多,PUP初具細絲形狀。果膠的來源不同,提取方式的不同會導致果膠的表面結構有所差異,如從芒果皮中提取的果膠呈片狀,褶皺不明顯,有明顯的孔洞[12]。

圖7 番石榴果膠掃描電鏡圖Fig.7 SEM of guava pectin
2.2.1 番石榴果膠吸附脂肪的測定 為了說明番石榴果膠的生物活性的真實性,選擇了市售蘋果果膠、柑橘果膠與之比較,不同來源的果膠對脂肪的吸附結果見圖8,PUP對脂肪的吸附能力顯著高于其它幾種來源的果膠(P<0.05),PEP與柑橘果膠對脂肪的吸附無顯著性差別(P>0.05),而蘋果果膠對脂肪的吸附效果最差。提取方法也影響果膠對脂肪的吸附,李向陽等[31]采用不同方法提取蘋果果膠,研究蘋果果膠對芝麻油的吸附效果,其實驗方法與計算方法與本文相同,普通酸提、萬能破碎、超聲波法提取的蘋果果膠對脂肪的吸附均小于PEP、PUP,蒸汽爆破提取蘋果果膠對脂肪的吸附也小于PUP。果膠對脂肪的吸附有以下原因:溶解后的多糖分子鏈充分舒展,然后分子間相互作用形成網絡結構將脂肪包裹在網絡中;多糖溶液具有黏滯性,可黏著油脂而對其產生黏滯作用[32]。有研究表明果膠溶液在水中形成網絡結構,吸附脂肪,從而影響脂肪的消化,且這一特性主要與果膠的流變學特性有關,果膠溶液表觀粘度大,分子間相互作用強,對脂肪的吸附作用越大,越能抑制脂肪消化[33]。由圖6可知,在1、5、10 mg/mL濃度下,PUP溶液的表觀粘度均高于PEP,這可能是PUP吸附脂肪的效果優于PEP的原因。另外,果膠中酯基的疏水性也有利于與脂肪的相互作用。

圖8 不同來源果膠對脂肪的吸附Fig.8 Adsorption of fat by pectin from different sources
2.2.2 番石榴果膠結合膽固醇膠束的測定 血漿膽固醇水平高,尤其是低密度脂蛋白膽固醇水平高,表明患心血管疾病的風險增加。膽固醇可溶于膽鹽混合膠束中,在膽汁酸協助下直接被腸黏膜細胞吸收,在內質網內形成乳糜微粒,經淋巴系統進入血液循環[34]。血漿膽固醇水平受飲食和膽固醇生物合成、攝取和分泌的影響。果膠等多糖可以與膽固醇競爭進入膽鹽膠束,競爭混合膠束的空間并取代膽固醇,從而降低膽固醇在膠束中的溶解度,抑制人體對膽固醇的吸收[35]。在體外模擬膽固醇溶解的實驗中,人工膠束是最常用的一種基質,常用膽固醇、蛋黃卵磷脂、?;悄懰徕c和油酸來制備[36]??紒硐┌肥且环N陰離子螯合樹脂,作為降脂藥,可與膽汁酸呈不可逆性結合,促進膽汁酸的排出,加速膽固醇向膽汁酸的轉化,降低血漿膽固醇水平。PEP、PUP、蘋果果膠、柑橘果膠結合膽固醇膠束能力見表4,PEP、PUP、蘋果果膠、柑橘果膠相對于同劑量考來烯胺的結合量分別為44.96%±0.05%、48.23%±0.08%、45.78%±0.04%、47.63%±0.04%。PUP、柑橘果膠對膽固醇膠束的結合能力顯著高于PEP、蘋果果膠(P<0.05),PUP對膽固醇膠束的結合能力高于柑橘果膠,但無顯著性差異。

表4 不同來源果膠結合膽固醇膠束的能力Table 4 Ability of pectin from different sources to bind cholesterol micelles
2.2.3 番石榴果膠結合膽酸鹽的測定 膽汁酸(鹽)是肝內膽固醇衍生產物,最主要的功能是促進膽固醇的轉運,從而維持膽固醇在體內平衡[37]。膽汁酸一般都是以鹽(Na、K)及結合型的形式存在的,所以膽汁酸往往被稱之為膽酸鹽。膽酸鹽可分為游離型膽酸鹽和結合型膽酸鹽,牛磺膽酸鈉為結合型膽酸鹽,膽酸鈉為游離型膽酸鹽,本研究選取牛磺膽酸鈉、膽酸鈉作為對象具有代表性。PEP、PUP、蘋果果膠、柑橘果膠對牛磺膽酸鈉、膽酸鈉的結合能力見表5,不同來源的果膠對膽酸鈉的結合能力均高于?;悄懰徕c。PUP對?;悄懰徕c、膽酸鈉結合量均顯著高于PEP、蘋果果膠、柑橘果膠(P<0.05),PEP、蘋果果膠、柑橘果膠對牛磺膽酸鈉結合量無顯著性差異(P>0.05),柑橘果膠對膽酸鈉的結合量均顯著高于PEP、蘋果果膠(P<0.05)。在相同質量濃度(2 mg/mL)下,PEP、PUP兩種果膠對牛磺膽酸鈉的結合能力均大于酸提木耳多糖[38]。錢雅雯[39]采用超聲輔助提取籽瓜水溶性多糖,籽瓜多糖對?;悄懰徕c的結合量為0.13 μmol/100 mg,低于PUP,與PEP相差不大。研究表明[40]膽酸鹽可以直接被多糖吸附;多糖分子形成粘性網絡,從而限制膽酸鹽的釋放,果膠與膽酸鹽的結合可以認為是吸附效應和粘性效應雙重作用,隨著果膠溶液表觀粘度的增加,果膠對膽酸鹽的結合能力增大。PUP吸附膽酸鹽的效果優于PEP,這與兩種果膠流變學特性研究結果一致。

表5 不同來源果膠對膽酸鹽的結合Table 5 Binding of pectin from different sources to cholate
本實驗采用超聲輔助檸檬酸提取方法從番石榴果皮、果肉中提取了果膠,并對其結構和理化性質進行表征。結果表明:PEP半乳糖醛酸含量為60.39%±0.09%,酯化度為56.29%,重均分子量有兩個級分(618.40、93.90 kDa);PUP半乳糖醛酸含量為59.44%±0.24%,酯化度為48.57%,重均分子量有三個級分(1168.00、120.30、64.94 kDa);兩種果膠的中性糖種類相同,但含量有差別;PEP溶液粒徑顯著小于PUP(P<0.05);兩種果膠均呈現假塑性流體的特性,但同一濃度下,PUP溶液表觀黏度高于PEP;掃描電鏡圖顯示,兩種果膠微觀形態有差別,其中PEP邊緣有較多觸角狀細絲,PUP褶皺更深。以上結果均說明這兩種果膠分子結構存在差異。PEP、PUP體外降脂實驗中,PUP體外降脂活性優于PEP。