全 文 ：收稿日期:2007-01-15
作者简介:冯 睿(1981-),女,山东滨州人,在读硕士研究生,(电话)13006164123(电子信箱)frey@webmail.hzau.edu.cn;通讯作者,薛爱芳。
文章编号:0439-8114(2007)03-0461-03
第46卷第3期
2007年5月
湖北农业科学
HubeiAgriculturalSciences
Vol.46No.3
May.,2007
为了提高油菜子饼粕的产品附加值,对油菜子
多糖进行了系统研究,在前期工作的基础上[1-3],应
用超声和辅助氢氧化钠提取油菜子多糖,并对其结
构进行了分析,拟为解释其构效关系提供依据。
1 材料与方法
1.1 原料、仪器和试剂
采用文献[1]方法提取并脱蛋白后的粗多糖及
DEAE-SaphadexA-25柱层析分离的级分多糖
RSPS-2、RSPS-3[2]。仪器有:AL204型分析天平(梅
特勒-托利多),S22分光光度计(上海棱光技术有限
公司),UV-300型分光光度计(Nicolet),AVAM AR
红外光谱仪 (Varian),ARX-400核磁共振仪(Bruk-
er)。试剂均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 紫外-可见光谱扫描 精确称取级分多糖样
品 10mg,配成 1mg·mL-1的水溶液,以蒸馏水作对
照,在 400~190nm进行紫外扫描;取 1mL水溶液,
加入1mL5%的苯酚溶液和5mL浓硫酸,显色30
min后,以1mL蒸馏水+1mL5%的苯酚+5mL浓硫
酸溶液作对照,进行700~400nm可见光谱扫描。
1.2.2 红外光谱扫描 各级分多糖样品经 KBr压
片,于红外光谱仪上扫描,扫描范围 4000cm-1～
600cm-1,仪器分辨率0.5cm-1,扫描32次。
1.2.3 核磁共振氢谱分析 样品 20mg溶于 D2O
中,在BrukerARX-400高分辨率核磁共振仪上进
行,320K,1H-NMR频率为500.13MHz。
1.2.4 相邻单糖糖基连接方式——高碘酸氧化反
应 准确称取级分多糖样品 10mg,溶于 20mL
0.015mol·L-1的高碘酸钾溶液中,于4℃恒温氧化。
分别于 4h、8h、12h、24h、48h后取样,每次取样
0.2mL,定容至 50mL,于 223nm波长测定吸光度
值。将测得的级分多糖溶液的吸光度与原高碘酸钾
溶液的吸光度相比较,同时与等分子的碘酸钾溶液
相比较,由所得高碘酸的浓度下降的数值,可以推
算出平均每个糖基消耗的高碘酸量(以单糖残基数
为基准)。取样 4.0mL,加入 2滴乙二醇放置 10
min,以酚酞为指示剂,用0.1000mol·L-1NaOH标准
溶液滴定甲酸的生成量[4]。
1.2.5 刚果红试验 将0.5mg·L-1的级分多糖水溶
液与50μmol·L-1的刚果红溶液混合,加入NaOH溶
液,使NaOH最终浓度为0.2mol·L-1,室温下放置
10min,在600～400nm范围内扫描[5]。
2 结果与分析
2.1 紫外-可见光谱分析
由图1可见,虽然油菜子多糖在 280nm处的
吸收不明显,但文献[3]已证明油菜子多糖仍含有少
量蛋白质。由图 2可见,两个级分多糖的水溶液经
苯酚-硫酸法显色后,在490nm附近有明显的吸收
峰,这是多糖显色反应后的特征吸收峰。
2.2 红外光谱分析
对两个级分多糖 RSPS-2、RSPS-3进行红外光
谱分析,以考察其糖基环化方式、异头异构体情况
及是否是糖蛋白缀合物。其红外光谱见图3。由图3
可知,两个级分多糖都有以下的结构特征:3500~
油菜子多糖的结构分析
冯 睿 1a,谭 勇 2,沈 敏 1a,王小宁 1b,薛爱芳 1a,陈 浩 1a
(1.华中农业大学a.理学院;b.生命科学技术学院,武汉 430070;2.湖北省农业生态环境保护站,武汉 430070)
摘要:应用超声和辅助氢氧化钠提取油菜子多糖,并对其结构进行了分析。紫外可见扫描、红外扫描和核
磁共振结果表明,油菜子多糖RSPS-2和RSPS-3是含有 α-糖苷键的糖蛋白缀合物,且 RSPS-2含有 β-
糖苷键;高碘酸反应表明,RSPS-2含有较多的 1→2或 1→4键,而 RSPS-3含有较多的 1→6键;刚果红
试验表明,以上两个主要级分多糖均含有3股螺旋结构。
关键词:油菜子多糖;紫外光谱;红外光谱;核磁共振;结构分析
中图分类号:S565.4;S601 文献标识码:A
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2007.03.048
图3 油菜子多糖的红外光谱图
3000cm-1的宽峰是羟基O-H的伸缩振动峰,是典
型的-COOH峰型;1700~1400cm-1之间的峰代表着
3种典型的酰胺峰,依次为酰胺基H2N-C=OR的C=
O伸缩振动的酰胺峰Ⅰ、酰胺基H2N-C=OR的N-H
面内弯曲振动和部分 C-N键的伸缩振动的酰胺峰
Ⅱ,以及酰胺基H2N-C=OR的 C-N键的伸缩振动
和N-H键的面内弯曲振动的酰胺峰Ⅲ,证明油菜
子多糖是一种糖蛋白缀合物。1100cm-1附近的吸收
峰是仲醇吡喃环中的O-C-O的伸缩振动和伯醇吡
喃环中的O-C-O的伸缩振动,850cm-1附近的吸收
峰由吡喃环 α-端基差向异构的 C-H弯曲振动引
起,表明油菜子多糖中含有α-糖苷键连接的吡喃糖[4]。
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2.3 核磁共振分析
1H-NMR主要解决多糖结构中糖苷键构型问
题。对于多糖分子来说,由于不同糖残基中非异头
质子的亚甲基和次甲基的化学位移非常靠近,结果
它的 1H-NMR谱峰严重重叠,大部分质子共振峰出
现在 δ3.0~4.5的非常小的区域内,给解析带来困
难。RSPS-2和 RSPS-3的 1H-NMR谱图见图 4和
图 5。由图 4和图 5可见,RSPS-2和 RSPS-3在
δ4.62、4.67附近的化学位移表明该多糖中末端存在
α-糖的结构。化学位移小于 δ3.50有系列小峰,说
明该糖中可能有烷基或蛋白质中脂链氨基酸残基
的存在,进一步证明 RSPS是一种糖蛋白缀合物;
RSPS-2在 δ7.64~5.58有多重峰,说明在此区间有
含芳基的氨基酸残基,如酪氨酸和苯丙氨酸,在
δ4.61处的峰则表明该糖中存在β-糖苷键的结构。
2.4 相邻单糖糖基连接方式
高碘酸可以选择性的断裂糖分子中连二羟基
或连三羟基处,生成相应的多糖醛、甲醛或者甲酸。
(责任编辑 万景辉)
3 结论
油菜子多糖RSPS-2和RSPS-3在280nm处的
紫外光谱吸收不显著,但在红外光谱中两个级分都
有几种特征酰胺峰存在,表明 RSPS-2和 RSPS-3
确实含有蛋白质。核磁共振波谱分析证明,RSPS-2
和RSPS-3都含有 α-糖苷键,RSPS-2中还存在 β-
糖苷键。高碘酸反应表明,RSPS-3含有较多的1→6
键;而RSPS-2有较多的1→2键或1→4键。碱提油
菜子粗多糖和级分多糖都含有3股螺旋结构。
参考文献:
[1] 陈 浩,冯 睿,沈 敏,等.菜籽饼粕多糖的超声辅助碱提、纯
化及理化性质研究[J].食品科学,2006,27(10):345-349.
[2] 沈 敏,冯 睿,刘贝贝,等.碱提菜籽多糖脱蛋白方法的研究
[J].食品科技,2006,31(9):273-275.
[3] 陈 浩,贺小敏,冯 睿,等.超声提取菜籽饼粕多糖的方法研
究[J].食品科学,2005,26(9):359-361.
[4] 张惟杰.糖复合物生化研究技术[M].杭州:浙江大学出版社,
1994.
[5] 梁忠岩,张翼伸.树舌多糖 CF2a溶液中构象行为的研究[J].生
物化学与生物物理学报,1994,26(4):411-416.
图6 油菜子多糖刚果红络合物的最大吸收波长变化
λ/nm
反应定量地进行,每开裂一个C-C键消耗一分子高
碘酸。通过测定高碘酸消耗量及甲酸的释放量,可
以判断糖苷键的位置、直链多糖的聚合度、支链多
糖的分枝数目等。两个级分多糖经高碘酸氧化12d
左右达到平衡。所测定的高碘酸浓度下降数值和甲
酸生成量见表1。以1→2或1→4位键合的糖基经
高碘酸氧化,平均每个糖基仅消耗1分子高碘酸,
并且无甲酸释放;以1→3位键合的糖基不被高碘
酸氧化;以1→6位键合的糖基或非还原末端基经
高碘酸氧化消耗 2分子高碘酸,同时释放1分子甲
酸[4]。因此可以说,每生成一分子甲酸,就氧化了一
个1→6键。从表1可以得出,RSPS-2有较多的1→
2键或1→4键;而RSPS-3含有较多的1→6键。
2.5 刚果红试验
刚果红是一种能和具螺旋构象多糖形成络合
物的染料,并导致最大吸收波长红移。然而,一定浓
度的 NaOH的存在会破坏维持 3股螺旋构象的氢
键,导致最大吸收波长的减小。由图 6可知,NaOH
为0.2mol·L-1时,油菜子多糖与刚果红形成的络合
物的最大吸收波长有上升趋势,表明超声辅助碱提
取的油菜子多糖的两个级分都有3股螺旋结构。
表1 高碘酸反应结果(mol·mol-1糖基)
RSPS-2
RSPS-3
高碘酸消耗量
0.7176
0.7695
甲酸生成量
0.1247
0.2929
1→6键
0.1247
0.2929
1→2或1→4键
0.4681
0.1836
6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
图5 RSPS-3的 1H-NMR图谱
δ
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