本网讯(通讯员 郭娜)近日,我校范国强院士团队在国际知名学术期刊Ultrasonics Sonochemistry在线发表题为“Ultrasound-assisted deep eutectic solvent extraction combined with gradient ethanol precipitation of polysaccharides from Paulownia fortunei flowers: Process optimization, physicochemical characterization, bioactivity evaluation”的研究论文。该研究构建了超声辅助低共熔溶剂提取耦合梯度乙醇沉淀的泡桐花多糖高效提取与分离一体化工艺,多糖提取率较传统方法显著提高,为泡桐花资源的高值化利用和木本植物活性多糖的绿色制备提供了新思路。

泡桐是我国重要的速生用材和生态防护树种,河南作为主产区拥有丰富的泡桐花资源。泡桐花中富含多糖、黄酮等多种生物活性成分,在抗氧化、美容护肤及食品保鲜等领域具有较大的开发潜力。但传统提取与分离方法普遍存在工艺周期长、操作复杂、提取率偏低、分离成本较高等瓶颈,制约了泡桐花资源的高效利用。
低共熔溶剂是一类新型绿色溶剂,具有制备简便、毒性低、生物相容性好等优势;超声辅助提取则可通过空化效应和机械振动破坏植物细胞壁,加速溶剂渗透与有效成分溶出。研究团队采用超声辅助低共熔溶剂法实现了泡桐花多糖的高效、绿色提取,并在此基础上进一步以梯度乙醇沉淀法对所得粗多糖进行分级分离,获得PFP-40、PFP-60和PFP-80三种分级多糖(图1)。

图1 泡桐花多糖的提取分离流程
研究团队借助多种现代分析手段对泡桐花分级多糖进行了系统表征:测定各组分的单糖组成与分子量,通过红外光谱解析官能团特征,并结合扫描电镜观察其微观形貌差异(图2)。结果表明,梯度乙醇沉淀能够实现泡桐花多糖的有效分级,各组分的结构特征得以明确,为阐释其生物活性与结构之间的构效关系奠定了基础。

图2 泡桐花多糖的结构表征
体外活性评价表明,泡桐花分级多糖具有良好的抗氧化活性和酪氨酸酶抑制活性,能够有效抑制酶促黑色素生成,在天然美白和抗氧化功能原料开发方面具有较好的应用前景(图3)。

图3 泡桐花多糖的体外活性评价
该研究建立的超声辅助低共熔溶剂提取耦合梯度乙醇沉淀一体化工艺兼具绿色高效、溶剂可回收、分离简便、易于放大等优势,突破了传统方法周期长、效率低的瓶颈,为泡桐花乃至木本植物活性多糖的产业化制备与高值化开发提供了重要技术支撑。
我校郭娜副教授、硕士研究生杨乐为该论文共同第一作者,范国强院士为通讯作者,我校曹喜兵副教授和河南省林业科学研究院翟晓巧研究员等参与研究工作。该研究获国家自然科学基金(32301573)、河南省博士后资助项目(HN2022118)、河南省科技攻关项目(262102110146)及中原学者科学家工作室建设专项(30601986)等项目资助。
编辑/侯国栋 审核/赵振利 签发/王娟