牛眼果果肉与种子多糖的理化特性及体外降糖、抗糖基化与益生元活性比较研究

《LWT》：Comparative study of pulp- and seed-derived polysaccharides from Elaeagnus conferta Roxb.: Physicochemical properties and in vitro hypoglycemic, antiglycation, and prebiotic activities

本研究针对牛眼果（Elaeagnus conferta Roxb.）果肉与种子来源多糖的理化特性及生物活性开展系统比较，通过整合化学分析、酶动力学、抗糖基化实验及体外粪便发酵模型，揭示果肉多糖（ECRP-P）在α-葡萄糖苷酶抑制、晚期糖基化终末产物（AGEs）阻断及肠道菌群调节方面均优于种子多糖（ECRP-S），其低分子量（220.58 kDa）与高半乳糖醛酸含量（17.76%）是功能优势的关键结构基础，为开发抗糖尿病功能性食品提供了新候选原料。

　　

在热带与亚热带地区的喀斯特地貌中，生长着一种名为牛眼果（Elaeagnus conferta Roxb.）的稀有常绿木质藤本植物。其根、叶、果实传统上被用于治疗糖尿病、溃疡、炎症和风湿等疾病，但对其主要活性成分之一——多糖的研究仍存在巨大空白。随着糖尿病等代谢性疾病全球高发，控制餐后血糖波动和抑制非酶糖基化成为重要策略。植物多糖因结构多样、毒性低、活性广泛而备受关注，但牛眼果不同组织（如果肉与种子）来源多糖的结构与功能差异尚不明确。

为此，研究人员从牛眼果果肉（ECRP-P）和种子（ECRP-S）中分离水溶性多糖，系统比较其理化特性与功能。研究发现，ECRP-P得率（7.04%）低于ECRP-S（12.28%），但分子量更低（220.58 kDa vs 377.34 kDa）、半乳糖醛酸含量更高（17.76% vs 8.78%）。结构上，仅ECRP-S存在稳定三螺旋构象。功能实验表明，ECRP-P的α-葡萄糖苷酶抑制活性（IC₅₀= 0.004 mg/mL）显著强于ECRP-S（0.037 mg/mL），且对早期（果糖胺）、中期（α-二羰基化合物）和晚期（AGEs）糖基化均表现出更强抑制作用。体外粪便发酵48小时后，ECRP-P促进短链脂肪酸（SCFAs）生成能力更优，并显著调节肠道菌群，如使Escherichia–Shigella从44.24%降至1.60%，同时富集Segatella（9.82%）、Bacteroides（19.07%）和Megamonas（10.09%）。ECRP-S则主要富集Segatella（44.32%）和Bifidobacterium（7.22%）。这些差异与多糖的分子量、单糖组成和构象密切相关，说明果肉多糖更具开发为降糖、抗糖基化及益生元功能性配料的潜力。

关键实验方法概述

本研究采用热水提取法从牛眼果果肉和种子中分离多糖，通过高效凝胶渗透色谱（HPGPC）分析分子量分布，离子色谱（HPAEC）测定单糖组成，傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和刚果红实验分析构象。体外活性评估包括α-葡萄糖苷酶抑制动力学、多阶段抗糖基化（果糖胺、α-二羰基化合物和AGEs）及体外粪便发酵（供体来源：6名健康志愿者），结合16S rRNA测序和短链脂肪酸（SCFAs）检测分析菌群变化。

研究结果

3.1. 提取率与化学组成

ECRP-S得率高于ECRP-P，但ECRP-P的糖醛酸和蛋白质含量更高，提示其结构更复杂，可能增强生物活性。

3.2. 多糖的理化特性

ECRP-P分子量较低且分布更均一（M_w/M_n= 2.79），而ECRP-S分子量高且分布宽（6.86）。单糖组成显示ECRP-P富含半乳糖醛酸（15.99%），ECRP-S则以葡萄糖为主（75.46%）。FT-IR证实两者均具多糖特征吸收峰。刚果红实验表明仅ECRP-S存在三螺旋结构。热分析（DSC）显示ECRP-S热稳定性更高。

3.3. 体外降糖活性

ECRP-P对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强于ECRP-S，Lineweaver–Burk图谱显示两者均为混合型抑制，但ECRP-P与酶结合更紧密（K_is= 0.043 mg/mL）。

3.4. 抗糖基化活性

在牛血清蛋白（BSA）-果糖糖基化模型中，ECRP-P对早期、中期和晚期糖基化产物的抑制均优于ECRP-S，尤其对AGEs生成的抑制效果（IC₅₀= 0.27 mg/mL）显著。

3.5. 体外粪便发酵特性

发酵48小时后，ECRP-P的碳水化合物利用率和SCFAs产量均高于ECRP-S，菌群分析表明ECRP-P更显著提升Bacteroides、Faecalibacterium等有益菌，降低Escherichia–Shigella。PICRUSt功能预测显示ECRP-P增强碳水化合物代谢、膜转运等通路。

结论与意义

本研究表明，牛眼果果肉多糖（ECRP-P）因其较低分子量和较高糖醛酸含量，更具优异的降糖、抗糖基化及益生元活性。其通过抑制α-葡萄糖苷酶、阻断AGEs形成及调节肠道菌群，在预防糖尿病及并发症方面展现出潜力。该研究为开发牛眼果多糖作为功能性食品成分提供了理论依据，并凸显了植物组织来源对多糖功能的显著影响。