羊肚菌多糖提取新突破！酸碱性“绿色溶剂”大幅提升降糖降脂活性

羊肚菌（Morchella importuna）不仅是餐桌珍馐，更是潜力巨大的功能食品原料。其核心活性成分——多糖（MIPs）具有显著的降血糖、降血脂功效[1]。但传统提取方法效率低、活性成分易破坏。山西农业大学最新研究创新性地采用“深共晶溶剂（DES）”，首次对比了酸性与碱性DES提取对羊肚菌多糖结构、质及活性的影响，为功能性多糖的精准提取提供了新思路！

一、为何选择深共晶溶剂（DES）？​

现有的提取多糖的方法主要包括热水、碱性或酸性水法、生物法、微波辅助法和超声辅助法[2]。然而，这些先前建立的多糖萃取方法大多存在萃取溶剂消耗高、能耗高、萃取持续时间长、萃取率低、成本高、环境友好性低等缺点。DES作为新一代用于生物质加工的环保溶剂，受到了相当大的关注。以DESs为介质的萃取方法不仅具有离子液体良好的溶解性、化学稳定性和热稳定性，而且具有成本低、效率高、可回收、环保等优点。因此，DES可以作为提取天然PS的潜在溶剂。

二、酸/碱DES如何改变多糖结构？

研究通过多维度表征发现，不同DES溶剂显著影响多糖的分子特性​

​1. 分子量与溶液特性

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DES-酸性提取物（MIP-AC）分子量最小（11–552 kDa），粒径最小（39.41 ± 0.58 nm），溶液稳定性最高（电位绝对值达17.3 mV）；DES-碱性提取物（MIP-AL）仍保留中高分子量（801 kDa），但酸性环境使传统热水萃取多糖（HWE）MIP-W的高分子链明显降解。

这些MIP均由葡萄糖胺（GlcN）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）和甘露糖（Man）组成，其摩尔比分别为37.89∶60.78∶1； 32∶43.07∶55. 91∶1；02、47.55∶51. 30：1。此外，与MIP-W相比，MIP-AC和MIP-AL的葡萄糖含量增加，甘露糖和半乳糖含量降低。

2.  表面形貌分析

MIP-W表现出带有网状层的大块状形态，而MIP-AL表现出不规则的片状形态和光滑的表面。在 MIP-AL 的 SEM 图像中也可以找到一些小突起。相比之下，MIP-AC由许多细小的块状颗粒组成，其表面粗糙，结构相对松散。造成这种现象的原因可能是DES-AC在超声提取过程中部分破坏了PS分子链，减小了分子大小。观察结果与粒径和分子量的分析结果一致。

二、流变特性揭示应用潜力

三种MIP溶液的粘度与浓度呈正相关，且随着MIP浓度的增加而增加。此外，三种MIP的表观粘度随着剪切速率的增加而降低，这表明所有三种类型的样品都是非牛顿假塑性流体，即使在低浓度和高浓度下也通常会剪切变薄。在相同的浓度和剪切速率下，MIP-W水溶液的表观粘度最高，MIP-AC水溶液最低，与分子量呈正相关。这种差异可能是由于PS的表观粘度随着其分子量的降低而降低，这是由于酸、碱和超声波处理使溶液中的分子链和粒径解离造成的。

PS是一种粘弹性材料，具有固体和液体特性，可以通过动态频率扫描进行测量。MIPs的G′和G〃曲线都随着浓度的增加而上升，ω也随之增加。在相同的浓度和ω范围内，MIP-W和MIP-AL的G′和G〃明显超过MIP-AC，并与分子量呈正相关，这可能是由于PSs的粘弹性因更多分子链的卷曲而增强。此外，在较低ω下G′低于G〃的情况下，这三种不同浓度的MIP都是粘性的（液体状），而当G′在较高ω下占主导地位时，它们表现出弹性（凝胶状）行为。结果表明，经DES-AC和DES-AL处理的PS具有与MIP-W相似的优异胶凝性能。

三、MIPs的体外低血糖和降血脂活性

为了更好地评估MIPs的降血糖和降血脂作用，使用Hep G2细胞建立高糖高脂模型。用MIP-W、MIP-AC和MIP-AL处理后，模型组Hep G2细胞的葡萄糖消耗量分别增加了23.82%、9.53%和21.34%。其中，MIP-AL和MIP-W没有显示出显著差异，但都高于MIP-AC。此外，MIP-AL使Hep G2细胞中的TG和TC含量分别降低了29.40%（和24.54%，明显高于MIP-AC和MIP-W组。综上所述，MIP-AL具有良好的降血糖和降脂活性。

本研究通过对比酸性深共熔溶剂（DES-AC）、碱性深共熔溶剂（DES-AL）与传统热水提取法对羊肚菌多糖的提取效果，系统阐述了提取介质如何通过改变多糖的结构特性进而影响其流变学性质及降血糖、降血脂活性。具体而言，DES提取能显著提高多糖得率及碳水化合物、硫酸根含量，同时会改变多糖的糖苷键类型、表面形貌，降低其分子量与粘度，并提升体系稳定性。其中，经DES-AC提取的多糖（MIP-AC）具有高纯度、低粘度及高稳定性等特点；而经DES-AL提取的多糖（MIP-AL）则因保留了更多（1→6, 1→3, 1→2）等糖苷键及较高的硫酸根含量，展现出更强的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶及胰脂肪酶抑制活性，并在细胞模型中显著提升了葡萄糖消耗并降低了甘油三酯和胆固醇含量。研究结论指出，MIP-AC因其特性更适用于注射液及口服液等健康产品应用，而MIP-AL则因其卓越的生物活性可作为功能食品饮料的探索原料。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.115742

参考文献

[1] Structural characterization and immunomodulatory mechanisms of two novel glucans from Morchella importuna fruiting bodies.

[2] Optimization of deep eutectic solvent-based ultrasound-assisted extraction of polysaccharides from Dioscorea opposita Thunb.