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。该研究构建了超声波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策略,多糖提取率较传统提取显著提高,为泡桐花资源的高值化利用与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,河南作为泡桐主产区拥有丰富的泡桐花资源。泡桐花富含多糖、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潜在应用价值。然而,传统多糖提取与分离方法普遍存在工艺周期长、操作复杂、提取率低、分离成本高等瓶颈。
低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvent, DES)作为一种新型绿色溶剂,具有制备简便、低毒、生物相容性好等优势;超声波辅助提取则可通过空化效应与机械振动破坏植物细胞壁,加速溶剂渗透与溶质溶出。本研究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。在此基础上,研究团队进一步采用梯度乙醇沉淀法对泡桐花多糖进行了分级分离,得到三种分级多糖PFP-40、PFP-60和PFP-80。

图1 泡桐花多糖的提取分离流程
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,测定各组分单糖构成与分子量,利用红外光谱解析官能团特征,结合扫描电镜观察微观形貌差异,证实梯度乙醇沉淀可实现泡桐花多糖有效分级分离,明晰多糖结构特征,为阐释其生物活性构效关系奠定结构基础。

图2 泡桐花多糖的结构表征
体外活性测试表明,泡桐花分级多糖具备良好的抗氧化活性和酪氨酸酶抑制活性,可有效抑制酶促黑色素生成,在天然美白、抗氧化活性原料开发方面具备应用潜力。

图3 泡桐花多糖的体外活性评价
该研究建立的超声波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、可放大等优势,克服了传统方法周期长、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的技术支撑。
我校郭娜副教授和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。河南农业大学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了该项研究工作。该研究得到国家自然科学基金(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)等项目的资助。
编辑/黄璞 李培亚 审核/王娟 签发/陈玺