多糖是由多種單糖及其衍生物組成的一系列天然大分子活性物質(zhì)，因具有多種活性功能而受到越來越多的關(guān)注。食品工業(yè)中常采取適當(dāng)?shù)慕到夥椒ǐ@取具有合適分子質(zhì)量的多糖，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道目前常用的降解方法有化學(xué)降解法、酶降解法和微生物降解法等。

鐵皮石斛（

Dendrobium officinale

）為蘭科石斛屬植物，藥用歷史十分久遠(yuǎn)。多糖是鐵皮石斛中最主要的成分，其單糖組成主要是葡萄糖、甘露糖，部分含有鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖等，但目前針對(duì)鐵皮石斛多糖（DOP）降解方法的研究較少，這極大地限制了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

在化學(xué)降解方法中，VC法具有一定的優(yōu)勢(shì)。L-抗壞血酸也被稱為VC，是一種天然存在的有機(jī)化合物和重要的食品添加劑。具有抗氧化、抗衰老、抗癌、免疫調(diào)節(jié)等活性。由于抗壞血酸在反應(yīng)過程中分解，這種氧化體系的降解產(chǎn)物純度高，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高效的生態(tài)友好和生物安全降解。目前關(guān)于VC對(duì)DOP的降解作用還鮮見報(bào)道。

安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院的曾燚、胡江苗*和中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的楊柳*等人利用VC這一高效的生態(tài)友好和生物安全降解方法獲得鐵皮石斛低聚糖，同時(shí)比較VC降解方法與H2O2降解法和平酸降解法對(duì)DOP降解效果的差異，以期為DOP降解方法研究以及在抗衰老方面的應(yīng)用提供理論參考。

1

DOP分子質(zhì)量分析

如圖1所示，DOP的保留時(shí)間主要集中在組分I（保留時(shí)間

t

R = 4.5 min左右）， 分子質(zhì)量為 1.168×107 Da 。H 2 O 2 法和檸檬酸法處理后，分子質(zhì)量主要集中在組分I，與未處理前的DOP分子質(zhì)量分布一致，由此可見，H 2 O 2 法和檸檬酸法對(duì)DOP沒有降解作用。而用VC法和H 2 O 2 -VC法處理后，DOP的保留時(shí)間有所延后，在HPLC分析圖中，組分I占比明顯降低，組分II與組分III占比較多，分子質(zhì)量小于組分I，組分II（

t

R = 5.923 min左右）分子質(zhì)量為 9.24×10 5 Da，組分III（

t

R = 8.239 min左右） 分子質(zhì)量為 1.49×10 4 Da；這兩種化學(xué)降解方法降解效果相似；結(jié)果表明，H 2 O 2 -VC法和VC法對(duì)DOP有一定的降解作用，處理后分子質(zhì)量降低。

2

DOP總糖和蛋白含量分析

對(duì)達(dá)5種多糖進(jìn)行總糖、蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析，如表1所示，H2O2-VC法和VC法蛋白含量降解后有所提高，各組總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)降解前后無明顯差異。

3

DOP的FTIR分析

如圖2所示，DOP和降解多糖的特征吸收峰相似，結(jié)果表明降解處理沒有改變多糖的主要官能團(tuán)結(jié)構(gòu)。3500 cm-1 附近是—OH的伸縮振動(dòng)吸收峰，為糖類特征峰。在 2920 cm-1 附近的吸收峰歸因于C—H伸縮振動(dòng)。1636 cm-1 附近的吸收峰歸因于 C=O 伸縮振動(dòng)。3433 cm-1 附近寬大的強(qiáng)烈吸收峰為糖環(huán)上的—OH吸收峰；而 2889 cm-1 和 1417 cm-1 附近的吸收峰則是由糖環(huán)上C—H鍵的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)引起；在 1637 cm-1在 1637 cm-1 附近的微弱吸收峰是由—OAc（乙?；┥系?C=O 伸縮振動(dòng)引起。800~1200 cm-1 區(qū)域被認(rèn)為是多糖的“指紋”區(qū)域。在 1000~1200 cm-1 區(qū)域的吸收峰群是由糖環(huán)間的氧橋C—O—C引起，而 872 cm-1 和 807 cm-1 的吸收峰屬于典型的

構(gòu)型多糖的吸收峰。綜上分析可知DOP和降解多糖是乙?；〈?blockquote id="4B4H9NDN">構(gòu)型多糖。

4

DOP單糖組成分析

根據(jù)上述結(jié)果，H2O2法和檸檬酸法對(duì)DOP無明顯降解作用，H2O2-VC法和VC法對(duì)DOP有一定的降解作用，這兩種化學(xué)降解方法作用機(jī)理相同且降解效果相似；且VC會(huì)在反應(yīng)過程中分解，這種氧化體系的降解產(chǎn)物純度高，可以實(shí)現(xiàn)高效的生態(tài)友好降解。后續(xù)研究均以DOP及VC-DOP為代表，對(duì)DOP和VC法處理后的多糖樣品進(jìn)行單糖組成分析，如圖3所示，降解前后單糖種類沒有差異，均為中性多糖，主要由葡萄糖、甘露糖組成，說明化學(xué)方法降解不改變多糖的單糖組成，這與先前研究結(jié)論一致。

5

DOP表觀結(jié)構(gòu)分析

為了全面分析VC對(duì)DOP的降解作用，對(duì)DOP和VC-DOP進(jìn)行掃描電鏡觀察。如圖4所示，DOP表面較粗糙、有較多片狀結(jié)構(gòu)、少量孔隙；VC-DOP表面變得較平滑，可以觀察到大量孔隙并且孔隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、孔隙增大、片狀結(jié)構(gòu)數(shù)量減少，呈現(xiàn)出較多的網(wǎng)狀、絲狀以及少量的球狀結(jié)構(gòu)，表明降解后多糖的結(jié)構(gòu)變得松散。

6

DOP粒徑與電位分析

通過測(cè)量粒徑和電位可以初步判斷DOP的聚合度和穩(wěn)定性，一般情況下，當(dāng)粒子的電位接近 ±30 mV 時(shí)，其穩(wěn)定性相對(duì)較強(qiáng)；而當(dāng)粒子的電位較低時(shí)，穩(wěn)定性也會(huì)相對(duì)降低。如圖5所示，VC-DOP的電位絕對(duì)值較DOP降低，VC-DOP的粒徑分布較DOP有所降低，從粒徑和電位變化來看，DOP經(jīng)VC處理后，分子質(zhì)量降低，聚合度下降，這與HPLC檢測(cè)結(jié)果一致，這可能是因?yàn)閂C處理后，DOP的聚合度降低，低分子質(zhì)量段組分增加。

7

DOP和VC-DOP表觀黏度分析

如圖6A所示，室溫條件下，DOP和VC-DOP表觀黏度隨著多糖溶液質(zhì)量濃度的增加而增大，同一質(zhì)量濃度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。如圖6B所示，DOP和VC-DOP表觀黏度隨著溫度的增加而減小，同一溫度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。如圖6C所示，當(dāng)溶液pH值為7時(shí)，DOP和VC-DOP表觀黏度無明顯差異；當(dāng)pH值為5時(shí)，VC-DOP表觀黏度較DOP明顯降低；當(dāng)pH值為9時(shí)，DOP和VC-DOP表觀黏度均降低，總體來說，VC-DOP的表觀黏度受pH值的影響大于DOP。

綜上，同一質(zhì)量濃度或同一溫度條件下，DOP的表觀黏度大于VC-DOP。Li Ouye等研究發(fā)現(xiàn)VC可以顯著降低積雪草種子多糖的黏度，這可能與VC降低其分子質(zhì)量有關(guān)。由此可以說明VC處理后多糖表觀黏度減小可能是因?yàn)槎嗵欠肿淤|(zhì)量降低，聚合度下降。

8

DOP和VC-DOP的抗衰老活性分析

對(duì)DOP和VC-DOP的體外人I型膠原蛋白促泌能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，如圖7A所示，與空白組相比，DOP和VC-DOP均具有一定的促膠原蛋白分泌作用，VC-DOP組在低質(zhì)量濃度 100 μg/mL 表現(xiàn)出比DOP組更好的促膠原蛋白分泌能力。由圖7B可知，DOP和VC-DOP均具有一定的彈力蛋白酶抑制作用，VC-DOP組在質(zhì)量濃度 200 μg/mL 條件下表現(xiàn)出比DOP組更高的彈力蛋白酶抑制率?？傮w來說，VC-DOP表現(xiàn)出較好的彈力蛋白酶抑制作用。如圖7C所示，DOP和VC-DOP均具有一定的膠原蛋白酶抑制作用，DOP組在質(zhì)量濃度200、400 μg/mL 時(shí)膠原蛋白酶抑制率高于VC-DOP組；可以得出，DOP表現(xiàn)出較好的膠原蛋白酶抑制作用。

討論與結(jié)果

為研究化學(xué)降解方法對(duì)DOP理化性質(zhì)與抗衰老活性的影響，通過VC、H2O2、H2O2-VC、檸檬酸法制備4種降解多糖，其分子質(zhì)量測(cè)定結(jié)果表明，DOP主要由組分I（

t

R = 4.5 min）構(gòu)成，分子質(zhì)量為 1.168×10 7 Da。H 2 O 2 法和檸檬酸法處理后，分子質(zhì)量分布與未處理前的DOP一致，由此可見，H 2 O 2 法和檸檬酸法對(duì)DOP沒有明顯的降解作用；經(jīng)過HPLC檢測(cè)發(fā)現(xiàn)VC-DOP由組分II、III2個(gè)不同分子質(zhì)量組分構(gòu)成，組分I分子質(zhì)量大于組分II、III；組分II（

t

R = 5.923 min左右）分子質(zhì)量為 9.24×10 5 Da，組分III（

t

R = 8.239 min左右）分子質(zhì)量為 1.49×10 4 Da；表明VC和H 2 O 2 -VC處理可部分降解DOP，總糖、蛋白質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明，降解后，各組總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)無明顯變化，蛋白含量有所提高；FTIR結(jié)果表明， 與DOP相比，這4種化學(xué)降解方法沒有破壞其主要官能團(tuán)，保留了多糖的特征吸收峰；單糖組成結(jié)果表明，降解前后多糖均主要由甘露糖和葡萄糖組成；經(jīng)過掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)DOP主要由片狀結(jié)構(gòu)組成，而降解后多糖絲狀結(jié)構(gòu)增加，更有少許的球狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，孔隙密度增加或直徑增大，表明降解使多糖結(jié)構(gòu)更松散；表觀黏度和平均粒徑測(cè)定結(jié)果表明，與降解前相比，降解后多糖表觀黏度和粒徑均降低，而電位絕對(duì)值降低，表明經(jīng)過VC處理，DOP發(fā)生不同程度降解。對(duì)DOP和VC-DOP的體外人I型膠原蛋白促滲作用、彈力蛋白酶抑制率以及膠原蛋白酶抑制率進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：與模型組相比，DOP和VC-DOP均具有一定的促膠原蛋白分泌作用，VC-DOP組在低質(zhì)量濃度（100 μg/mL）表現(xiàn)出比DOP組更好的促膠原蛋白分泌能力；DOP和VC-DOP均具有一定的彈力蛋白酶抑制作用，VC-DOP組在質(zhì)量濃度 200 μg/mL 表現(xiàn)出比DOP組更高的彈力蛋白酶抑制率。DOP和VC-DOP均具有一定的膠原蛋白酶抑制作用，DOP表現(xiàn)出較好的膠原蛋白酶抑制作用。

綜上所述，經(jīng)過VC處理后，DOP的分子質(zhì)量降低，VC對(duì)DOP有一定的降解作用，改變了其表觀黏度，保留了其原有的結(jié)構(gòu)特征；分子質(zhì)量的降低對(duì)DOP的抗衰老活性也有一定的影響，降解后低分子質(zhì)量段組分增加，低分子質(zhì)量組分多糖在實(shí)際應(yīng)用中較高分子質(zhì)量組分更容易吸收，且降解后結(jié)構(gòu)變得松散，降解后多糖表觀黏度和粒徑均降低，Zeta電位絕對(duì)值降低，這些理化性質(zhì)的改變可能影響了VC-DOP與DOP的膠原蛋白促滲活性，因此推測(cè)這是VC-DOP在質(zhì)量濃度 200、400 μg/mL 時(shí)表現(xiàn)出更好的彈力蛋白酶抑制作用和膠原蛋白促滲作用的原因。本研究可為DOP在抗衰老活性方面的應(yīng)用提供參考。

引文格式：

曾燚, 楊益娜, 邵會(huì)艷, 等. 化學(xué)降解方法對(duì)鐵皮石斛多糖理化性質(zhì)和抗衰老活性的影響[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(7): 92-99.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240809-081.http://www.spkx.net.cn

ZENG Yi, YANG Yina, SHAO Huiyan, et al. Effect of chemical degradation on physicochemical properties and anti-aging activity of

Dendrobium officinale

polysaccharides[J]. Food Science, 2025, 46(7): 92-99. (in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240809-081.http://www.spkx.net.cn

實(shí)習(xí)編輯：魏雨諾；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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