近期，食用菌所加工團隊在國際化學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（影響因子：8.025）上發(fā)表了題為“Microwave-assisted degradation of β-D-glucan from Ganoderma lucidum and the structural and immunoregulatory properties of oligosaccharide fractions”的研究論文。

靈芝是我國著名的藥用真菌，具有廣泛的藥理作用和極低的毒性，在功能食品和藥品領(lǐng)域已有大量應(yīng)用。多糖是靈芝的主要活性成分之一，尤其是β-葡聚糖，在機體免疫功能調(diào)節(jié)和抗腫瘤等方面效果顯著。團隊前期已篩選獲得了富含β-葡聚糖的靈芝品種，并發(fā)明了大量制備獲得高純度β-葡聚糖的專利技術(shù)【ZL201510727866.7】，解決了靈芝β-葡聚糖的規(guī)模化制備難題。結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果表明該多糖重均分子量為242萬，是以β-(1→3)-糖苷鍵連接為主連、β-(1→6)糖苷鍵連接為支鏈且支鏈與主鏈的比例為1:3的高分子葡聚糖。然而分子量大、溶解性差、黏度大等特點影響了其進一步的開發(fā)利用。因此，基于靈芝β-葡聚糖的結(jié)構(gòu)特點，選擇高效降解技術(shù)對其進行可控降解及結(jié)構(gòu)片段的分離純化，建立靈芝β-葡聚糖降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)單元庫，并明確其與免疫活性間的構(gòu)效關(guān)系，可為靈芝β-葡聚糖的深入開發(fā)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

本研究以靈芝β-(1→3,1→6)-葡聚糖為研究對象，以降解率和降解產(chǎn)物寡糖種類為目標系統(tǒng)優(yōu)化了微波法降解β-葡聚糖制備靈芝β-葡寡糖的工藝參數(shù)，明確5 mg/mL的靈芝β-葡聚糖水溶液在溫度為140 ℃條件下微波降解處理40 min，所得產(chǎn)物的降解率高達98%以上，主要降解產(chǎn)物的聚合度為2-24。采用逐級醇沉法從降解產(chǎn)物中分離得到了4個組分，按聚合度分布由低到高依次命名為F1（DP2-8）、F2（DP6-19）、F3（DP8-24）、F4（high DPs），采用HPAEC-PAD-MS/MS技術(shù)對F1中主要寡糖組分結(jié)構(gòu)進行解析，發(fā)現(xiàn)其主要是包含不同聚合度的以β-(1→3)-糖苷鍵連接主鏈的葡寡糖，各組分帶有不同比例β-(1→6)-糖苷鍵連接。NMR分析F1-F4組分中β-(1→3)-葡萄糖殘基與β-(1→6)-葡萄糖殘基的平均比值發(fā)現(xiàn)，隨著組分聚合度的增加，β-(1→3)-葡萄糖殘基比例由F1組分中的2.01:1上升到F4組分中的3.29:1。SPR表面等離子共振分子互作分析（Surface plasmon resonance）結(jié)果顯示各組分與Dectin-1受體蛋白結(jié)合能力隨聚合度和糖殘基比例的變化而有所不同，F4組分與Dectin-1受體結(jié)合能力最強，且可以通過與Dectin-1受體結(jié)合激活NF-κB途徑來發(fā)揮增強免疫功能。本研究為靈芝β-葡寡糖活性片段的制備及構(gòu)效關(guān)系研究奠定基礎(chǔ)。

圖1主要研究內(nèi)容示意圖

圖2 HPAEC-PAD-MS/MS解析寡糖片段的結(jié)構(gòu)特征

上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院為該論文第一完成單位，碩士研究生秦秀（已畢業(yè)）和馬冠驊為該論文共同第一作者，劉艷芳研究員和張勁松研究員為通訊作者。該研究得到上海市自然科學(xué)基金（編號：20ZR1418700）以及院卓越團隊專項計劃（編號：G2022003）等項目資助。

來源：漫步菇道