基于非对称场流分离技术的山药多糖表征及其抗氧化活性研究
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关键词：非对称场流分离；山药多糖；抗氧化活性
中图分类号：0657 文献标志码：A 文章编号：1000-1565（2026)01-0048-08
DOI:10. 3969/j. issn.1000-1565.2026.01.006
Characterization of yam polysaccharide by asymmetrical flow field-flow fractionation and study on its antioxidant activity
ZHANG Zihan，LIU Xiaoying，YIN Tinghui，GUO Ziyao， DOU Haiyang (Key Laboratory of Pathogenesis Mechanism and Control of Inflammatory-Autoimmune Disease of Hebei Province，School of Basic Medical Sciences，Hebei University，Baoding O7looo，China)
Abstract: Yam polysaccharides (YPs） have important biological activities. The polysaccharides were extracted from Bang yam and Xiaobaizui yam by the ultrasound-assisted hot water extraction method. The proteins were removed from the crude yam polysaccharide by enzymatic hydrolysis. The structure of YPs was characterized by using asymmetrical flow field-flow fractionation coupled online with multiangle light scattering detector and diferential refractive index detector (AF4-MALS-dRI)，Fourier transform infrared spectroscopy，and Congo red experiment. The efect of Berry and Debye models on the accuracy of the characterization results of YPs (i.e.， molar mass and radius of gyration） was investigated. Furthermore, the antioxidant activity of YPs was studied. The results suggested that the two YPs had a β -D-pyran ring structure. The Bang YP (BYP) had a relatively loose triple helix structure. At a concentration of 2mg/mL ， the scavenging rates of BYP for OH and DPPH free radicals were (93.9±0.29)% and (88.2±0.58)% respectively，which were higher than those of Xiaobaizui YP（XYP). The results revealed that the relatively loose triple helix structure could be beneficial to the antioxidant activity of YP.
Key words:asymmetrical flow field-flow fractionation；yam polysaccharide；antioxidant activity
山药（DioscoreaeRhizoma）是薯科薯预属重要的“药食同源"作物，最早记录于《神农本草经》,有悠久的药用和食用历史[1-2].山药富含多种活性和营养成分，包括多糖、蛋白质和皂苷等[3],具有健肾补肺和提气益阴等功效[4].多糖是山药的主要活性成分，具有抗氧化、抗衰老、免疫调节和降血糖等多种药理活性[5],因此山药多糖(yampolysaccharides，YPs)具有巨大的开发潜力和研究价值.
多糖的结构是影响其生物活性的主要因素之一[6]，因此山药多糖结构的表征尤为重要.然而，山药多糖的结构复杂,其表征极具挑战.目前,常采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR)、尺寸排阻色谱(size exclusion chromatography，SEC)、核磁共振波谱法、刚果红实验和高碘酸氧化等方法对山药多糖进行表征[7-8].FTIR分析速度快，对样品无损坏，适用于定性分析，但是在定量分析方面存在局限性；核磁共振波谱法在定量分析方面具有一定的优势，例如高通量、无损坏、分析时间短，但是其灵敏度低， pH 和离子强度等条件的波动会导致化学位移差异[9-11].SEC已广泛应用于多糖的分离表征.然而，超高分子质量的多糖样品在SEC分析过程中，可能由于剪切力导致降解，影响多糖分离表征结果的准确性[12].
非对称场流分离技术(asymmetrical flow field-flow fractionation，AF4)是一种基于样品与外力场相互作用的分离样品方法[13].与SEC相比,AF4没有填充材料和固定相，这减少了剪切降解造成的样品损失[14].此外,AF4具有分析条件温和、无标记、重现性好等优势[15].AF4与多角度光散射（multiangle light scatter-ing，MALS)检测器和示差折光(differential refractive index，dRD检测器联用(AF4-MALS-dRI),可以对样品的回转半径(radiusofgyration， Rg ）、摩尔质量（molarmass， Mw )和构象等结构信息进行表征[16].AF4-MALS-dRI已广泛应用于生物大分子的分离表征，但鲜有关于分离表征山药多糖的报道.本研究采用超声辅助热水提取法得到山药粗多糖，结合酶解法去除蛋白质，基于AF4-MALS-dRI和FTIR等技术对山药多糖结构进行表征，解析其结构与抗氧化活性之间的关系.
1实验部分
1. 1 仪器与试剂
Eclipse AF4场流分离系统（德国怀雅特公司);RID-2OAT示差折光检测器（株式会社岛津制作所）;LC-20AT液相泵（株式会社岛津制作所);LSPO1-2A微流量注射泵（保定申晨泵业有限公司）;80OA多功能粉碎机（九阳股份有限公司);DHG-90930A电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);UPR-II-10T超纯水制造系统（四川优普超纯科技有限公司)；SQP电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司）； PE28pH 计（梅特勒-托利多精密仪器有限公司);SCIENTZ-1ON冷冻干燥机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；MS-H550-Pro恒温磁力搅拌器（北京大龙兴创实业有限公司)；KQ5200DE数控超声波清洗机（昆山舒美超声仪器有限公司）；TG16-WS离心机（湖南湘仪离心机仪器有限公司);DAWN HELEOS-ⅡI多角度光散射检测器（美国怀雅特公司);UH570O紫外分光光度计(北京日立科学仪器有限公司);TENSORⅡ傅里叶变换红外光谱仪（德国布鲁克公司);1260InfinityⅡ液相泵(美国安捷伦科技有限公司）;SKYHigh全波长酶标仪（北京伯迈科技有限公司).
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1. 2 山药多糖的制备
参照文献[17]的提取方法，并略作修改.将山药去皮， 60∘C 烘干后粉碎，过40目筛（孔径约 0.43mm⟩ 。（剩余13976字）
