本文是一篇医药学论文，本文通过糖苷酶模型和细胞模型验证了南瓜皮多糖铬在体外具有良好的降血糖活性，并对其降糖机制有了一定的了解，但由于未进行动物实验等，故南瓜皮多糖铬的体内降糖效果尚不清楚。
1 前言
1.1 南瓜多糖
南瓜，葫芦科南瓜属，广泛种植于世界各地。南瓜营养价值高，富含淀粉、脂肪、还原糖、氨基酸、维生素和矿物质等物质，具有广阔应用前景（Chen et al., 2019a）。根据联合国粮食及农业组织2021年发布的数据，全球南瓜种植面积153万公顷，产量超过2290万吨（Li et al., 2021b）。南瓜皮和南瓜籽为南瓜深加工过程中的废弃物，约占整个南瓜的10%~40%（杨秋明等，2018）。我国每年有数千吨南瓜籽被利用，但对南瓜皮资源的利用十分有限（王强等，2013）。南瓜皮中含有多糖，可作为生产多糖的原料。
1.2 南瓜多糖的研究进展
1.2.1 南瓜多糖的提取
南瓜多糖的提取主要为热水浸提。陈玲等（2019）采用热水浸提法提取南瓜多糖，经过Sevage法脱蛋白、透析、恒温干燥得到南瓜多糖，得率为2.6%，多糖含量为81.0%。白娣斯等（2012）采用热水浸提法及十六烷基三甲基溴化铵法提取纯化南瓜皮多糖，发现南瓜皮多糖为酸性多糖，由果糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成，无分支状结构，分子量为1.51×105 Da。陆武（2014）研究了不同提取方式对南瓜多糖提取率的影响，发现采用热水浸提法、超声波辅助提取法、纤维素酶提取法提取南瓜多糖的得率分别为1.96%、2.97%、4.13%。王中星（2013）采用超声波辅助热水浸提法提取南瓜多糖，在最佳提取条件下，多糖的得率为37.5%。王强等（2013）对比了传统水提、超声波辅助提取和微波辅助等三种方式对南瓜皮粗多糖得率的影响，发现微波辅助提取的南瓜皮粗多糖得率最高，可达4.52±0.08%，传统水提的南瓜皮粗多糖对DPPH自由基的清除效果最佳，其IC50值为0.18 mg/mL。柳红（2008）研究发现热水浸提法提取多糖的得率为4.31%，多糖中总糖含量为62.59%；超声波辅助提取法提取得率为4.03%，南瓜粗多糖中总糖含量为42.11%。在最佳工艺条件下，采用离子交换法提取南瓜皮中的果胶，提取率可达18.57%（刘显明等，2018）。
1.2.2 南瓜多糖的结构组成
李璐等（2018）采用热水浸提法提取南瓜多糖，并利用不同体积分数的乙醇溶液进行醇沉，发现得到的4种多糖均含阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，但单糖组成比例存在差异。对南瓜多糖分离纯化后发现，南瓜多糖中含中性多糖和酸性多糖。王运强（2009）采用热水浸提法分别从五个品种南瓜中提取南瓜多糖，发现南瓜多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成，中性糖含量分别为23.58%、22.41%、24.51%、24.03%、35.83%，糖醛酸含量分别为56.49%、49.33%、52.42%、34.39%、33.21%。程龙（2018）利用DEAE-23离子交换柱层析法和Sephadex G-25凝胶柱层析法纯化南瓜籽多糖，得到一种由甘露糖、半乳糖和葡萄糖组成的中性多糖，且不具有三螺旋结构，糖链中主链主要由(1→6)-β-D-半乳糖、(1→6)-α-D-葡萄糖和(1→3,6)-β-D-甘露糖组成，支链的糖残基为α-D-葡萄糖和(1→4)-α-D-半乳糖。
2 材料与方法
2.1 材料、试剂与仪器
2.1.1材料
新鲜南瓜皮，山东省烟台市莱阳市孟宇食品有限公司。
2.1.2主要实验试剂
2.2 实验方法
2.2.1 南瓜皮多糖铬制备工艺的优化
称取新鲜南瓜皮1 kg，加入去离子水6 L，水提90 min，过滤后收集滤液，向滤渣中加入去离子水6 L，重复提取一次。合并滤液，得南瓜皮多糖提取液。将提取液抽滤并浓缩，加入4倍体积无水乙醇进行醇沉，过夜，将沉淀在5000 rpm下离心10 min，弃掉上清液，收集沉淀后复溶，采用Sevage法除蛋白，将复溶的多糖溶液与1/4体积的氯仿-正丁醇（4:1）混合，离心去除中间蛋白层，重复五次。加入无水乙醇进行醇沉，冷冻干燥得南瓜皮多糖。将一定浓度的南瓜皮多糖溶液与氯化铬溶液等体积混合，调节混合液pH，在一定温度下反应一段时间。反应完毕后，加入4倍体积的无水乙醇醇沉，在5000 rpm离心10 min得沉淀，沉淀复溶后透析48 h，冷冻干燥得南瓜皮多糖铬。
2.2.1.1 单因素试验
（1）铬与多糖质量比对螯合率的影响
取2 g南瓜皮多糖溶于1 L去离子水中，配制2 g/L的南瓜皮多糖溶液，分别按照铬与多糖质量比为0.01:1，0.05:1，0.1:1，0.2:1，0.5:1，1:1配制氯化铬溶液，取等体积多糖溶液和氯化铬溶液混合并调整pH为7，在70°C震荡120 min，加入4倍体积的无水乙醇醇沉，使用电感耦合等离子体质谱仪测定上清液中铬离子含量，根据下列公式计算螯合率，探究铬与多糖质量比对螯合率的影响。
（2）反应温度对螯合率的影响
固定铬与多糖质量比为0.2:1，反应pH为7，将氯化铬与多糖混合液在不同温度（50、60、70、80、90°C）震荡120 min，加入4倍体积的无水乙醇醇沉，使用电感耦合等离子体质谱仪测定上清液中铬离子含量，计算螯合率，探究反应温度对螯合率的影响。
3 结果与分析 ............................. 19
3.1 南瓜皮多糖铬的制备工艺优化 .................... 19
3.1.1 单因素试验结果及分析 ................................. 19
3.1.2 响应面试验结果及分析 ....................... 21
4 讨论 ................................. 37
4.1 南瓜皮多糖铬的制备工艺 .......................... 37
4.2 南瓜皮多糖铬的体外消化 ........................... 37
4.3 南瓜皮多糖铬的体外降血糖活性 ........................ 38
5 结论 ..................... 40
4 讨论
4.1 南瓜皮多糖铬的制备工艺
多糖铬复合物具有稳定性高、副作用少等特点，相对于无机铬，其生物利用率更高，是研发具有降血糖作用的功能产品的理想辅料。但国内外关于多糖铬制备过程的研究并不是很多，多是集中于对复合物的结构表征及生物活性的研究。多糖铬主要是以多糖和氯化铬为原料进行制备，工艺条件相对简单。Guo等（2019）以灰树花多糖和氯化铬为原料制备灰树花多糖铬，在最佳工艺条件下，灰树花多糖铬的含铬率约1%。张聪（2019）以苦瓜多糖和氯化铬为原料制备的苦瓜多糖铬呈墨绿色，可溶于水，含铬率可达14.68%。Jia等（2021）以玉米须多糖和氯化铬为原料制备玉米须多糖铬，其含铬率为11.7%。邓毅等（2007）以黄芪多糖和氯化铬为原料制备的黄芪多糖铬极易溶于水，其含铬率为6.28%。本实验所得到的南瓜皮多糖铬的铬含量为23.77±0.39 mg/g，相较于之前的研究，本文对多糖铬的制备工艺进行了优化，控制了多糖与氯化铬的使用，可最大程度的保证复合物的含铬量，但与前人研究结果相比，南瓜皮多糖铬中的铬含量高于灰树花多糖铬，低于苦瓜多糖铬、玉米须多糖铬和黄芪多糖铬等，这可能是因为制备工艺、单糖组成等影响了多糖铬的含铬率。南瓜皮多糖铬最佳制备工艺为铬与多糖质量比0.08:1，温度60.0°C，pH 6.8；灰树花多糖铬最佳制备工艺为氯化铬7.0 mg/mL，pH 7.7，温度70.0°C，二者制备工艺差异较大（Guo et al., 2019）。南瓜皮多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和半乳糖醛酸组成（0.52:2.24:4.81:86.24:6.20），比苦瓜多糖铬少了岩藻糖、木糖和甘露糖，多了半乳糖醛酸；比玉米须多糖铬少了甘露糖、葡萄糖醛酸和木糖（张聪，2019；Jia et al., 2021）。
5 结论
（1）南瓜皮多糖铬最佳制备工艺为：铬与多糖质量比0.08:1，温度60.0°C，pH 6.8，螯合率为99.23±0.12%。
（2）南瓜皮多糖铬为表面光滑平整的片状结构，重均分子量为1.398×106 Da，由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和半乳糖醛酸组成，其比例为0.27:1.72:3.53:89.63:4.86。与南瓜皮多糖相比，空间构象发生变化，热稳定性略有降低。
（3）南瓜皮多糖铬在胃肠液中的溶解率低于氯化铬，在肠液中的透析率为0.78%，显著高于氯化铬。
（4）南瓜皮多糖铬对α-葡萄糖苷酶的最大抑制率为21.11%。当浓度分别为25、50、100、200 μg/mL时，南瓜皮多糖铬处理组的IR-HepG2葡萄糖消耗量分别为5.17、5.52、5.66、6.25 mmol/L；与模型组相比，AMPK和GSK-3β蛋白磷酸化增强。
参考文献（略）
