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莼菜是一种稀有珍贵的蔬菜,其表面包裹着一种具有独特质地的胶质粘液。本文主要研究莼菜体外胶多糖的提取工艺、化学结构及理化和降血糖功能性质,旨在为莼菜多糖的开发应用提供有益的理论基础。(1)以碱提莼菜体外胶多糖(BSP-NaOH)为原料,通过超滤得到了BSP-U100、BSP-U50和BSP-U10三种不同分子量段的莼菜体外胶多糖。通过扫描电镜、刚果红试验和圆二色光谱(CD)对不同样品的结构特征进行了比较。BSP-U100在水溶液中可能具有有序的三螺旋结构。与未超滤的多糖相比,BSP-U100具有较高的α-淀粉酶抑制活性(IC50=0.4414 mg/mL)和α-葡萄糖苷酶抑制活性(IC50=0.5993mg/mL)。(2)选用C57BL/6糖尿病模型小鼠考察莼菜体外胶多糖的辅助降血糖功能,灌胃给药4周后,阳性对照组(二甲双胍)、BSP-NaOH和BSP-U100剂量组均可改善糖尿病造成的体重减轻和多饮多食现象,可以有效降低血糖水平;BSP-NaOH和BSP-U100剂量组能够显著降低血清中胰岛素(INS)、胰高血糖素(GC)和肾上腺素(E)水平,从而降低血糖浓度,同时也显著降低血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平,具有辅助降血脂功效,其中BSP-NaOH组的效果更加显著。并且BSP-NaOH和BSP-U100促进糖原合成,降低糖异生,肝糖原含量分别升高1.43 mg/g和0.60 mg/g,肌糖原含量分别升高1.03 mg/g和0.86 mg/g。Q-PCR分析表明,IRS1-PI3K-Akt磷酸化水平上调,GSK-3β磷酸化水平下调。因此,BSP-NaOH和BSP-U100通过促进胰岛素PI3K-Akt信号传导通路,改善2型糖尿病。(3)采用EDC/NHS法将BSP-NaOH多糖与核桃肽进行交联,得到修饰多糖BSP-Peptide。红外图谱显示BSP-Peptide中有相应的修饰基团,表明交联成功。与BSP-NaOH多糖相比,BSP-Peptide具有较高的α-淀粉酶抑制活性(IC50=0.62mg/mL)和α-葡萄糖苷酶抑制活性(IC50=0.675 mg/mL)。以HepG2细胞为受体模型研究多糖对正常细胞和胰岛素抵抗HepG2细胞葡萄糖消耗的影响。结果发现BSP-NaOH、BSP-U100和BSP-Peptide在安全给药范围内(0.5-2 mg/mL),与对照组相比,均能提高HepG2细胞的的葡萄糖消耗量。其中BSP-NaOH在浓度为1.0mg/mL,BSP-U100在浓度为1.5 mg/mL和BSP-Peptide在浓度为2.0 mg/mL时,葡萄糖消耗最高,且BSP-Peptide组(2.94 mmol/L)的效果强于实验水平的胰岛素组(1.881 mmol/L)和二甲双胍组(2.752 mmol/L)。本研究为莼菜多糖作为一种潜在的抗糖尿病补充剂的开发和应用提供了理论依据。