火棘果（Pyracantha fortuneana）是一种广泛分布于我国南部和西南部，形似苹果，成熟果实中含有大量糖分的野生浆果，在粮食短缺时可代替谷物作为主食。火棘果是我国丰富的野生膳食资源，但由于缺乏深入研究，对火棘果的开发利用不足，导致只有一小部分被采集并用于膳食补充剂或中药。对其相关研究不足是导致大量的火棘果未被采集利用的主要原因。先前的研究还发现火棘果提取物中含有丰富的生物活性物质，但是关于其中的主要活性成分的提取、纯化、理化性质分析、结构鉴定以及活性成分的相关生物活性尚不清楚。
2023年12月，Industrial Crops and Products（IF= 6.0）杂志上发表一篇题为“Physicochemical properties, structural characteristics and bioactivities of Pyracantha fortuneana polysaccharides prepared by six methods”的研究论文。该研究从多糖的提取、理化、结构及生物活性的角度解析了六种提取方法对火棘多糖的影响。
火棘果
采用碱、酶、超声辅助、热水、微波辅助和酸六种提取方法从火棘果中提取火棘多糖（PFP）。并对（Al-PFP, E-PFP, U-PFP, H-PFP, M-PFP和Ac-PFP）六种PFPs的提取得率、理化性质、结构特征和生物活性进行比较分析。
实验路线见流程图
如表1所示，不同提取方法对PFPs的产率、单糖组成及含量有明显的改变。其中碱提取的单糖组分及含量与其他提取方式不同。虽然其他提取方式所得单糖种类类似，但是每种单糖的含量存在明显差异。提取方法对多糖的性质有显著的影响，从结果可以得出，酸提取和碱提取有利于从火棘果中提取多糖。
表1 PFPs的产率，化学组分和单糖组成
如表2及图2所示，E-PFP和U-PFP有较低的相对分子质量，这可能由于超声波可以通过机械力的物理方法改变多糖的官能团，同时造成多糖的大分子降解；而E-PFP的相对分子质量低于所有的组分，可能是由于酶解作用不仅有与超声波相同的功效，还可以通过糖苷键和肽键的断裂增加多糖的分子降解和解聚。
Al-PFP和Ac-PFP的Mw远高于E-PFP和U-PFP，但是低于热水提取的PFP，这与酸碱溶液对多糖的大分子有一定的破坏作用，降低分子量，从而促进多糖溶于溶剂。微波提取和热水提取法对多糖大分子的破坏多与高温有关，温度对多糖大分子的破坏有限，以至于微波提取和热水提取的多糖有较大的相对分子质量。
表2 PFPs的分子量
图2 火棘果多糖紫外、红外以及分子量分布图
TG曲线除第一热失重过程外，其余过程描述多糖的分解和解聚，热失重过程吸收峰值温度越高，热失重剩余量的越高，说明多糖热稳定性越高。六种多糖组分的热失重剩余量均大于35%，吸收峰温度高于251.10℃，表明PFPs有良好的热稳定性。其中Al-PFP有最高的TG曲线吸收峰温度和最小的DSC吸收温度范围，即说明Al-PFP有高于其他五种PFPs的热稳定性。
图2 PFPs的TGA和DSC结果
如图3所示，不同的提取方式对多糖的外观有着不同的影响。例如碱提和微波辅助提取的多糖外表较多圆柱状孔洞，这些形态属于典型的果胶的结构。此外微波提取的表面粗糙，并伴随有不规则山丘状小颗粒；酶提取的多糖碎块多，呈现表面光滑的结晶状；超声提取多糖呈现褶皱而完整的纸片状，表面存在较小的粗糙球状结构；热水提取的多糖还存在细条状结构。以上诸多的形态上的差异皆源于多糖提取方式的不同，同时也导致了多糖后续结构的不同，例如酶提取促成多糖分子的重排，使得重排后的结构紧密；微波提取的多糖存在丰富支链且多糖主链和支链之间连接紧密等。
从抗氧化评价结果来看，Ac-PFP和U-PFP拥有较高抗氧化活性的原因可能是Ac-PFP和U-PFP在六种多糖中均存在较小的相对分子质量。另外，Ac-PFP和U-PFP相比，U-PFP拥有更小的相对分子质量，但U-PFP的抗氧化活性却低于Ac-PFP，这可能与超声提取多糖会造成多糖的葡萄糖醛酸的破坏有关。Al-PFP、H-PFP和M-PFP有较高的相对分子质量，但是其有较高的抗氧化活性，这可能由于其拥有三螺旋结构、较丰富的支链和较强的凝胶性质相关。
研究结果表明六种多糖均含有丰富的支链，这可能与PFP有良好的α-葡萄糖苷酶活性的抑制效率有关；先前的研究表明，多糖对α-葡萄糖苷酶活性的抑制主要与多糖支链所包含的-OH和C-OH基有关，较丰富的多糖支链可以提供更高的抑制率。多糖的α-葡萄糖苷酶抑制活性由多个因素引起，除了主要的支链结构外，多糖含有葡萄糖成分，三螺旋结构等都会影响存在也会增加多糖对α-葡萄糖苷酶活性的抑制能力。U-PFP拥有最低的IC50，该多糖含有大量的葡萄糖成分，存在三螺旋结构，并且其含有丰富的支链结构，这与先前的研究结果相似。
图4 PFPs的抗氧化和降血糖活性
本研究发现，提取方法对PFPs的提取得率、化学组成、物理性质、结构特征以及生物活性等方面存在显著的影响。相比之下，Al-PFP和Ac-PFP的提取得率明显高于其他四种提取方法，其中Ac-PFP拥有最高提取得率，是传统热水提取的3.02倍。六种PFPs的化学组成包括单糖组成、总糖含量和糖醛酸含量存在显著差异。Al-PFP存在少于其余五种PFPs的单糖种类，相反，其余五个多糖组分的单糖组成相同，但各组分比例存在明显差异。相比于热水提取，其余五种方法不同程度地降低了PFPs的相对分子量。此外，多糖的微观结构和功能性质也随提取方法的不同而出现较大的变化。此外，生物活性结果分析表明，除E-PFP外，其余的PFPs拥有较强的抗氧化活性；除E-PFP和M-PFP外，其余的PFPs对α-葡萄糖苷酶有良好的抑制活性。综上所述，酸提取、碱提取和超声辅助提取可以在保持生物活性和理化性质的前提下有效提取PFPs，PFPs还可以作为具有较热稳定性的生物活性材料。
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