莲藕是我国种植面积最大且产量最高的水生蔬菜,现存种质资源极为丰富。莲藕种质资源的遗传多态性受到广泛关注,但其化学成分多样性则鲜见报道。莲藕是药典记录的功能性食物,经现代药理学评价证实具有多种生物功能,而多糖是其主要活性成分之一,表现出良好的抗氧化、降血糖、降血脂、减肥和免疫调节等活性。莲藕种质资源中活性多糖的系统分析评价亦尚未见报道。本课题以不同品种及不同部位的39个莲藕多糖为对象,基于理化特征分析建立其多维指纹图谱,明晰种质资源的多糖理化多态性。同时,全面评价莲藕多糖的抗氧化、抗肿瘤和免疫调节活性,并揭示其谱效关系。主要研究内容与结果如下:(1)莲藕多糖的热水浸提工艺优化。在单因素实验基础上,选取提取温度、提取时间和均质转速为影响因素,以莲藕多糖提取得率为响应值建立三因素三水平回归模型。基于回归模型分析和验证实验确定莲藕多糖提取的最佳工艺条件为:提取温度89℃、提取时间2 h、均质转速11800 r/min,该条件下多糖得率的模型预测值为5.64%,而实际值为5.88%。各因素对莲藕多糖得率的影响以提取温度>提取时间>均质转速。(2)莲藕多糖的理化特征分析。选取13个品种的新鲜莲藕,以其不同部位分别制备多糖。不同部位多糖得率以食用部位>藕皮>藕节,而其中蛋白含量则与之相反。39种莲藕多糖经FTIR检测发现多糖和蛋白的特征谱带,采用柱前PMP衍生化-HPLC方法分析其单糖组成包括Man、Rib、Rha、GlcUA、GalUA、Glc、Gal和Ara。采用HPSEC-PDA/RI法分析发现,莲藕多糖主要含有分子量约18.45、11.57、9.18、5.94和5.30 kDa的5个级分,且18.45和9.18 kDa的级分为多糖-蛋白复合物。(3)莲藕多糖的指纹图谱构建。采用化学计量学系统软件分别建立莲藕多糖的HPLC、FTIR、HPSEC-RI和HPSEC-PDA指纹图谱,并实施指纹图谱相似度分析、二维聚类分析、主成分分析和最小偏二乘法-判别分析。HPLC指纹图谱和FTIR指纹图谱均具有较高相似度,可作为藕源性多糖的鉴别依据。不同品种及不同部位的莲藕多糖的HPSEC指纹图谱存在显著差异,可作为多糖来源鉴别依据。(4)莲藕多糖的体外活性评价。以13个品种莲藕不同部位的多糖为对象,通过体外活性评价发现其具有良好的抗氧化、抗肿瘤和免疫调节活性。不同品种之间以及不同部位之间的抗氧化和抗肿瘤均存在明显差异,DPPH自由基清除能力和FRAP总抗氧化能力均以藕节>藕皮>藕食用部位,羟基自由基清除能力以食用部位>藕节≈藕皮,肿瘤细胞抑制能力以藕皮≈藕节>食用部位。莲藕多糖能在100~400μg/mL剂量范围内显著刺激巨噬细胞NO和TNF-α生成,但样本之间的整体偏差较小。(5)莲藕多糖体外活性的相关性分析。莲藕多糖的DPPH自由基清除能力、FRAP总抗氧化能力和巨噬细胞NO生成刺激活性之间存在显著的相关性(P<0.05)。通过活性指标的主成分分析发现,主成分散点图中藕节多糖与食用部位多糖和藕皮多糖的区分度明显,前者具有较强的DPPH自由基清除能力、FRAP总抗氧化能力、癌细胞生长抑制能力以及刺激巨噬细胞NO生成能力,故而藕节是活性多糖提取开发的优势部位。13个品种中,鄂莲7号莲藕中多糖的活性优势整体较强。(6)莲藕多糖的谱效分析。采用多元线性回归分析莲藕多糖指纹特征与体外活性的相关性发现:多糖中半乳糖醛酸有助于增强抗氧化活性,而葡萄糖醛酸则与之相反;多糖中甘露糖含量与其HepG2细胞抑制活性存在显著正相关性;分子量不是莲藕多糖体外活性的主要影响因素;蛋白和/或结合蛋白与莲藕多糖的抗氧化活性密切相关,但与其免疫刺激活性无显著关联。课题研究基于多糖结构信息的复杂性建立多维指纹图谱技术,实现莲藕及其多糖的鉴别。整体评价莲藕种质资源中多糖的活性差异,并基于谱效关系挖掘其作用的理化基础,可为莲藕资源的选育和高值利用开发提供科学依据。