Ziel ist die Optimierung der Extraktionsmethode für Rüben-Polysaccharidkomponenten, die Analyse und Bewertung der Primärstruktur der isolierten und gereinigten Komponente (BP-1) sowie deren blutzuckersenkende Wirkung bei diabetischen Zebrafischen. Als Bewertungsindikator diente die Ausbeute an Rüben-Polysacchariden. Mit einer halb-biomimetischen Extraktionsmethode wurden drei Faktoren – das Verhältnis von Material zu Flüssigkeit, Extraktionszeit und -temperatur – mittels Einzelfaktorenanalyse und Box-Behnken-Response-Oberflächen-Methodik untersucht und der Extraktionsprozess optimiert. BP-1 wurde mittels Sevage-Methode und DEAE-52-Cellulose-Säule isoliert und gereinigt. Reinheit, Monosaccharidzusammensetzung, Triple-Helix-Struktur und funktionelle Gruppen der Rüben-Polysaccharide wurden mit UV-Vis-Spektrophotometrie (UV), Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS), Kongorot-Test und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR) charakterisiert; mikroskopische Strukturen mittels Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Zebrafische wurden in Kontroll- und verschiedene BP-1-Gruppen (1, 10, 50, 200, 1000 mg·L^-1) eingeteilt, mit E3-Medium bzw. unterschiedlichen BP-1-Konzentrationen für 96 Stunden exponiert. Die Diabetes-Modelle wurden durch 10 g·L^-1 Glukose und 500 µmol·L^-1 Tetrazol induziert. Die Verabreichungsgruppen erhielten entsprechende Mengen BP-1, Kontrolle und Modell natürlichen Kochsalzlösung. Glukose- und Insulinwerte wurden mittels ELISA gemessen; histopathologische HE-Färbung bewertete Leberveränderungen; Echtzeit-PCR bestimmte die Expression der Gene Glucagon, Insa und PCK1. Optimale Extraktionsbedingungen waren Material-Flüssigkeits-Verhältnis 1:40, 66 Minuten Extraktionszeit bei 79 °C, mit einer Ausbeute von (10,34 ± 0,96)%. UV-Analyse zeigte keinen Protein- oder Nukleinsäuregehalt in BP-1; GC-MS identifizierte sechs Monosaccharide: Arabinose, Rhamnose, Ribose, Mannose, Galaktose und Glukose; Kongorot-Test wies keine Triple-Helix-Struktur nach; FT-IR zeigte α-glykosidische Bindungen und Uronssäuregruppen; SEM zeigte unregelmäßige blattartige Struktur mit glatter Oberfläche; AFM zeigte Aggregate, verursacht durch Verflechtung der Molekülketten und intramolekulare Wasserstoffbrücken. Die maximale verträgliche Konzentration für Zebrafische bei 96 h betrug 200 mg·L^-1. Pharmakologische Ergebnisse zeigten signifikanten Anstieg von Glukose und Abfall von Insulin in der Modellgruppe (P<0,01); Gruppe BP-1-50 senkte Glukose und erhöhte Insulin signifikant (P<0,05). Histopathologische Untersuchungen zeigten, dass BP-1, besonders die 200 mg·L^-1 Gruppe, die Leberstruktur repariert und die Hepatozytenform wiederherstellt. Echtzeit-PCR zeigte signifikante Hochregulation von Glucagon und PCK1 mRNA und Herunterregulation von Insa mRNA in der Modellgruppe (P<0,01); BP-1-50 und BP-1-200 regulierten Glucagon und PCK1 mRNA signifikant herunter und Insa mRNA signifikant hoch (P<0,01). Fazit: Das halb-biomimetische Extraktionsverfahren ist effizient, einfach, kostengünstig und geeignet für industrielle Großproduktion. BP-1 besteht aus sechs Monosacchariden, enthält α-glykosidische Bindungen und Uronsäuren, besitzt eine blutzuckersenkende Aktivität und bietet Schutz für die Leber in einem Tetrazol-induzierten Diabetes-Zebrafischmodell.

Rüben-Polysaccharide;halb-biomimetische Extraktionsmethode;Strukturcharakterisierung;blutzuckersenkende Aktivität;Prozessoptimierung;Diabetes