Journal Home

  ISSN 0204-8043 (print)

  ISSN 1314-2143 (online)

Current Issue

Past Issues

Enzymatic Hydrolysis of Water Extractable Polysaccharides from Leaves of Plantago major L.

 

Paolina K. Lukova¹, Diana P. Karcheva-Bahchevanska¹, Veselin P. Bivolarski², Rumen D. Mladenov¹, Ilia N. Iliev², Mariana M. Nikolova²

 

¹ Department of Pharmacognosy and Pharmaceutical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Medical University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria
² Department of Biochemistry and Microbiology, Faculty of Biology, Paisii Hilendarski University of Plovdiv, Plovdiv, Bulgaria

 

 

 

doi: 10.1515/folmed-2017-0023

 

 

Background: Plantago major L. leaves have been used for centuries by the traditional medicine in the treatment of infectious disorders of the respiratory, urinary and digestive tracts. Researchers have reported that hot water extracts of Plantago major possess a broad-spectrum of anticancer, antioxidant and antiviral activities, as well as activities which modulate cell-mediated immunity. Their beneficial properties may be due to the signifi cant content of polysaccharides. The polysaccharides that have been isolated from the leaves of Plantago major L. have diff erent
structures – pectic substances, galactans, arabinogalactans, glucomannans.


Aim: The aim of this paper was to study the correlation between the structure of the water extractable polysaccharides isolated from Plantago major L. leaves and their enzymatic hydrolysis with diff erent carbohydrate hydrolases.


Materials and methods: The hydrolysis reactions were performed with the enzymes hemicellulase and mannanase. Spectrophotometric total reducing sugars assay was used to examine the hydrolysis yield. The monosaccharide and oligosaccharide compositions were determined using HPLC analysis.


Results: The highest hydrolysis yield of the water extractable polysaccharides from Plantago major leaves was obtained by treatment with hemicellulase. The hydrolysis yield increased with the augmentation of the ratio of enzyme to polysaccharide. Galactose was the prevalent monosaccharide identifi ed in the composition of the isolated polysaccharides. Oligosaccharides with diff erent degree of polymerization were also detected.


Conclusion: The enzymatic hydrolysis of water extractable polysaccharides from Plantago major leaves allows us to obtain diff erent types of oligosaccharides with beneficial effects on both human health and industry.

 

Abstract in russian

РЕЗЮМЕ

Введение: Листья Plantago major L. имеют более чем вековую историю применения в традиционной медицине для лечения инфекционных состояний дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей. Исследователи упоминают о том, что экстракты Plantago major в горячей воде обладают широким спектром антираковых, антиоксидантных и противовирусных свойств, а также свойств, которые приводят к изменению клеточно-модулированного иммунитета. Вероятно, упомянутые полезные свойства могут быть связаны со значительным количеством содержащихся в них полисахаридов. Полисахариды, изолированные из листьев Plantago major L. отличаются различными структурами – пектиновые вещества, галактаны, арабиногалактаны, глюкоманнаны.

 

Цель: Целью данной работы являлось исследование взаимосвязи между структурой водорастворимых полисахаридов, изолированных из листьев Plantago major L. и их ферментативного гидролиза в различных углеводных гидролизах.


Материалы и методы: Гидролизные реакции были осуществлены с ферментами гемицеллюлаза и маннаназа. Спектрофотометрия общего количества редуцирующих сахаров была проведена с целью исследовать продукты гидролиза. Состав моносахаридов и олигосахаридов был определён при помощи высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).


Результаты: Наибольшее количество гидролизного продукта водорастворимых полисахаридов из листьев Plantago major было получено при обработке гемицеллюлазой. Гидролизный продукт увеличился путём наращивания соотношения фермента и полисахарида. Галактоза стала преобладающим моносахаридом, идентифицированным в составе изолированных полисахаридов. Олигосахариды с различной степенью полимеризации тоже были установлены.


Заключение: Ферментативный гидролиз водорастворимых полисахаридов из листьев Plantago major позволил нам получить различные виды олигосахаридов с полезным эффектом как для человеческого здоровья, так и для индустрии.