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荔枝果肉多糖超声微波酶解协同提取及其生物活性初析

陈卫云

  荔枝是华南地区特色水果,其果香独特、营养丰富,具有显著的滋补功效。现代研究表明,荔枝果肉具有抗氧化、抗肿瘤、增强免疫等活性作用,而荔枝果肉活性多糖被证实是其具有保健作用的重要物质基础之一。本文通过优化荔枝果肉多糖的超声微波酶解协同提取工艺,比较了此方法与传统热水法提取的荔枝多糖的体外抗氧化活性、免疫调节活性及其结构特征差异;确定荔枝多糖离子层析分级条件,比较其组分体外抗氧化活性、免疫调节活性,并初步解析其基本结构,为荔枝制品尤其为功能食品的开发及应用奠定基础。论文的主要研究结果如下: 1.超声微波酶解协同提取荔枝多糖:采用响应面法分析设计五因素三水平试验,优化荔枝果肉多糖的超声微波酶解协同提取工艺。经分析并结合验证试验,确定荔枝多糖的最佳提取工艺条件为:纤维素酶(酶活为30U/mg)添加量14mg/g(与底物之比1,料液比1:10,温度49℃,pH值4.8,提取时间12min。在该条件下,荔枝多糖得率可达23.31%,比传统热水法、超声法、微波法分别提高18.95%、4.37%和17.10%(P<0.05)。 2.超声微波酶解协同法与热水法提取荔枝多糖的活性比较及结构初析:比较两种方法提取荔枝多糖(LCP)体外还原Fe3+能力、清除DPPH自由基、ABTS自由基的结果显示,超声微波酶解法提取的LCP清除DPPH·和ABTS·+的IC50分别为427μg/mL、203μg/mL,显著低于同浓度下热水法提取的LCP清除DPPH·(?)和ABTS·+的IC50(2734μg/mL、1590μg/mL, P<0.05); FRAP抗氧化值为0.32μmol/mg,显著高于热水法提取LCP的FRAP值(0.16μmol/mg, P<0.01),表明超声微波酶解法提取LCP的抗氧化能力显著高于热水法提取的LCP。同时,细胞活性实验的结果表明,超声微波酶解法提取的LCP促进脾淋巴细胞增殖和NK细胞杀伤能力的活性显著(P<0.05)高于热水法提取的LCP。 对两种方法提取的LCP特性分析的结果表明,超声微波酶法提取的LCP水溶性多糖含量为57.26%,糖醛酸含量为12.39%;热水法提取的LCP水溶性多糖的含量47.62%,糖醛酸的含量23.69%;红外光谱、气相色谱—质谱(GC-MS)、凝胶色谱的分析结果显示,超声微波酶法提取的LCP为具卤素取代的α-吡喃型多糖,由木糖、鼠李糖、核糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等单糖组成(摩尔比为1:4.39:6.05:16.07:65.20:23.62:15.25),分子量为7.92x104和9.09×10。;热水法提取的LCP为具O-糖苷键结合的有蛋白的多糖,由木糖、鼠李糖、核糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等单糖组成(摩尔比为1:2.59:5.77:8.13:22.49:22.50:26.02),分子量为6.01×104。两种方法提取LCP的水溶性多糖含量、单糖组成和分子量的差异可能是造成其活性差异的基础。 3.层析条件优化及级分分离:优化荔枝多糖DEAE-52离子层析的分级条件,确定其最适分级条件为:上样浓度为4.2mg/ml,上样体积为8ml,柱流速为1ml/min)径长比为1:30,上样重复利用两次,梯度洗脱液为0.1mol/LNaCl,0.2mol/LNaCl,0.3 mol/LNaCl和0.3mol/LNaOH。采用该方法对提取的荔枝粗多糖进行分级纯化,得到LCP1-5五个组分,洗脱率为91.10%:0.78%:0.42%:0.11%:1.09%。 4.荔枝多糖主级分的生物活性及其结构特征比较:选取DEAE-52层析分离纯化得到的主组分LCP1和LCP5,比较其FRAP抗氧化活性及促进脾淋巴细胞增殖、NK细胞杀伤的能力。结果显示,LCP5的FRAP抗氧化活性(1.28μmol/mg)显著高于LCP1(0.136μmol/mg, P<0.05)。同时,LCP5促进脾淋巴细胞增殖活性显著强于LCP1(P<0.01);在浓度为300μg/mL和400μg/mL(?)时,其促进NK细胞杀伤能力的活性显著高于LCP1(P<0.05)。对其理化特性分析的结果显示,LCP1的水溶性多糖含量为63.16%,糖醛酸含量为32.36%,紫外光谱分析显示其含有少量核酸和蛋白质;LCP5的水溶性多糖含量为42.84%,糖醛酸含量为10.82%。红外光谱、GC-MS和高效凝胶渗透色谱的分析结果显示,LCP1为具端炔基酸性多糖,由核糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖按1:1.58:2.66:4.97:9.15:11.14构成,其数均分子量为5.45×104;LCP5为具卤素取代的α-吡喃型酸性多糖,由核糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖按1:0.75:1.49:3.20:4.82:2.09构成,其数均分子量为1.41×104。……   
[关键词]:荔枝多糖;提取;纯化;抗氧化;免疫;结构
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2011年