五种褐藻岩藻聚糖硫酸酯提取纯化及其功能活性的比较研究

摘要

岩藻聚糖硫酸酯（fucoidan），又名岩藻多糖或褐藻糖胶，是一种水溶性的硫酸杂多糖，主要存在于各种褐藻的细胞壁基质中。最近的大量研究揭示了岩藻聚糖硫酸酯有益健康的多方面生物活性，表明其在化妆品，功能性食品和药品行业具有很大的发展潜力。但随着提取来源的不同，岩藻聚糖硫酸酯的组成、结构及生物活性，往往有较大的差别。因此本论文以五种海藻为原料，对岩藻聚糖硫酸酯的提取、分离纯化，以及其食品功能性、体外抗氧化和对PTP1B的抑制活性等功能活性进行了初步的比较研究，为其开发利用提供了一定的理论依据。主要的研究内容与结论如下：
　　1.探讨岩藻聚糖硫酸酯的超声波辅助提取工艺。以岩藻聚糖硫酸酯得率及其岩藻糖和硫酸根含量作为主要指标进行研究。在均匀设计试验的基础上，通过3因素3水平Box-Behnken中心组合实验，建立主要指标加权值的二次多项式回归方程，经响应面回归分析得到优化组合条件。结果表明：海带岩藻聚糖硫酸酯提取最佳工艺条件为超声时间11min，热水浸提温度为100℃，液料比为1:35，提取时间2h。利用回归模型对实验结果进行预测，其相对误差为0.0394。在优化条件下进行比较试验发现，超声作用不仅增加了粗岩藻多糖提取率，降低了褐藻胶提取率，且对总糖、硫酸根含量影响不大。
　　2.以海带（Laminaria japonica）、N藻（Lessonia nigrescens）、F藻（Lessonia trabeculata）、泡叶藻（Ascophyllum mackaii）和树皮藻（Ecklonia maxima）为研究对象，对脱脂藻粉采用超声波辅助水提法和乙醇沉淀的方法得到岩藻聚糖硫酸酯粗品，然后经Q-Sepharose F.F.阴离子交换树脂进行分级纯化，得到2个组分F-1和F-2。通过相同方法提取的五种岩藻多糖硫酸酯粗品，经比较研究发现不同褐藻中岩藻聚糖硫酸酯在岩藻糖、硫酸根，分子量和单糖组成摩尔比表现出显著差异。其中AMF岩藻糖和硫酸根含量最高，而LJF两者含量最低。分级组分F1单糖组成与粗品类似，但分级组分F2与粗品和F1有显著差异，其半乳糖含量明显升高，且除主要单糖外，其他单糖种类少、含量较低。与其他四种褐藻相比，海带粗品及其分级组分岩藻糖与半乳糖的摩尔比较高，且其F1与粗品及F2的分子量十分相似。粗岩藻聚糖硫酸酯很不均一，通过DEAE-Sepharose F.F.离子交换柱纯化以后得到的组分F-1和F-2相对比较均一，但其中F1大多含有两个峰，还需进一步分离纯化。
　　3.比较研究了五种不同海藻岩藻聚糖硫酸酯粗品的食品功能性质以及体外抗氧化活性。在所测试样品中除了LNF和LTF，岩藻聚糖硫酸酯冷冻干燥后具有较高的溶解度，以及蓬松的、纤维状和不规则的形状；EMF具有较好的保湿功能；AMF、LJF和EMF表现出较高吸油性；LJF具有较高发泡性，但其泡沫稳定性不如AMF和EMF；所有样品均具有较低的乳化力。岩藻聚糖硫酸酯的不同功能性结果表明其功能性与其化学组成(蛋白质、硫酸根)及堆积密度有关。而体外抗氧化结果表明不同海藻中提取的岩藻聚糖硫酸酯均具有一定的抗氧化能力，但其抗氧化能力有显著差异。其中LNF和LTF在较低浓度对超氧阴离子自由基和羟基自由基表现出较高的清除活性。研究表明抗氧化活性受到多个因素的影响，与硫酸根含量和分子量大小有关。
　　4.比较研究了五种岩藻聚糖硫酸酯经离子交换分级纯化后得到的组分F1和F2的化学组成及其红外光谱图。结果发现，F1和F2主要组成基本相同，但各成分的比例有所不同。同一种褐藻分级组分F1和F2的红外光谱都非常相似，但不同褐藻间有明显差异，表明其可作为鉴别岩藻聚糖硫酸酯来源的标志。
　　5.探讨了五种岩藻聚糖硫酸酯粗品及其分级组分对PTP1B的抑制作用。单浓度（20μg/ml）条件下，采用光吸收检测法对样品的活性进行测试。结果显示：除LNF2、LTF、AMF和EMF外，其他样品均表现出一定程度活性（抑制率>50％）；其中树皮藻分级组分抑制活性最高（>95%）。该研究为进一步开发岩藻聚糖硫酸酯在糖尿病和肥胖症的治疗提供参考。

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0前言

0.1岩藻聚糖硫酸酯原藻资源概述

0.2岩藻聚糖硫酸酯提取分离纯化概况

0.3 岩藻聚糖硫酸酯理化性质及其影响因素

0.4岩藻聚糖硫酸酯结构研究概况

0.5岩藻多糖硫酸酯应用活性研究概况

1 响应面法优化海带岩藻聚糖硫酸酯超声波辅助提取工艺

1.1引言

1.2材料与方法

1.3结果与讨论

1.4小结

2. 五种不同海藻中岩藻多糖硫酸酯的分级纯化及成分分析比较

2.1引言

2.2材料与方法

2.3.结果与分析

2.4 小结

3 不同海藻中岩藻聚糖硫酸酯粗品的食品功能性及体外抗氧化活性分析比较

3.1.引言

3.2.材料与方法

3.3结果与讨论

3.4小结

4不同海藻中岩藻聚糖硫酸酯分级组分的结构分析比较

4.1引言

4.2.材料与方法

4.3结果与讨论

4.4小结

5岩藻聚糖硫酸酯抑制蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B活性初探

5.1引言

5.2材料与方法

5.3结果与讨论

5.4小结

结论

参考文献

创新点

致谢

个人简历

学术成果