坛紫菜多糖的降解及其产物结构的初步表征和抗氧化活性研究

摘要

坛紫菜是常见的海洋红藻资源，主要分布于浙江、福建等沿海地区。坛紫菜硫酸化多糖是其重要活性成分之一，具有抗氧化、免疫调节等多种生物学活性。目前对于坛紫菜硫酸化多糖的研究主要集中于提取条件的优化、理化性质的测定以及活性的初步研究，而对其降解、结构以及构效关系的研究还不深入。基于此，本研究以坛紫菜为原料，采用水提醇沉法提取紫菜粗多糖(Porphyra polysaccharide，PP)，并对PP的分离纯化、理化性质、降解、体外抗氧化活性以及结构进行研究，期望为进一步阐述坛紫菜硫酸化多糖的构效关系奠定理论基础，也为坛紫菜的开发利用提供科学依据。本研究的主要结果如下:
　　(1)坛紫菜硫酸化多糖的分离纯化及理化性质的测定
　　本研究以坛紫菜为原料，采用热水提取-醇沉-除蛋白-透析冻干的工艺流程提取粗多糖PP。PP经DEAE-纤维素柱色谱分离后得到五个多糖组分PP1、PP2、PP3、PP4和PP5，测定并比较PP1～PP5的理化性质，结果显示:PP1～PP5的分子量均大于500kDa，PP2和PP3的总糖含量(分别为PP2:84.24％，PP3:75.60％)明显高于其他组分的总糖含量，PP4的蛋白含量最高(9.01％)，PP1～PP5的单糖组成主要为半乳糖和3，6-内醚-半乳糖，另外PP2～PP4的单糖组成还包括6-O-甲基-半乳糖，PP5还包括甘露糖和葡萄糖。PP3的硫酸基含量(20.10％)明显高于其他组分的硫酸基含量。由于硫酸基含量与多糖的活性密切相关，因此本研究选用PP3作为后续研究组分。
　　(2)PP3的降解及其产物体外抗氧化活性的研究
　　采用过氧化氢-抗坏血酸体系降解PP3，并对其中的四个降解组分PP3-1～PP3-4(分子量分别为102kDa、72kDa、39kDa、20kDa)的糖含量、硫酸基含量以及体外抗氧化活性进行测定，结果发现PP3-1～PP3-4的糖含量分别为78.0％、75.5％、75.1％和75.0％;硫酸基含量分别为18.9％、18.0％、17.2％和19.8％。在抗氧化能力测定中，PP3及其四个降解产物(PP3-1～PP3-4)对超氧阴离子的清除能力由强到弱依次为PP3-4＞(PP3-3/PP3-2/PP3-1)＞PP3;对羟基自由基的清除能力由强到弱依次为PP3-4＞PP3-3＞PP3-2＞PP3-1＞PP3;还原能力由强到弱依次为PP3-4＞PP3-3＞PP3-2＞PP3-1＞PP3;对DPPH自由基的清除能力由强到弱依次为PP3-4＞PP3-2＞PP3-3＞PP3-1＞PP3。
　　(3)PP3-4的纯化及其产物结构的初步表征
　　PP3-4经Sephadex G-100纯化后得到的均一组分得率为91％。采用HPGPC法测得PP3-4的分子量为20kDa。3，6-内醚-半乳糖含量和半乳糖含量分别为6.0％和69.0％(摩尔比为1∶10)。利用GC、GC-MS技术结合3，6-内醚-半乳糖与半乳糖含量的测定结果分析PP3-4的单糖组成，结果显示PP3-4是由半乳糖、6-O-Me-半乳糖、3，6-内醚-半乳糖组成。利用FT-IR和NMR对PP3-4的结构进行初步表征，结果显示PP3-4的结构与典型的红藻结构相符，包含→3)β-D-半乳糖(1→4)3，6-内醚-α-L-半乳糖(1→，和→3)β-D-半乳糖(1→4)α-L-半乳糖-6-S(1→两种重复二糖单元，以后者为主，另外，部分β-D-半乳糖的C-6和3，6-内醚-α-L-半乳糖的C-2位被甲氧基取代。异头碳氢的糖苷键类型包括α和β两种类型。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 硫酸化多糖的研究进展

1．1．1 硫酸化多糖的提取

1．1．2 硫酸化多糖的分离纯化

1．1．3 硫酸化多糖的降解

1．1．4 硫酸化多糖的结构

1．1．5 硫酸化多糖的生物活性

1．1．6 硫酸化多糖构效关系的研究

1．2 坛紫菜硫酸化多糖的研究进展

1．2．1 坛紫菜资源概况及营养价值

1．2．2 坛紫菜的营养成分

1．2．3 坛紫菜硫酸化多糖的研究

1．3 本研究的目的及意义

第二章 坛紫菜多糖的分离纯化及理化性质的测定

2．1 实验原料、试剂与设备

2．1．1 原料

2．1．2 试剂与设备

2．2 实验方法

2．2．1 坛紫菜硫酸化多糖的提取

2．2．2 坛紫菜硫酸化多糖的分离纯化

2．2．3 平均分子量的测定

2．2．4 糖含量的测定

2．2．5 蛋白含量的测定

2．2．6 硫酸基含量的测定

2．2．7 3，6-内醚-半乳糖含量的测定

2．2．8 半乳糖含量的测定

2．2．9 单糖组成的测定

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 坛紫菜硫酸化多糖的提取及分离纯化

2．3．2 平均分子量的测定

2．3．3 糖含量的测定

2．3．4 蛋白含量的测定

2．3．5 硫酸基含量的测定

2．3．6 3，6-内醚-半乳糖含量的测定

2．3．7 半乳糖含量的测定

2．3．8 单糖组成分析

2．4 本章小结

第三章 PP3的降解及其产物体外抗氧化活性的研究

3．1 实验原料、试剂与设备

3．1．1 原料

3．1．2 试剂

3．1．3 设备

3．2 实验方法

3．2．1 PP3氧化降解条件的确定

3．2．2 低分子量多糖的制备

3．2．3 糖含量的测定

3．2．4 硫酸基含量的测定

3．2．5 清除超氧阴离子能力的测定

3．2．6 清除羟基自由基能力的测定

3．2．7 还原能力的测定

3．2．8 清除DPPH自由基能力的测定

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 PP3氧化降解最佳条件的确定

3．3．2 低分子量坛紫菜多糖的大量制备

3．3．3 糖含量的测定

3．3．4 硫酸基含量的测定

3．3．5 不同分子量坛紫菜多糖对超氧阴离子清除能力的测定

3．3．6 不同分子量坛紫菜多糖对羟基自由基清除能力的测定

3．3．7 不同分子量坛紫菜多糖还原力的测定

3．3．8 不同分子量坛紫菜多糖对DPPH自由基清除能力的测定

3．4 本章小结

第四章 PP3-4结构的初步表征

4．1 实验原料、试剂与设备

4．1．1 原料

4．1．2 试剂

4．1．3 设备

4．2 实验方法

4．2．2 PP3-4的分子量测定

4．3．2 PP3-4平均分子量的测定

4．3．3 PP3-4的3，6-内醚-半乳糖含量的测定

4．3．5 PP3-4的单糖组成分析

4．3．6 PP3-4的红外光谱分析

4．3．7 PP3-4的核磁分析

4．4 本章小结

结论与创新点

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢