刺麒麟菜多糖与寡糖的制备工艺及功能性研究

摘要

麒麟菜（Eucheuma muricatum）隶属于真红藻纲（Florideae）杉藻目（Gigartinales）红翎菜科（Solieriaceae）。刺麒麟菜（Eucheuma spinosum）是一种主要分布在印度尼西亚海域的麒麟菜，其富含ι-卡拉胶构型的多糖。论文以印度尼西亚产刺麒麟菜为研究对象，采用单因素与正交实验，优化刺麒麟菜多糖最佳提取工艺，对比不同提取方法的提取效果并分析多糖的稳定性；采用单因素与正交实验，优化刺麒麟菜寡糖最佳制备工艺；分析刺麒麟菜多糖与寡糖的体外抗氧化活性及抑菌性；将刺麒麟菜多糖与寡糖分别与ε-聚赖氨酸复合，探究复合物功能性变化。为刺麒麟菜的高值化应用及硫酸酯基多糖的功能研究提供理论依据。主要研究结果如下：　　1.优化了热水浸提法、反复冻融法提取刺麒麟菜多糖工艺，并与超声波辅助提取法及碱提法提取效果对比。结果显示，热水浸提法最佳工艺为温度95℃，浸提时间1 h，料液比1:80，多糖得率为55.89%，多糖硫酸酯基含量为23.50%；反复冻融提取法最佳提取工艺为料液比1:80，解冻温度55℃，冻融次数3次，多糖得率为53.98%，多糖硫酸酯基含量为23.76%；超声波辅助提取法多糖得率为53.24%，多糖硫酸酯基含量为21.72%；碱提法多糖得率为36.62%，多糖硫酸酯基含量为8.97%。热水浸提法、反复冻融法及超声波辅助提取法这三种提取方法的多糖得率与多糖硫酸酯基含量无显著性差异（P＞0.05），碱提法多糖得率及多糖硫酸酯基含量均与其他方法存在显著性差异（P<0.05）。刺麒麟菜多糖数均分子质量Mn为2.1×105 ，重均分子质量Mw为6.9×105，Mw/Mn=3.354。　　2.以多糖含量为指标评价刺麒麟菜多糖对pH及温度的稳定性，在pH=7~9时刺麒麟菜多糖稳定性较好，同时其对温度的稳定性也较好，在-18℃冷冻、4℃冷藏、25℃常温、85℃杀菌及121℃高温杀菌环境下仍有较好的稳定性，但在135℃超高温杀菌环境下不稳定。　　3.以降解液的总还原力、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力及还原糖含量为指标优化刺麒麟菜寡糖的酸解法制备工艺，酸降解最佳工艺为降解时间2h、降解温度100℃、酸浓度0.18 mol/L。刺麒麟菜寡糖硫酸酯基含量为19.85%，分子质量>5000的部分占比0.78%；5000~1000的部分占比49.72%；＜1000的部分占比49.50%，寡糖的分子质量较刺麒麟菜多糖有很大的降低。　　4.研究刺麒麟菜多糖、寡糖的抗氧化及抑菌能力，在体外抗氧化能力方面，刺麒麟菜多糖、寡糖的抗氧化性都随着自身浓度的升高而增大，且相同浓度下，刺麒麟菜寡糖抗氧化能力大于刺麒麟菜多糖。在实验浓度范围内，刺麒麟菜多糖与寡糖的抗氧化性在5 mg/mL时达到最大，总还原力分别为0.0659、0.4108；DPPH自由基清除率分别为12.54%、52.77%；羟基自由基清除率分别为41.58%、72.45%。在抑菌效果方面，刺麒麟菜多糖、刺麒麟菜寡糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌及荧光假单胞菌均有一定的抑制作用，原因可能与硫酸酯基有关。　　5.将刺麒麟菜多糖、寡糖分别与ε-聚赖氨酸复合，研究不同复合温度及时间下复合物的抗氧化及抑菌能力。在体外抗氧化性方面，不同复合温度下刺麒麟菜多糖与ε-聚赖氨酸复合体系的总还原力皆大于同浓度下的刺麒麟菜多糖，95℃下随着复合时间的延长，复合体系的总还原力发生显著性增长（P＜0.05），并于6 h达到最大，最大值为0.2734，而60、25℃的总还原力变化无显著性差异（P＞0.05）。在寡糖方面，复合初期，不同复合温度下刺麒麟菜寡糖与ε-聚赖氨酸复合体系的总还原力皆小于同浓度下的刺麒麟菜寡糖，95℃下，刺麒麟菜寡糖复合体系的总还原力随着复合时间的延长显著增长（P＜0.05），并且在复合后期超过同浓度刺麒麟菜寡糖的总还原力，并于6 h达到最大，最大值为0.5031，而60、25℃的总还原力变化无显著性差异（P＞0.05）。在抑菌性方面，刺麒麟菜多糖、寡糖与ε-聚赖氨酸复合体系的抑菌效果较同浓度的ε-聚赖氨酸发生显著性降低（P＜0.05），不同复合温度及时间下，复合体系抑菌性无显著性差异（P＞0.05）。

目录

第一个书签之前

1 前言

1.1 海洋产业概况

1.2 刺麒麟菜产业现状

1.3 刺麒麟菜功能物质研究

1.4 藻类多糖功能性

1.4.1 抗氧化

1.4.2 抗菌性

1.4.3 其他功能

1.5 多糖提取工艺的研究进展

1.6 多糖降解工艺的研究进展

1.7 多糖及寡糖-氨基酸复合物的研究进展

1.8 本课题研究目的与意义

1.9 研究内容及技术路线

1.9.1 研究内容

1.9.2 技术路线

2 实验材料与方法

2.1实验材料、试剂与仪器

2.1.2实验试剂

2.1.3实验仪器

2.2实验方法

2.2.1试剂配制

2.2.2指标测定

2.2.3 刺麒麟菜多糖提取工艺优化

2.2.4 多糖稳定性测定

2.2.5 多糖降解

2.2.6 体外抗氧化性测定

2.2.8 多糖/寡糖-聚赖氨酸复合

2.3 数据分析

3 结果与分析

3.1 热水浸提法单因素实验

3.1.1 提取温度对多糖得率的影响

3.1.2 提取时间对多糖得率的影响

3.1.3 提取料液比对多糖得率的影响

3.2 热水浸提法正交试验

3.3 反复冻融提取法单因素实验

3.3.1 料液比对多糖得率的影响

3.3.2 解冻温度对多糖得率的影响

3.3.3 冻融次数对多糖得率的影响

3.4 反复冻融提取法正交实验

3.5 超声波辅助提取法提取刺麒麟菜多糖效果

3.6 碱提法提取刺麒麟菜多糖效果

3.7 多糖理化性质

3.7.1 总糖及硫酸酯基含量测定

3.7.4 多糖红外结构分析

3.8 多糖稳定性实验

3.8.1 pH对多糖稳定性的影响

3.8.2 温度对多糖稳定性的影响

在食品工业中，需要经过冷藏、冷冻、高温杀菌等加工工艺处理，为了考察刺麒麟菜多糖对温度的稳定性，将相同

3.9 多糖降解单因素实验

3.9.1 降解酸浓度对多糖降解效果的影响

按照2.2.5.1的方法，以刺麒麟菜多糖水解液的总还原力、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力

3.9.2 降解时间对多糖降解效果的影响

3.9.3 降解温度对多糖降解效果的影响

3.10 多糖酸降解正交试验

3.12 寡糖分子质量及其分布

3.13 寡糖红外结构分析

3.14 功能测定

3.14.1 刺麒麟菜多糖与寡糖抗氧化能力测定

3.14.2 刺麒麟菜多糖与寡糖抑菌能力测定

酶标比浊法测定抑菌能力的原理是基于菌悬液浊度与OD 值具有相关性，OD值越大，菌悬液浊度也越大，表示

按照2.2.7.1 的方法，比较加入不同浓度刺麒麟菜多糖或寡糖后大肠杆菌悬菌液培养0h及24 h时

3.14.2.3 刺麒麟菜多糖与寡糖对沙门氏菌生长的影响

3.14.2.4 刺麒麟菜多糖与寡糖对铜绿假单胞菌生长的影响

3.14.2.5 刺麒麟菜多糖与寡糖对荧光假单胞菌生长的影响

3.15 刺麒麟菜多糖及寡糖与氨基酸复合研究

3.15.1 刺麒麟菜多糖-ε-聚赖氨酸复合体系抗氧化能力

3.15.2 刺麒麟菜多糖-ε-聚赖氨酸复合体系抑菌能力

3.15.3 聚赖酸氨酸-刺麒麟菜寡糖复合体系抗氧化能力

3.15.4 聚赖氨酸-刺麒麟菜寡糖复合体系抑菌能力

4.1 讨论

4.1.1不同提取方法对刺麒麟菜多糖提取效果的影响

4.1.4 刺麒麟菜多糖与寡糖的功能性

4.1.5刺麒麟菜多糖、寡糖与ε-聚赖氨酸复合物功能性研究

4.2 结论

5 论文创新之处

6 展望

参考文献