瓊膠低聚糖的酶法制備及其理化性質(zhì)研究.pdf

1、諸多數(shù)據(jù)表明瓊脂糖降解產(chǎn)物具有某些特殊的功能活性，但有效的降解手段尚局限于化學(xué)法水解和瓊膠酶水解。本研究利用前期工作篩選所得商業(yè)纖維素酶制劑降解瓊脂糖制備瓊膠低聚糖，優(yōu)化工藝條件，并對酶解產(chǎn)物進行初步鑒定和物化性質(zhì)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以還原糖生成量為指標，研究纖維素酶降解瓊脂糖的條件。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過Box-Behnken試驗設(shè)計和響應(yīng)面分析對瓊脂糖酶解條件進行優(yōu)化，確定4個因子（纖維素酶含量、酶解溫度、p

2、H和酶解時間）的適宜水平，建立纖維素酶含量、酶解溫度、pH和酶解時間與酶解率之間的回歸模型，并對酶解產(chǎn)物進行初步鑒定。最優(yōu)酶解條件：底物含量0.2％、纖維素酶含量1909.3 U/mL、酶解溫度50.0℃、pH4.9、酶解時間24.2 h,該條件下瓊脂糖的酶解率為（29.58%±0.26%）。薄層色譜（TLC）鑒定結(jié)果表明酶解主要產(chǎn)物為聚合度2~6的瓊膠低聚糖。⑵靜態(tài)流變學(xué)性質(zhì)探究結(jié)果闡明，瓊脂糖和其被纖維素酶降解所得三個組分：瓊膠低聚

3、糖L1、L2和L3溶液，都為剪切變稀的假塑性流體，其流動特性符合Power Law（或Ostwald）模型。表觀粘度和剪切應(yīng)力隨著樣品濃度的增加而增大，溶液偏離牛頓流體越遠，假塑性越強，且瓊脂糖的表觀粘度和剪切應(yīng)力遠大于瓊膠低聚糖L1、L2和 L3溶液。溫度對溶液表觀粘度的影響符合阿倫尼烏斯（Arrhenius）公式。添加不同的鹽離子均使瓊脂糖和瓊膠低聚糖L1、L2和L3溶液的表觀粘度降低，當(dāng)濃度達到臨界值時，表觀粘度逐漸趨于穩(wěn)定，且C

4、aCl2對溶液表觀粘度影響比NaCl大。分步醇沉后的產(chǎn)物，其滯后環(huán)面積比瓊脂糖小，表現(xiàn)出更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。剪切結(jié)構(gòu)恢復(fù)力的測定進一步驗證了瓊脂糖和瓊膠低聚糖L1、L2和L3溶液都是觸變體系。動態(tài)流變學(xué)性質(zhì)研究結(jié)果表明，在線性粘彈區(qū)范圍內(nèi)，隨頻率的增加，除L3的模量增加幅度大，呈現(xiàn)一定的弱膠性外，瓊脂糖、L1和L2以粘性為主，體系相對較穩(wěn)定。⑶采用不同的抗氧化體系對瓊膠低聚糖L1、L2和L3進行體外抗氧化活性研究。研究結(jié)果表明在試驗濃度范

5、圍內(nèi)，瓊膠低聚糖L1、L2和L3都具有良好的抗氧化能力，且不同抗氧化體系的清除力不同。三組分對O2-?清除力表現(xiàn)相當(dāng)，IC50約5.80 mg/mL。對自由基?OH清除力的結(jié)果表明，L1對?OH清除效果最好，而L3最弱。L1和L2的IC50分別約為8.40 mg/mL和10.35 mg/mL；在試驗濃度范圍內(nèi)，L3清除率最大可接近43.30 mg/mL。對自由基DPPH?清除力的結(jié)果表明， L3對DPPH?清除效果最好。三組分的IC50

6、分別約為6.76 mg/mL、10.00 mg/mL和8.16 mg/mL。試驗結(jié)果剛好與清除?OH的活性順序相反。三組分對O2-?、?OH和DPPH?自由基清除力都比抗氧化劑Vc弱。對總抗氧化能力的結(jié)果表明，L2表現(xiàn)出最強的自由基ABTS?+清除力，在糖濃度為6.0 mg/mL左右時，組分L1和L3表現(xiàn)出相反的抗氧化能力，而Trolox對ABTS?+清除力要遠遠強于三組分對ABTS?+清除力。三組分的IC50分別約為6.45 mg/m

7、L、8.65mg/mL和7.29mg/mL。⑷傅立葉變換紅外光譜分析（FT-IR）結(jié)果顯示瓊脂糖和瓊膠低聚糖L1、L2和L3組分的結(jié)構(gòu)十分相似，表明改性前后樣品的糖環(huán)結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯變化，只是發(fā)生了分子長鏈中糖苷鍵的斷裂；高效液相色譜分析（HPLC）結(jié)果顯示 L1主要成分為聚合度2~6的瓊膠低聚糖，以及少量聚合度6以上的低聚糖成分；L2主要成分為聚合度2~6的瓊膠低聚糖，其中新瓊四糖和新瓊六糖含量較多；L3主要含有新瓊二糖和新瓊四糖，前