枣和酸枣多糖羧甲基化修饰工艺及活性研究

作     者：陈栅 

作者单位：河北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘孟军;赵智慧;贾彦丽

授予年度：2021年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：枣 酸枣 多糖 羧甲基化 性质 活性 

摘      要：本文以金丝小枣和酸枣(枣的野生种)为原材料,对枣多糖羧甲基化修饰以及修饰产物的性质和活性进行了研究,为枣多糖的科学开发利用提供指导。主要研究内容与结果如下:1、通过水提醇沉法提取了酸枣和金丝小枣多糖,采用Sevage法去除多糖中的游离蛋白质,再对其进行羧甲基化修饰,利用响应面法优化了其羧甲基化反应条件。结果表明,酸枣多糖羧甲基化最佳工艺条件为:反应温度:80℃,一氯乙酸添加量:3%,NaOH浓度:2.5 mol/L。在此条件下,取代度为0.76。金丝小枣多糖羧甲基化最佳工艺条件为:反应温度:60℃,一氯乙酸添加量:2%,NaOH浓度:2.5 mol/L,此条件下取代度为0.24。2、通过可溶性、黏度及分子量的测定,单糖组成、紫外扫描、红外光谱分析和扫描电镜的观察,对修饰前后多糖性质进行对比研究。(1)酸枣多糖羧甲基化前后性质及活性研究酸枣多糖经过羧甲基化修饰,可使其溶解性增大,黏度降低。酸枣多糖羧甲基化前后的可溶性分别为48.63±1.23 mg/mL和86.73±0.72 mg/mL;黏度分别为2698±99.8 mPa.s和 2430.4±95.65 mPa.s。酸枣粗多糖及羧甲基化多糖均主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖6种单糖缩合而成,经计算其修饰前后摩尔比(%)分别为0.60:10.13:0.80:0.32:0.37:2.29 和 2.27:56.57:4.42:5.31:1.67:12.45。酸枣粗多糖和羧甲基化多糖的相对分子量分别为297636 Da和317120 Da。红外光谱结果显示,修饰后的酸枣多糖COO-的振动吸收增强,证明通过羧甲基化修饰后,成功引入了CH2COOH。经扫描电镜观察,酸枣羧甲基化多糖呈片状堆积,表面光滑,多糖分子间结合松散,能谱分析表明,改性后多糖O的比例增加,并引入了Na。(2)金丝小枣多糖羧甲基化前后性质及活性研究金丝小枣多糖经过羧甲基化修饰,也可使其可溶性增大,黏度降低。羧甲基化前后的可溶性分别为50.8±0.93 mg/mL和85.1±1.27 mg/mL,黏度分别为2701.5±100.1 mPa.s和 2628.5±90.2 mPa.s。金丝小枣多糖的单糖组成主要为鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和1半乳糖,羧甲基化后主要含有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖5种单糖,其摩尔比分别为 0.31:7.69:0.54:0.15:1.08:1 和 0.18:9.09:0.45:0.36:1。金丝小枣粗多糖和羧甲基化多糖的相对分子量分别为274727 Da和303910 Da。金丝小枣多糖的红外光谱结果表明,羧甲基化后有CH2COOH的引入。金丝小枣扫描电镜结果显示,其羧甲基化多糖结构疏松,表面层次不一-,有孔洞并有圆球状颗粒存在,能谱图中O比例增加,并有Na的引入。3、对枣羧甲基化多糖的活性进行了研究。结果表明,酸枣羧甲基化多糖具有一定的抗氧化活性,且其抗氧化活性随多糖浓度的增加而增强。羧甲基化不能提高酸枣多糖的还原能力,但可明显提高对羟基自由基的清除能力。在浓度为5 mg/ml时,酸枣羧甲基化多糖溶对羟基自由基的清除率为95.8±1.06%,酸枣粗多糖的仅为82.8±0.78%。金丝小枣多糖羧甲基化后清除DPPH自由基和羟基自由基的能力均明显提高。浓度为5 mg/ml时,羧甲基化前后的DPPH清除率分别为86.02±0.85%和90.47±0.04%,金丝小枣羧甲基化多糖对羟基自由基的清除作用高于粗多糖,当浓度为5 mg/ml时,修饰前后羟基自由基的清除率分别为37.34±0.68%和79.44±1.06%。金丝小枣粗多糖羧甲基化修饰前后的还原能力均较差。4、对枣和酸枣多糖的益生活性进行研究。结果表明,酸枣羧甲基化多糖对嗜酸乳杆菌LB和鼠李糖乳杆菌LR两种益生菌均有更好的促生长效果,且生长促进效果与添加浓度呈正相关。在所有测试浓度(0.5%、1%、1.5%)下,金丝小枣粗多糖羧甲基化后促进益生菌生长的效果显著提高。