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天然生物质材料的制备、性质与应用(Ⅱ)——pH敏感型功能海洋多糖:海藻酸钠

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日用化学工业 2022年第2期52卷 124-133页

作者：毛金超隋振全徐桂云范金石青岛科技大学海洋科学与生物工程学院山东青岛266042 青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛266042 青岛科技大学省部共建生态化工国家重点实验室培育基地山东青岛266042

海藻酸钠是一种提取自海藻的pH敏感型多功能海洋多糖。因具有无毒、水溶、生物相容、可生物降解、成膜、胶凝、增稠、抗过敏、絮凝、螯合、促植物生长、阻燃等优良特性,且分子结构中含有可进行化学改性的羟基、羧基、糖苷键等活性基团,... 详细信息

海藻酸钠是一种提取自海藻的pH敏感型多功能海洋多糖。因具有无毒、水溶、生物相容、可生物降解、成膜、胶凝、增稠、抗过敏、絮凝、螯合、促植物生长、阻燃等优良特性,且分子结构中含有可进行化学改性的羟基、羧基、糖苷键等活性基团,使得海藻酸钠及其衍生物、复合物、掺混物在食品、医药、化妆品、纺织印染、水处理、农业和功能材料等多个行业领域得到广泛关注与应用。本文阐述了海藻酸钠的名称、来源和结构,以及理化性质、制备方法和近期的应用进展情况,并指出了这种天然海洋生物质材料的发展方向和前景。

关键词：海藻酸钠海洋多糖天然生物质材料制备性质应用

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海洋多糖生物活性凝胶制备及应用研究

海洋多糖生物活性凝胶制备及应用研究

作者：许依能江苏海洋大学

学位级别：硕士

本论文采用超声辅助酶法制备南极磷虾抗菌肽,以抗菌肽得率为指标,采用响应面法优化酶解条件;以海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃为主要原料制备海洋多糖复合凝胶,对其进行性能测定和结构表征,确定最适制备条件;在此基础上,进一步负载南... 详细信息

本论文采用超声辅助酶法制备南极磷虾抗菌肽,以抗菌肽得率为指标,采用响应面法优化酶解条件;以海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃为主要原料制备海洋多糖复合凝胶,对其进行性能测定和结构表征,确定最适制备条件;在此基础上,进一步负载南极磷虾抗菌肽制备得到新型海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶,进行性能测定和红外表征,并研究凝胶的抑菌活性。主要研究内容如下:1、南极磷虾抗菌肽的制备及条件优化研究。采用超声辅助酶法制备南极磷虾抗菌肽,以抑菌圈直径为指标进行蛋白酶的筛选,得到中性蛋白酶为最佳试验用酶。后续试验采用超声辅助中性蛋白酶酶解法制备南极磷虾抗菌肽,以抗菌肽得率及抑菌圈直径为指标,考察底物浓度、酶解温度、酶解时间、超声时间、超声功率和加酶量六个因素对抗菌肽的影响。选取影响抗菌肽得率最显著的三个因素,以抗菌肽得率为响应值,采用响应面法进行工艺优化。结果表明:三个因素对得率的影响大小为底物浓度﹥超声功率﹥酶解时间,得到最佳制备条件为:底物浓度21%、酶解温度50℃、超声功率120 W、超声时间25 min、酶解时间4 h、加酶量6000 U/g,此条件下抗菌肽得率为51.24%,抑菌圈直径为20.8 mm,均显著高于非超声酶解法(P﹤0.05)。2、海洋多糖复合凝胶的制备及性能测定研究。将海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃混合制成胶体,用0.3 mol/L氯化钙溶液交联制得海洋多糖复合凝胶。以成胶时间、含水量、溶胀率、力学性能为考察指标,确定最适制备海洋多糖复合凝胶的条件,并对凝胶的形貌和结构进行表征与分析。结果表明:在海藻酸钠/壳聚糖体积比为17:3、生物活性玻璃添加量(m/V)为0.5 g/m L条件下制备的海洋多糖复合凝胶,成胶时间在60 s左右,红外分析和扫描电镜表征表明,壳聚糖、海藻酸钠和生物活性玻璃发生交联,其网状结构紧密、分散性较好,含水量为94.11%,溶胀率为44.82%,具有一定的溶胀能力和力学性能,力学性能远高于未添加生物活性玻璃的凝胶,可作为后续制备海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶的最适制备条件。3、海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶的制备及性能测定研究。采用物理共混的方法在海洋多糖复合凝胶的基础上负载南极磷虾抗菌肽,制备海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶。以抗菌肽含量为变量,考察对凝胶成胶时间、含水量、溶胀率、力学等性能的影响,对凝胶进行红外分析,且对金黄色葡萄球菌和变异链球菌的抑菌活性进行比较研究。结果表明:随着抗菌肽添加量的增多,凝胶流动性增强,成胶时间随之延长,含水量和溶胀率保持下降趋势,相比于未添加抗菌肽的凝胶下降明显,溶胀率从44.82%下降至28.78%,而力学性能随着抗菌肽含量的增加不断上升至趋于平稳,在抗菌肽含量为40 mg/m L时力学性能达到最高值;红外谱图分析显示,海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶与海洋多糖复合凝胶的官能团相似,都存在Si-O引起的分子间作用力、-OH引起的氢键作用力和CH产生的亲水疏水作用等多种作用力。抑菌结果表明,以壳聚糖为对照,海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶对金黄色葡萄球菌和变异链球菌均具有抑菌效果,且对金黄色葡萄球菌的抑菌活性整体强于变异链球菌,对金黄色葡萄球菌的最大抑菌圈直径为25.12 mm,此时抗菌肽含量为50 mg/m L,而抗菌肽含量为40 mg/m L时,对变异链球菌的抑菌活性最高,抑菌圈直径为22.02 mm。抗菌肽的加入提升了海洋多糖/抗菌肽生物活性抗菌凝胶的力学性能,最高值可达135.80 k Pa,可通过改变抗菌肽含量调节成胶时间,凝胶具备较好的溶胀性、力学性能和一定的抑菌能力。该论文有图26幅,表12个,参考文献165篇。

关键词：南极磷虾抗菌肽海洋多糖生物活性玻璃抗菌凝胶

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海洋多糖在卷烟中的应用研究进展

农业与技术 2023年第17期43卷 38-40页

作者：卢武钟卢红梅姜黎厦门烟草工业有限责任公司福建厦门361000 福建鑫叶投资管理有限公司福建厦门361000

海洋天然多糖来源广泛,具有丰富的官能团,在卷烟滤嘴添加具有降低刺激与干燥感、提升甜润等感官舒适度等优点。本文综述了海洋天然多糖、高分子对卷烟的功能改性、乳化添加技术进展情况,以为该方面的研究应用提供借鉴。

关键词：海洋多糖卷烟滤棒功能改性乳化添加

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海洋多糖复合水凝胶的制备及性能研究

江苏海洋大学学报（自然科学版） 2022年第4期31卷 28-34页

作者：邴吉帅王得发许依能陈丽江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室江苏连云港222005 江苏海洋大学江苏省海洋生物产业技术协同创新中心江苏连云港222005 江苏省海洋资源开发研究院江苏连云港222005 连云港市环境科技服务中心江苏连云港222005

以海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃为主要原料制备海洋多糖复合水凝胶,分别以成胶时间、含水量、溶胀率、力学性能为指标进行性能测试,并利用扫描电镜分析复合水凝胶的微观表面形貌。实验结果表明,当海藻酸钠与壳聚糖体积比为17∶3时,... 详细信息

以海藻酸钠、壳聚糖、生物活性玻璃为主要原料制备海洋多糖复合水凝胶,分别以成胶时间、含水量、溶胀率、力学性能为指标进行性能测试,并利用扫描电镜分析复合水凝胶的微观表面形貌。实验结果表明,当海藻酸钠与壳聚糖体积比为17∶3时,复合水凝胶成胶时间最短,约为60 s。生物活性玻璃的添加对复合水凝胶成胶时间影响不大,但有助于使其网状结构更加紧密、分散性更加均匀,其力学性能远高于未添加生物活性玻璃的复合水凝胶。同时,复合水凝胶的含水量、溶胀率随海藻酸钠与壳聚糖体积比的减小而减小,随生物活性玻璃添加量的增加而降低。据此筛选出复合水凝胶制备最适条件为:海藻酸钠与壳聚糖体积比为17∶3,生物活性玻璃质量浓度为0.5 g/mL。将南极磷虾抗菌肽负载于海洋多糖复合水凝胶上,并探究其对金黄色葡萄球菌和变异链球菌的抑制作用,得到了具有良好抑制细菌活性的海洋多糖/抗菌肽复合抗菌水凝胶产物。

关键词：海洋多糖生物活性玻璃复合水凝胶抗菌肽

海洋食品中海洋多糖、生物活性肽与皂苷类化合物改善代谢综合征的机制

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中国食品学报 2021年第9期21卷 346-351页

作者：陆佳俊刘春娥黄昆仑贺晓云中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 中国农业大学烟台研究院山东烟台264670

代谢综合征是一种包含多组分的代谢异常疾病,发病率逐渐升高。海洋食品中的生物活性物质,如海洋多糖、生物活性肽和皂苷类化合物因独特的结构和降血糖、降血脂、抗高血压、免疫调节等多种生理功能而越来越受到人们的关注。本文综述近年... 详细信息

代谢综合征是一种包含多组分的代谢异常疾病,发病率逐渐升高。海洋食品中的生物活性物质,如海洋多糖、生物活性肽和皂苷类化合物因独特的结构和降血糖、降血脂、抗高血压、免疫调节等多种生理功能而越来越受到人们的关注。本文综述近年来海洋食品中海洋多糖、生物活性肽以及皂苷类化合物改善代谢综合征的机制,例如海洋多糖通过调节肠道菌群组成与降解成短链脂肪酸而改善糖脂代谢,其具体机制是乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌改善肠道和免疫系统的相关功能;短链脂肪酸与G蛋白偶联受体40家族结合,通过调节饱腹激素的分泌,降低食欲的同时增加能量消耗,从而实现能量代谢平衡,改善代谢综合征。

关键词：海洋多糖生物活性肽皂苷类化合物代谢综合征糖脂代谢

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海洋多糖分子修饰方法研究概况

海洋科学 2000年第12期24卷 20-22页

作者：赵晓燕王长云青岛海洋大学海洋药物与食品研究所 266003

分子修饰是通过化学、物理学及生物学等手段对化合物分子进行结构改造,以获得众多结构类型衍生物的方法.海洋多糖经分子修饰可改变其结构,从而提高其生物活性或降低其毒副作用.因此,海洋多糖的分子修饰研究引起了高度重视.近些年,海洋... 详细信息

分子修饰是通过化学、物理学及生物学等手段对化合物分子进行结构改造,以获得众多结构类型衍生物的方法.海洋多糖经分子修饰可改变其结构,从而提高其生物活性或降低其毒副作用.因此,海洋多糖的分子修饰研究引起了高度重视.近些年,海洋多糖分子修饰方法研究已取得很大进展,降解、硫酸酯化、脱硫酸根、乙酰化、羧甲基化、磷酸酯化、硬脂酰化等方法也已被广泛应用[9,10].本文着重对近年来海洋多糖分子修饰方法的研究作一综述,以期对该领域的研究有所启示.

关键词：海洋多糖分子修饰修饰方法

海洋褐藻多糖的复杂结构、降解酶系以及生物学功能

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生物化学与生物物理进展 2023年第11期50卷 2604-2622页

作者：李雪吴秀芸李颖杰王禄山山东大学微生物技术国家重点实验室青岛266237

海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高、生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,中国褐藻产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6... 详细信息

海洋大型藻类(包括褐藻、红藻和绿藻)具有生物质资源产量高、生长过程中不占用耕地和淡水资源等优点,是未来生物炼制的优良原料。2021年,中国褐藻产量为190万吨,远高于其他经济藻类。但是与绿藻相比,褐藻所含的褐藻酸盐和红藻所含的3,6-脱水-L-半乳糖等多糖组分不容易发酵,极大地限制了其高值转化的进程。本文针对褐藻多糖的高效降解与高值转化这一研究热点,总结了褐藻的系统发育与褐藻多糖(褐藻胶、岩藻多糖以及昆布多糖)的复杂结构组成,分析了3类海洋多糖降解酶系的家族、空间结构及其特异性识别专一底物的活性架构等特征,并对褐藻多糖降解产物及其衍生寡糖的生物学功能进行了构效分析,以期揭示海洋多糖降解酶系的高效催化机制和特异性识别机理,推动褐藻的高效生物降解转化,为精准定制生物活性寡糖,构建绿色低碳工业化生产工艺提供参考。

关键词：海洋多糖褐藻细胞壁降解酶系生物学活性

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海洋多糖生物可降解膜的制备与应用研究

海洋多糖生物可降解膜的制备与应用研究

作者：高美玲中国海洋大学

学位级别：硕士

包装在食品贮藏和流通等过程中发挥了不可替代的作用,是食品行业重要的组成部分。食品包装材料,尤其是塑料包装材料,在广泛使用的同时,对环境、资源、能源带来严重压力。据调查,我国九成以上的食品包装材料完全不可降解。近年来,人们的... 详细信息

包装在食品贮藏和流通等过程中发挥了不可替代的作用,是食品行业重要的组成部分。食品包装材料,尤其是塑料包装材料,在广泛使用的同时,对环境、资源、能源带来严重压力。据调查,我国九成以上的食品包装材料完全不可降解。近年来,人们的环保意识逐步加深,对食品以及食品包装材料安全性的要求不断提高。因此,利用天然高分子化合物制备可降解、绿色安全的食品包装材料成为当下研究热点。海洋多糖主要指来源于海洋生物的天然多糖,常见的有壳聚糖、海藻酸钠、琼胶、卡拉胶等。海洋多糖来源广泛,成膜性质良好,安全无毒,并且具有多种生物活性,是制备可降解包装材料的理想原料之一。本论文以壳聚糖、海藻酸钠、琼胶三种海洋多糖为原料,通过环境友好的离子交联、物理共混等改性方法,制备得到两种可降解复合膜:壳聚糖/海藻酸钠复合膜和琼胶/壳聚糖复合膜,并对它们的性质进行了测定;同时,在壳聚糖/海藻酸钠复合膜中添加天然抗菌剂丁香油,考察其对复合膜性质的影响;另外,研究复合膜对两种熟肉制品包装、保鲜的效果。本论文的主要试验结果如下:1.制备了壳聚糖/海藻酸钠复合膜,以甘油作为增塑剂,分别以氯化钙-柠檬酸钠、氯化钙、乙醇-氯化钙溶液作为交联剂,考察交联时间、交联pH等因素对复合膜机械性质、抗水性的影响。结果表明,采用不同的交联方法,复合膜的性质各有优点:采用pH7的氯化钙-柠檬酸钠溶液交联30min时,复合膜的拉伸强度最好;采用pH9的氯化钙交联60min时,复合膜的柔韧性最佳;采用50%乙醇-氯化钙交联15min,复合膜的水溶性最低。在复合膜中添加天然抗菌剂丁香油没有显著改变复合膜的机械性质,并提高复合膜的抗水性能。2.制备了琼胶/壳聚糖复合膜,以乳酸作为增塑剂,考察了壳聚糖和乳酸的添加量对复合膜机械性质和抗水性的影响,同时考察了壳聚糖/海藻酸钠复合膜、添加丁香油的和nisin的壳聚糖/海藻酸钠复合膜、琼胶/壳聚糖复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。结果表明,琼胶和壳聚糖具有较好的相容性,复合体系较为致密,降低了琼胶膜的水蒸气透过率;制备的琼胶/壳聚糖复合膜具有热封性能;随着壳聚糖和乳酸含量的升高,复合膜的拉伸强度有所下降。抑菌效果方面,添加丁香油的壳聚糖/海藻酸钠复合膜、琼胶/壳聚糖复合膜对两种细菌均具有较好的抑菌效果。3.以制备的壳聚糖/海藻酸钠复合膜,添加丁香油和nisin的壳聚糖/海藻酸钠复合膜包装熟牛肉,以PE膜包装作为阳性对照,未经包装的熟牛肉作为空白对照,考察在4℃冰箱贮藏期间,复合膜对熟牛肉品质的影响。结果表明,复合膜能够有效防止熟牛肉的脂质氧化和微生物生长繁殖,效果显著好于空白对照组,其中含丁香油的壳聚糖/海藻酸钠复合的效果最好,并且与PE组的效果相当;在防止水分蒸发方面,复合膜组显著好于空白对照组,不如PE组。4.以制备的琼胶/壳聚糖复合膜为包装膜,热封包装熟虾仁,以HDPE膜包装作为阳性对照,未经包装的熟虾仁作为空白对照,考察在4℃冰箱贮藏期间,复合膜对熟虾仁品质的影响。结果表明,琼胶/壳聚糖复合膜能有效防止熟虾仁的脂质氧化和微生物的生长繁殖,效果显著好于空白对照组,与HDPE组的效果相当;在防止水分损失方面,琼胶/壳聚糖复合膜显著好于空白对照组,不如HDPE组。

关键词：海洋多糖生物可降解复合膜熟肉制品改性

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基于海洋多糖的纳米给药系统的研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2020年第9期50卷 141-152页

作者：刘晨光池哲丁园园中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266100

海洋多糖具有来源丰富、生物相容性好、易生物降解、低毒性、低成本、稳定性和安全性高等特点。同时,海洋多糖易于化学改性能够制备满足各种需求的纳米粒(如用于药物递送、基因递送和生物传感等)。因此,海洋多糖是目前被认为用于制备药... 详细信息

海洋多糖具有来源丰富、生物相容性好、易生物降解、低毒性、低成本、稳定性和安全性高等特点。同时,海洋多糖易于化学改性能够制备满足各种需求的纳米粒(如用于药物递送、基因递送和生物传感等)。因此,海洋多糖是目前被认为用于制备药物递送系统的理想原料。本文综述了海洋多糖的性质、制备海洋多糖纳米粒的主要方法,并从海洋多糖纳米粒的物化性质和结构特征出发讨论几个重要的概念,为临床前和临床应用研究提供依据。然而,目前这类研究大多仍处于实验室阶段,需要进一步进行体内和临床应用研究来开发医用的商品化的纳米产品。

关键词：海洋多糖药物递送系统纳米粒壳聚糖褐藻胶多糖