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蔗渣酸化甘油预处理液中活性物质的分离与保湿活性研究

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蔗渣酸化甘油预处理液中活性物质的分离与保湿活性研究

作者：石珉宇华南理工大学

学位级别：硕士

酸化甘油预处理蔗渣能够破坏蔗渣结构的化学键,脱除蔗渣中的木质素和半纤维素,是提高蔗渣纤维素利用率和酶解效率的重要方法,在蔗渣的制浆造纸和生物乙醇生产工艺中得到广泛应用。蔗渣酸化甘油预处理液作为该过程的副产物,并未得到充分... 详细信息

酸化甘油预处理蔗渣能够破坏蔗渣结构的化学键,脱除蔗渣中的木质素和半纤维素,是提高蔗渣纤维素利用率和酶解效率的重要方法,在蔗渣的制浆造纸和生物乙醇生产工艺中得到广泛应用。蔗渣酸化甘油预处理液作为该过程的副产物,并未得到充分的研究。在预处理液中可能存在木质素、酚类、糖类和甘油衍生物等活性物质,对其进一步的开发及高值化利用尤为重要。首先,用四氢呋喃(THF)萃取预处理液得四氢呋喃相,再进一步分离纯化得到水溶性木质素(WL)和水不溶木质素(NWL),并对所得WL和NWL的理化特性及其抗氧化活性进行了系统的研究;再将相分离所得水相通过活性炭/硅藻土柱层析分离纯化得到甘油糖苷(GG);通过体外重量法,体表仪器测试法和人永生化角质形成细胞(Ha Ca T)干燥模型对GG的保湿活性进行评价,并通过酶联免疫吸附(ELISA)和RT-q PCR技术对GG的保湿机理进行探究。以期为蔗渣酸化甘油预处理液的综合利用和GG的保湿机制研究提供理论基础。本文的主要结论如下:(1)通过THF萃取预处理液,可得到上相为THF相和下相为水相。THF相在旋蒸、水洗和离心后得到NWL沉淀和上清液,上清液中含有WL和甘油。对上清液进行THF萃取,萃取条件为:时间5 min,次数4次,THF用量为0.25倍上清液(v/v),最终能去除99.26%的甘油,得到WL。WL和NWL的产率分别为38.00%和49.63%。水相物质经过活性炭柱层析分离,在2%乙醇洗脱相中分离得到GG,通过高效液相色谱、液质联用技术和核磁共振谱图分析,鉴定GG中主要成分为甘油木糖苷和甘油葡萄糖苷,含量分别为56.44%和36.49%,GG的产率为68.17%。(2)以碱木质素作为对照,通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁异核单量子关系谱(HSQC)测定WL和NWL的官能团组成和结构,结果表明WL和NWL具有明显的木质素结构单元特征,在它们的结构中出现甘油基团信号。通过核磁共振磷谱研究木质素羟基的类型和含量,结果表明WL的脂肪族羟基含量较高,是碱木质素的2.3倍,这可能与其水溶性相关,NWL的总酚羟基含量1.39 mmol/g,高于WL和碱木质素。通过凝胶渗透色谱(GPC)对分子量测定,通过热重分析评价木质素的热稳定性,结果表明NWL的分子量较大(Mw=4278 g/mol),分布集中(Mw/Mn=1.86),NWL的高分子量使其具有较高的热稳定性,在390℃到达最大失重速率温度。WL分子量较小且分布不集中(Mw/Mn=2.38),热稳定性较差,说明其中可能含有小分子的酚类物质。通过液质联用对WL中主要的小分子物质进行鉴定,结果表明WL中含有3,4-二羟基-苯甲酸甘油酯、1(2)-O-对香豆酸甘油酯、阿魏酸甘油酯等被甘油修饰的酚类物质。(3)通过DPPH自由基清除能力和氧自由基吸收(ORAC)能力评价WL和NWL的体外抗氧化活性,结果表明NWL的DPPH自由基清除率的EC为0.82 mg/m L,小于WL(1.57 mg/m L)和碱木质素(2.22 mg/m L),ORCA值为243 mmol TE/100 g,高于碱木质素和WL。说明NWL具有较好的体外抗氧化活性,WL和碱木质素的体外抗氧化能力相似。对WL的细胞抗氧化活性进行评价,结果表明WL能够进入细胞内部发挥抗氧化作用。(4)通过体外重量测量法测定GG的体外吸湿和保湿性能,结果表明GG的吸湿和保湿性能要优于透明质酸(HA)和甘油葡萄糖苷(αGG)。通过仪器法评价GG体表保湿性能,结果表明GG能将皮肤含水量提高60%,并在5 h内维持皮肤水分含量,效果好于HA和αGG。通过Ha Ca T细胞干燥模型对GG的保湿活性进行研究,结果发现GG具有细胞干燥保护作用和干燥损伤修复的作用,能够提高干燥处理后Ha Ca T细胞的存活率。通过ELISA试剂盒检测GG处理对Ha Ca T细胞HA合成量和水通道蛋白3(AQP3)含量的影响,结果发现GG高剂量组的HA合成量比对照组高31.03%,GG中低剂量组AQP3含量为对照组的3倍。通过RT-q PCR技术检测Ha Ca T细胞保湿相关基因表达量的变化。发现GG的保湿机制可能为,一方面上调AQP3基因表达,以提高细胞中AQP3蛋白含量,增加细胞膜的通透性促进细胞内外水分子交换,增加细胞的水合程度,改善皮肤屏障功能;另一方面上调HAS1基因表达,增加HA合成量,以增强细胞的水合能力,同时上调HYL2基因的表达,促进部分HA分解为胶原,胶原通过与蛋白质之间的交联反应形成弹性网状结构能够牢牢锁住水分,增加细胞的保湿效果。

关键词：蔗渣预处理木质素甘油糖苷抗氧化活性保湿活性

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羊栖菜岩藻多糖的提取分离及其应用研究

羊栖菜岩藻多糖的提取分离及其应用研究

作者：刘冰月江南大学

学位级别：硕士

近年来,国内外对羊栖菜的药理活性研究主要集中在抗肿瘤和抗凝血等方面,取得了很大进展,但鲜有羊栖菜岩藻多糖保湿性研究及其在化妆品中应用的报道。羊栖菜资源丰富,其中所含岩藻多糖在日化行业的应用方面具有较高的研究价值。本文以羊... 详细信息

近年来,国内外对羊栖菜的药理活性研究主要集中在抗肿瘤和抗凝血等方面,取得了很大进展,但鲜有羊栖菜岩藻多糖保湿性研究及其在化妆品中应用的报道。羊栖菜资源丰富,其中所含岩藻多糖在日化行业的应用方面具有较高的研究价值。本文以羊栖菜为原料,通过纤维素酶解-超声波辅助法提取羊栖菜岩藻多糖(FSF),采用纤维素柱层析法和凝胶柱色谱层析法对所得粗多糖进行分离纯化,对纯化后多糖进行结构分析,并对其进行保湿功效评价。主要研究内容如下:(1)采用纤维素酶解-超声波辅助法提取FSF,以单因素实验法和正交实验法确定最优工艺条件为:pH4.5,纤维素酶用量1.0%,提取温度40℃,超声时间15 min,酶解时间2 h,料液比为1:10。在此条件下,FSF的提取率为8.50%,羊栖菜岩藻多糖粗品(CEFSF)得率为15.48%,验证实验结果表明该工艺重复性良好。(2)CEFSF经DEAE-纤维素柱层析和Sephadex G-150凝胶柱层析分离纯化后得到多糖FSF-1和FSF-2,得率分别为0.94%和1.48%。结构分析结果表明:FSF-2的重均分子量为103418 Da,为吡喃糖苷型化合物,糖苷键构型为β型,硫酸根和糖醛酸的含量分别为3.99%和46.57%,单糖组成为:岩藻糖、氨基半乳糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖及葡萄糖醛酸,经部分酸水解实验、高碘酸氧化实验、Smith降解实验和核磁分析发现:FSF-2的主链由葡萄糖和木糖构成,一定存在1→2链接,存在1→或1→6链接。(3)体外保湿活性研究结果表明:分别在43%和81%的相对湿度条件下,与常用的几种保湿剂相比,CEFSF的短时(8 h)吸湿性优于甘油、丁二醇和海藻酸钠,保湿性优于丁二醇和海藻酸钠,与甘油无显著性差异;经过纯化后,FSF-1的吸湿性有所降低,短时(8 h)吸湿性仅优于海藻酸钠,低于CEFSF和丁二醇,保湿性增强,优于CEFSF,低于FSF-2;FSF-2的短时(8 h)及长效(60 h)吸湿性和保湿性进一步增强,优于CEFSF及FSF-1。在体保湿活性研究结果表明:涂抹5%CEFSF和1%FSF-2能显著增加皮肤水分含量,效果与甘油相近,但抑制皮肤水分散失能力均明显优于甘油,可显著降低经皮水分散失量。(4)将CEFSF与甘油进行复配,以保湿性为指标,筛选出最优的复配比为:甘油的质量分数为3%,岩藻多糖的质量分数为2%。按照筛选出的甘油与CEFSF的复配比例,配制一款护肤霜,并配制三款对照护肤霜。对膏霜的理化性质指标和耐热耐寒性进行测试,结果表明其符合行业相关标准。在体保湿性能检测结果表明:与对照膏霜相比,添加了CEFSF-甘油复配物的膏霜能够显著增加皮肤水分含量,且能有效抑制经皮水分散失。

关键词：羊栖菜岩藻多糖结构分析保湿活性保湿化妆品

灵芝提取液的发酵工艺及发酵产物保湿功能评价的研究

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灵芝提取液的发酵工艺及发酵产物保湿功能评价的研究

作者：钟柳艳华南农业大学

学位级别：硕士

随着物质生活水平的提高,人们对化妆品开始崇尚自然,相比化学合成保湿剂,更热衷于优先选择天然化妆品。这使得以植物为原材料的天然化妆品成为国内外化妆品市场的宠儿。中草药作为中国的国粹,人们对其认识和研究已有了一定的基础和积累... 详细信息

随着物质生活水平的提高,人们对化妆品开始崇尚自然,相比化学合成保湿剂,更热衷于优先选择天然化妆品。这使得以植物为原材料的天然化妆品成为国内外化妆品市场的宠儿。中草药作为中国的国粹,人们对其认识和研究已有了一定的基础和积累,我们更应进一步研究中草药,开发中草药化妆品领域。灵芝中含有丰富的灵芝多糖、氨基酸、多肽、三萜类化合物、甾醇类等成分,具有很好的保湿潜力。现已有研究表明灵芝具有抗氧化、延缓衰老、抗皱等护肤作用,且有人利用灵芝制成灵芝晚霜等。根据开发发酵液的思路,发酵灵芝提取液可提高有效成分的提取率,或产生新的功效,使原有功效得到加强。本文论述了以灵芝提取液为原料发酵所获得的发酵液具有较好的皮肤保湿活性。先以保湿活性为指标,采用皮肤保湿性能体外法和人体法两种评定方法,筛选最佳菌种、碳源、氮源、发酵温度、发酵周期及接种量,对发酵工艺条件进行优化。再对发酵液的保湿物质进行大类分析,初步探索发酵液的保湿机理。主要研究结果如下:(1)以Kefir粒为灵芝提取液发酵菌种,其发酵液保湿效果优于酿酒酵母菌和纳豆芽胞杆菌。(2)通过体内和体外法保湿性能评价,确定了灵芝提取液最佳发酵工艺条件。即选择5%的果糖作为碳源、7.5%的氯化铵作为氮源,加入6%的接种量,在温度31℃环境下,发酵16h。(3)通过体内和体外法保湿性能评价,发现采用最佳菌种和优化发酵条件后的灵芝提取液发酵液的保湿效果优于10%甘油和SKⅡ神仙水。(4)利用液相色谱法和薄层层析法对发酵液的物质基础进行了初步研究,得出发酵液中有较多的糖类、氨基酸或多肽类。

关键词：灵芝发酵液保湿活性菌种筛选发酵优化

硫酸酯化裂褶多糖的制备、结构表征及其体外活性研究

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硫酸酯化裂褶多糖的制备、结构表征及其体外活性研究

作者：伍磊华南理工大学

学位级别：硕士

裂褶多糖是一种中性β葡聚糖,具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎及保湿等多种生物活性。然而,分子量大、粘度高、干燥后复溶性差的特性限制了裂褶多糖在工业上的大规模应用。本研究对裂褶多糖进行硫酸酯化改性,通过红外、紫外、核磁(Nuclear m... 详细信息

裂褶多糖是一种中性β葡聚糖,具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎及保湿等多种生物活性。然而,分子量大、粘度高、干燥后复溶性差的特性限制了裂褶多糖在工业上的大规模应用。本研究对裂褶多糖进行硫酸酯化改性,通过红外、紫外、核磁(Nuclear magnetic resonance,NMR)等表征其结构,并进一步评价其α-葡萄糖苷酶抑制活性、抗凝血活性、保湿活性,为硫酸酯化裂褶多糖(sulfated schizophyllan,S-SPG)在医药、化妆品等行业的应用提供理论依据。以N,N-二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide,DMF)作为反应溶剂,采用三氧化硫-吡啶法制备硫酸酯化裂褶多糖,并在单因素实验的基础上采用响应面实验优化了硫酸酯化裂褶多糖的制备工艺,获得最佳的反应条件为:三氧化硫-吡啶复合物与裂褶多糖的质量比为4:1,反应温度为70C,反应时间为3 h,取代度最大为1.85。溶解性实验结果表明,与裂褶多糖相比,硫酸酯化裂褶多糖具有更好的溶解性。接着,改变制备条件获得取代度分别为0.70、1.00、1.25和1.85的硫酸酯化裂褶多糖,分别记为S-SPG1、S-SPG2、S-SPG3和S-SPG4。对制备的硫酸酯化裂褶多糖的结构进行了表征。裂褶多糖的重均分子量为3.79×10Da,S-SPG1为1.67×10 Da,S-SPG2为9.32×10 Da,S-SPG3为3.04×10 Da,S-SPG4为8.04×10 Da,表明在改性过程中裂褶多糖的分子量大大降低。红外和紫外扫描结果表明裂褶多糖成功引入了硫酸基团。C NMR结果表明,裂褶多糖在硫酸酯化过程中,碳位的取代顺序为:C-6>C-2>C-4。另外,S-SPG1、S-SPG2可能仅有C-6取代;S-SPG3以C-6取代为主,含少量C-2取代;S-SPG4中C-6取代为主导,C-2、C-4也发生了不同程度的取代。扫描电镜结果表明,裂褶多糖经硫酸酯化改性后原有的表面形貌发生了变化。刚果红实验结果表明,裂褶多糖经硫酸酯化改性后不具备原有的三螺旋结构,硫酸酯化裂褶多糖在水溶液中呈无规则线性结构。研究了裂褶多糖经硫酸酯化对α-葡萄糖苷酶的抑制活性。结果表明,S-SPG1、S-SPG2、S-SPG3、S-SPG4的IC分别为>2 mg/m L、1.74 mg/m L、0.85 mg/m L和0.80mg/m L。当浓度达到2 mg/m L时,其抑制率分别为38.68%、56.48%、78.81%、84.66%,此浓度下S-SPG3和S-SPG4对α-葡萄糖苷酶的抑制活性超过阿卡波糖。动力学实验表明,硫酸酯化裂褶多糖为可逆的混合Ⅰ型抑制剂。研究了硫酸酯化裂褶多糖的抗凝血活性。结果表明,与裂褶多糖相比,S-SPG1、S-SPG2、S-SPG3和S-SPG4通过内源性凝血途径包括延长部分活化凝血酶时间(Activated partial thromboplastin time,APTT)和凝血酶时间(Thromboplastin time,TT)来发挥潜在的抗凝血活性,且APTT和TT值与硫酸酯化裂褶多糖的浓度和取代度呈正相关。取代度最高的S-SPG4抗凝血活性最强。当浓度为0.2 mg/m L时,S-SPG1、S-SPG2、S-SPG3、S-SPG4的APTT分别为76.40±1.70 s、86.40±1.30 s、98.70±2.40 s和184.35±1.55 s,TT分别为43.85±3.95 s、70.75±2.75 s、77.10±0.10 s和>90 s,而对凝血酶原时间(Prothrombin time,PT)无延长作用。研究了硫酸化裂褶多糖的保湿活性。当环境相对湿度(Relative humidity,RH)为43%和81%时,硫酸酯化改性后的裂褶多糖的吸湿性是改性前的1.3～2倍,其中S-SPG4在72 h时的吸湿性分别为77.93%(RH=43%),52.54%(RH=81%),仅次于甘油。在干燥环境中,硫酸酯化裂褶多糖的保湿性略弱于透明质酸钠。当相对湿度为43%时,S-SPG4的保湿性仅次于甘油,略强于裂褶多糖。因此,硫酸酯化裂褶多糖可作为一种潜在的、很有前景的保湿剂。

关键词：裂褶多糖硫酸酯化 α-葡萄糖苷酶抑制活性抗凝血活性保湿活性

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灵芝深层培养液成分与保湿增效功能探究

工业微生物 2021年第6期51卷 39-44页

作者：刘铁平孙勇薛仲华曹红森上海禾向健康科技发展有限公司上海201199 华东理工大学上海200237 上海漫虹生物科技有限公司上海202154

利用灵芝深层培养液与成膜剂,润滑剂等多种天然添加剂复配,制备了具有保湿增效功能和抗皱美白功能的护肤品。依据《化妆品安全技术规范》对皮肤角质层含水量,皮肤弹性值检,眼角皱纹等测试及人体临床评估,并利用SPSS统计软件综合评价了... 详细信息

利用灵芝深层培养液与成膜剂,润滑剂等多种天然添加剂复配,制备了具有保湿增效功能和抗皱美白功能的护肤品。依据《化妆品安全技术规范》对皮肤角质层含水量,皮肤弹性值检,眼角皱纹等测试及人体临床评估,并利用SPSS统计软件综合评价了保湿抗皱增效效果。66名受试者使用产品4周后给予如下评价:皮肤角质层水分含量值等检测数据和临床评估数据均极显著性高于对照组(p保湿增效作用。由灵芝深层培养液复配的护肤品,具有优异的保湿增效性能和抗皱美白功能,在开发灵芝类护肤品在保湿抗皱功效方面有较大的市场应用前景。

关键词：灵芝培养液小分子活性物保湿活性

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芦荟多糖的功效研究综述

广东化工 2020年第22期47卷 65-66页

作者：陈梦婷罗秉俊杨芳芳云南万绿生物股份有限公司技术研发部门云南玉溪653100

运用文献资料及数据分析,综述了国内外对芦荟多糖的功效研究,主要集中在芦荟多糖在保湿活性、药理作用上的功效研究,通过对这两方面的相关研究内容及进展进行分析概括,把握了芦荟多糖的功效研究上的热点及难点,从而对未来芦荟多糖在化... 详细信息

运用文献资料及数据分析,综述了国内外对芦荟多糖的功效研究,主要集中在芦荟多糖在保湿活性、药理作用上的功效研究,通过对这两方面的相关研究内容及进展进行分析概括,把握了芦荟多糖的功效研究上的热点及难点,从而对未来芦荟多糖在化妆品、保健品等重点领域的发展提出展望。

关键词：芦荟多糖保湿活性药理作用