改性甘薯果胶抑制癌细胞增殖与转移活性研究

论文摘要

甘薯渣中富含果胶，果胶可以抑制癌细胞生长和转移，促进癌细胞凋亡，而有研究发现果胶改性能显著提高抗癌活性。本研究以甘薯渣为原料，进行pH改性和热改性甘薯果胶的制备，测定了改性果胶的结构特征和其对结肠癌细胞HT-29、乳腺癌细胞Bcap-37及肝癌细胞SMMC-7721增殖和转移的抑制效果，旨在提高甘薯原料利用率和加工附加值，为开发改性甘薯果胶新产品提供理论依据。以甘薯渣为原料采用响应面法研究甘薯果胶的提取工艺，在单因素试验的基础上，通过Box-benken试验探讨了提取温度、提取时间、溶液pH值和液固比对果胶得率及其半乳糖醛酸含量的影响，得到了甘薯果胶提取的最佳工艺为pH值1.7，提取温度93℃，提取时间2.2h，料液比30:1。在此提取条件下，甘薯果胶得率为5.09%，半乳糖醛酸含量为70.03%，与预测值（果胶得率5.08%和半乳糖醛酸含量69.40%）拟合良好，表明此研究建立的模型在实践中进行预测是可行的。在此最佳条件下提取的果胶称为未改性甘薯果胶。通过研究改性甘薯果胶pH和热改性条件对结肠癌细胞HT-29、乳腺癌细胞Bcap-37及肝癌细胞SMMC-7721增殖抑制作用的影响，得到pH改性果胶的加热温度为55℃，热改性果胶的加热时间为60min。依据确定的条件对甘薯果胶进行改性，得到pH改性果胶和热改性果胶。对改性果胶的结构特征进行测定并与改性前比较发现，半乳糖醛酸含量均提高，酯化度和分子量均降低，微观结构也发生了显著变化。甘薯果胶对癌细胞的增殖抑制作用均呈浓度和时间依赖性，改性后甘薯果胶对癌细胞HT-29、Bcap-37和SMMC-7721的增殖抑制作用均显著提高，且对HT-29和Bcap-37的作用更显著。在浓度1mg/mL，作用时间24h的条件下，与改性前果胶相比：热改性及pH改性果胶对HT-29的增殖抑制率分别提高了45.32%和61.03%，对Bcap-37的抑制率分别提高了43.31%和42.54%。这表明pH改性和热改性甘薯果胶均能有效抑制结肠癌细胞HT-29和乳腺癌细胞Bcap-37的恶性增殖。通过研究pH改性和热改性甘薯果胶对结肠癌细胞HT-29和乳腺癌细胞Bcap-37粘附、迁移及uPA含量的影响，并与果胶改性前效果比较发现，改性甘薯果胶作用癌细胞后，粘附程度、迁移率和uPA含量均显著降低。在浓度1mg/mL和作用时间24h的条件下，与改性前果胶处理效果相比： pH改性果胶使HT-29和Bcap-37完全消化下来的时间分别缩短7.69%和21.95%，迁移率分别降低48.36%和50.45%，uPA含量分别降低21.65%和20.36%；热改性果胶使HT-29和Bcap-37完全消化下来的时间分别缩短6.60%和20.73%，迁移率分别降低33.31%和34.46%，uPA含量分别降低18.76%和15.67%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 甘薯加工现状
• 1.2 果胶研究现状及进展
• 1.2.1 果胶基本结构
• 1.2.2 果胶的原料来源、制备及特征描述
• 1.3 果胶的生理功能研究进展
• 1.3.1 果胶对机体免疫系统的作用
• 1.3.2 果胶对代谢的作用
• 1.3.3 果胶对重金属的作用
• 1.3.4 果胶的其它生理功能
• 1.4 果胶的抗癌活性研究现状
• 1.4.1 果胶抑制癌转移
• 1.4.2 果胶对癌细胞增殖和凋亡的作用
• 1.4.3 果胶的改性及抗癌活性研究进展
• 1.5 甘薯果胶研究进展情况
• 1.6 研究目的及主要研究内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 主要研究内容
• 第二章 甘薯果胶提取工艺的优化
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验试剂
• 2.2.3 实验仪器与设备
• 2.2.4 实验内容及方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 甘薯渣的基本成分
• 3.3.2 半乳糖醛酸标准曲线
• 3.3.3 单因素试验
• 3.3.4 Box-Behnken 响应面设计
• 3.3.5 模型验证
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第三章 改性甘薯果胶的制备及其对癌细胞增殖的影响
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验试剂
• 3.2.3 试验仪器与设备
• 3.2.4 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 加热温度对 pH 改性果胶抑制癌细胞增殖作用的影响
• 3.3.2 加热时间对热改性果胶抑制癌细胞增殖作用的影响
• 3.3.3 果胶改性前后的基本成分测定
• 3.3.4 酯化度测定
• 3.3.5 溶解度测定
• 3.3.6 微观结构分析
• 3.3.7 分子量变化
• 3.3.8 果胶对癌细胞存活率的影响
• 3.3.9 果胶对癌细胞增殖的影响（MTT 法）
• 3.3.10 果胶对癌细胞增殖的影响（结晶紫法）
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第四章 改性甘薯果胶对癌细胞转移的影响
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验试剂
• 4.2.3 试验仪器与设备
• 4.2.4 试验内容及方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 甘薯果胶对癌细胞粘附的影响
• 4.3.2 甘薯果胶对癌细胞迁移的影响
• 4.3.3 甘薯果胶对癌细胞 uPA 含量的影响
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历