发酵大蒜活性成分提取工艺与结构分析的研究

论文摘要

大蒜中的水溶性活性物质具有显著的药理功能，研究水溶性活性成分的分离制备工艺对大蒜的深加工和开发利用具有重要意义。论文探讨了脱色工艺对发酵大蒜浓缩液中活性成分（超氧化歧化酶（SOD）和蛋白质）的影响，并对发酵大蒜的精制产品—糖蛋白的提取、结构和生物活性作了进一步的探讨。脱色工艺的优化过程中，分别尝试了粉末和颗粒两种形式的活性炭。用粉末活性炭对大蒜发酵浓缩液进行脱色处理，采用单因素与正交实验结合的方法，探讨了活性炭用量、脱色温度及时间对脱色率、超氧化歧化酶的活性和蛋白质含量的影响。结果表明：当用量为1％，温度为40℃，吸附时间为30分钟时，脱色率为81.29％，SOD活力损失率及蛋白损失率分别为5.34％和13.76％。用颗粒活性炭对发酵大蒜水提液进行脱色处理，探讨了颗粒活性炭用量、水提液的温度及流速等因素对脱色率、超氧化歧化酶的活性和蛋白质含量的影响，并对比了脱色前后蛋白种类和多糖含量的变化。结果表明：宜选用超滤液作为脱色原液，当活性炭用量为4％，温度为40℃，流速为1.8ml／min时，脱色率为66.08％，SOD活力损失率及蛋白损失率分别为19.27％和11.00％，多糖含量仅减少了5.38％。通过对比，采用粉末活性炭脱色作为发酵大蒜活性成份提取工艺的脱色工序，此方法脱色效果明显、SOD活性及蛋白含量损失少。从而完善了膜分离技术提取发酵大蒜中活性成分的工艺，得到一套全新水提工艺。采用水提醇沉得大蒜粗多糖，进一步精制发酵大蒜产品—大蒜糖蛋白。对比sevage法和加热浓缩法脱蛋白，用DEAE纤维素柱层析得到一种中性糖蛋白（GPS）和一种酸性糖蛋白。结果表明加热法能温和、有效的除蛋白。经聚丙烯酰胺凝胶电泳证实GPS为均一蛋白，糖链占65.31％，蛋白占34.69％。红外光谱呈现出典型的多糖吸收峰，且糖链部分为杂果聚糖。碱性β-消去反应初步证明GPS中存在N-型糖肽键。分别对发酵大蒜提取液和GPS进行体外抑菌实验，水提液对五种致病菌均有抑制性，GPS只对枯草杆菌和白色念珠菌有抑制作用，但其对枯草杆菌的抑菌效果要优于发酵大蒜提取液。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 大蒜的概述
• 1.1.1 大蒜的化学成份
• 1.1.2 大蒜的主要药理活性
• 1.1.3 大蒜的开发利用现状
• 1.2 超氧化歧化酶的研究进展
• 1.2.1 SOD的分类和分布
• 1.2.2 SOD的结构
• 1.2.3 SOD的物理化学性质
• 1.2.4 SOD的作用底物和作用机理
• 1.2.5 SOD的开发与应用
• 1.3 脱色
• 1.3.1 脱色原理
• 1.3.2 主要脱色剂
• 1.3.3 活性炭的吸附性质
• 1.3.4 活性炭脱色的影响因素
• 1.4 糖蛋白的研究状况
• 1.4.1 糖蛋白的发展历史及定义
• 1.4.2 糖蛋白的分布
• 1.4.3 糖蛋白的结构
• 1.4.4 糖蛋白的功能
• 1.4.5 糖蛋白的研究方法
• 1.5 微生物发酵
• 1.6 本课题的研究意义及内容
• 1.6.1 研究意义及思路
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 发酵大蒜活性成分脱色工艺的研究
• 2.1 发酵大蒜活性成份提取工艺
• 2.2 材料和主要试剂
• 2.3 主要实验仪器
• 2.4 活性炭脱色方案
• 2.4.1 粉末活性炭脱色
• 2.4.2 颗粒活性炭脱色试验步骤
• 2.6 分析方法
• 2.6.1 色素含量的测定:分光光度法
• 2.6.2 SOD活性的测定:经典邻苯三酚自氧化
• 2.6.3 蛋白含量的测定:考马斯亮蓝染色法
• 2.6.4 多糖含量的测定:蒽酮比色法
• 2.6.5 蛋白质种类的测定:聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 2.7 实验结果与分析
• 2.7.1 发酵液中色素测量波长的确定
• 2.7.2 粉末活性炭脱色实验结果
• 2.7.3 颗粒活性炭脱色实验结果
• 2.8 两种脱色剂的对比
• 2.9 发酵大蒜活性成份脱色工艺流程图
• 第三章 发酵大蒜糖蛋白的提取工艺及分析
• 3.1 主要材料和试剂
• 3.2 主要仪器和设备
• 3.3 发酵大蒜糖蛋白的分离与纯化
• 3.3.1 糖蛋白提取路线的确定
• 3.3.2 试验步骤
• 3.4 糖蛋白纯度及结构分析
• 3.4.1 大蒜糖蛋白纯度的检测
• 3.4.2 大蒜糖蛋白红外光谱测定
• 3.4.3 糖苷键的特征分析
• 3.5 发酵大蒜糖蛋白的抑菌实验
• 3.5.1 实验试剂及仪器
• 3.5.2 供试菌株
• 3.5.3 供试菌种培养基
• 3.5.4 菌悬液的制备
• 3.5.5 滤纸片法测定
• 3.6 实验结果分析与讨论
• 3.6.1 去除游离蛋白质
• 3.6.3 DEAE纤维素柱层析纯化大蒜糖蛋白粗品
• 3.6.4 GPS聚丙烯酰胺电泳
• 3.6.5 大蒜糖蛋白红外光谱测定
• 3.6.6 糖肽键的特征分析
• 3.6.7 大蒜糖蛋白的抑菌作用
• 3.7 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果