五种经济海藻代谢成分及代谢机制的初步研究

论文摘要

? ? ?本文主要以鼠尾藻、浒苔、龙须菜、红毛菜和紫菜为材料,对比研究了其脂肪酸及挥发性成分组成特征,重点研究了原始红藻紫菜属的特征挥发性成分8-十七碳烯代谢途径。旨在深入系统的认识海藻代谢成分及其生化代谢途径,为进一步开发利用海藻资源提供基础性数据。采用改进的Bligh-Dyer法提取鼠尾藻（Sargassum thunbergii）、浒苔（Enteromorpha prolifera）、龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）、红毛菜（Bangia sp.）和条斑紫菜（Porphyra yezoensis）五种经济海藻脂溶性成分,以气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对脂肪酸进行分离和鉴定,C19:0内标确定总脂及各组分含量。结果表明,五种海藻都检测出C14-C22脂肪酸,总脂含量在12-19mg/g之间,不饱和脂肪酸为主要组成成分,含量均超过60%。不饱和脂肪酸中以多不饱和脂肪酸（PUFAs）为主,富含n-3和n-6系列PUFAs,n-6与n-3系列PUFAs之比均低于2。比较四种海藻脂肪酸组成特点表明,鼠尾藻以C16、C18和C20为主要组成成分,具褐藻类脂肪酸组成特征;浒苔以C16和C18为主要组成成分,具绿藻类脂肪酸组成特征;龙须菜、红毛菜和条斑紫菜以C16和C20类脂肪酸为主,具典型红藻类脂肪酸组成特征,同时又有不同之处,龙须菜显示真红藻脂肪酸组成的特点,而红毛菜和条斑紫菜显示原始红藻脂肪酸组成的特点。本文利用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱（GC/MS）联用法,对鼠尾藻、浒苔、龙须菜、红毛菜和条斑紫菜等五种常见经济海藻的挥发性成分进行了研究。结果发现,在五种海藻中分别鉴定出32、26、27、31、32种挥发性成分,主要为烃类、醇类、醛类及酯类物质。鼠尾藻、浒苔及龙须菜以烃类、醇类、醛类、酯类及其它挥发性化合物为主;红毛菜和条斑紫菜均以烃类成分为主,其含量占总挥发性成分的60%以上,另外含有少量醇类、醛类及酯类物质。红毛菜和条斑紫菜烃类成分主要为8-十七碳烯及十七碳烷,含量超过总成分的50%,其中主要又以含量超过30%的8-十七碳烯为主,而鼠尾藻、浒苔和龙须菜8-十七碳烯含量甚少。研究表明,海藻挥发性成分组成具有明显的种属差异性,原始红藻红毛菜和条斑紫菜挥发性成分的组成相似,以8-十七碳烯做为原始红藻挥发物组成特征。本文主要对紫菜属海藻挥发物8-十七碳烯的组成特征及代谢途径进行了研究。采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）对8-十七碳烯进行分离和鉴定。结果显示,相对绿藻浒苔、褐藻鼠尾藻和真红藻龙须菜,原始红藻紫菜及红毛菜中8-十七碳烯的相对含量高达30-50%。对于紫菜8-十七碳烯代谢合成的实验研究发现,其酶促反应系统对棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸无明显反应作用,而实验标物二十碳五烯酸生成8-十七碳烯是其他标物和对照的4倍以上,表现为专业催化的特点。抑制剂菲尼酮和邻菲罗啉等对8-十七碳烯生成酶活性无抑制作用,而NaN3对酶活性有强烈抑制作用,显示该酶与血红素类蛋白的联系机制。研究认为,原始红藻紫菜中高水平8-十七碳烯含量具有稳定的特点,它以二十碳五烯酸为反应底物,通过血红素相关脂肪酸氧化酶系统代谢产生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 文献综述
• 一、我国主要经济海藻资源
• 1、经济海藻研究概况
• 2、主要经济海藻生物学背景
• 2.1 鼠尾藻生物学特征
• 2.2 浒苔生物学特征
• 2.3 龙须菜生物学特征
• 2.4 红毛菜生物学特征
• 2.5 紫菜生物学特征
• 二、海藻脂肪酸研究进展
• 1、海藻脂肪酸研究概况
• 2、大型海藻脂肪酸组成
• 3、微藻脂肪酸组成
• 4、脂肪酸生理功能
• 5、脂肪酸的提取及分离方法
• 三、挥发性成分研究进展
• 1、植物挥发物的研究概况
• 2、藻类挥发物的研究进展
• 3、挥发性成分的分离提取方法
• 4、挥发性成分的定性与定量分析
• 四、挥发性成分代谢机制研究
• 1、挥发性成分代谢研究概况
• 2、挥发性成分代谢途径
• 2.1 脂氧合酶代谢途径
• 2.1.1 植物脂氧合酶代谢途径
• 2.1.2 海藻脂氧合酶途径
• 2.1.3 脂氧合酶性质
• 2.1.4 脂氧合酶抑制剂
• 2.1.5 脂氧合酶产物分析
• 2.2 a-氧化途径
• 2.2.1 植物 a-氧化途径
• 2.2.2 海藻 a-氧化途径
• 2.2.3 a-双加氧酶性质
• 2.3 挥发性烃类生成途径
• 五、本研究目的及意义
• 第一章 五种经济海藻脂肪酸组成分析
• 1. 仪器与试剂
• 2. 材料与方法
• 2.1 材料及前处理
• 2.2 脂肪酸提取
• 2.2.1 总脂的提取
• 2.2.2 皂化和甲酯化
• 2.3 GC-MS 分析条件
• 2.3.1 GC 条件
• 2.3.2 MS 条件
• 2.4 统计分析
• 3. 结果
• 3.1 总离子流图谱
• 3.2 脂肪酸组分
• 3.3 总脂含量
• 3.4 SFAs、UFAs 含量及组成
• 3.5 n-3 和 n-6 系列 PUFAs 含量及组成
• 4. 讨论
• 4.1 五种海藻脂肪酸组成特征
• 4.2 五种海藻 n-3 与 n-6 系列 PUFAs 组成特点
• 第二章 几种常见经济海藻挥发性成分组成分析
• 1. 仪器与试剂
• 2. 材料与方法
• 2.1 实验材料及前处理
• 2.2 挥发物的萃取
• 2.3 GC-MS 分析条件
• 2.3.1 GC 条件
• 2.3.2 MS 条件
• 2.4 数据处理及质谱检索
• 3. 结果
• 3.1 五种海藻挥发物成分离子流图
• 3.2 五种经济海藻挥发性成分
• 3.3 五种经济海藻挥发物组成
• 3.4 五种经济海藻烃类物质组成
• 4. 讨论
• 4.1 五种经济海藻挥发物组成特征
• 4.2 挥发物生理及代谢途径探讨
• 第三章 紫菜属海藻 8-十七碳烯挥发物代谢研究
• 1. 材料与方法
• 1.1 测试材料及前处理
• 1.2 仪器与试剂
• 1.3 挥发物提取和检测
• 1.4 脂肪酸提取和检测
• 1.5 酶液盐析纯化
• 1.6 酶促反应体系
• 2. 结果
• 2.1 海藻挥发性成分 8-十七碳烯含量
• 2.2 紫菜主要脂肪酸组成
• 2.3 紫菜 8-十七碳烯合成反应前体
• 2.4 紫菜 8-十七碳烯酶促反应性质
• 2.4.1 酶活盐析范围
• 2.4.2 温度
• 2.4.3 pH 值
• 2.4.4 抑制剂
• 3. 讨论
• 3.1 海藻8-十七碳烯组成特点
• 3.2 海藻8-十七碳烯代谢途径
• 3.3 紫菜 8-十七烯生成酶性质
• 本文结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢