龙须菜琼胶糖的制备及其副产物的研究

论文摘要

该研究以龙须菜为原料制备高凝胶强度琼胶,并用改良DEAE-纤维素法制备高品质琼胶糖;建立了琼胶及琼胶糖中硫酸基含量的离子色谱检测方法;回收DEAE-纤维素,并用NaCl溶液洗脱DEAE-纤维素制备硫琼胶,由硫琼胶降解生成硫琼胶寡糖并研究其体外抗氧化活性。龙须菜藻渣脱除助滤剂后制备龙须菜膳食纤维,并通过复合植物水解酶水解对膳食纤维进行改性,以提高膳食纤维活性。该文的主要工作及结论如下:1.研究龙须菜冷碱处理条件与琼胶凝胶强度（Gel strength, GS）的关系,采用均匀设计法,研究了温度T、碱液浓度M和处理时间t三因素与龙须菜琼胶凝胶强度的定量关系。通过多元线性回归拟合出回归模型:GS=27.72×T+19.69×M+ 2.75×t-488.62,P<0.0001。由回归模型可知,3因素对龙须菜凝胶强度的贡献大小为:T>M>t。在3因素的水平范围内,再经验证试验表明,试验测定值与回归预测值均无显著性差异（P>0.05）。这表明,该回归模型对龙须菜凝胶强度具有较好的预测性,为龙须菜冷碱法处理的最佳工艺条件、提高龙须菜琼胶加工质量、降低生产成本提供了重要科学依据。2.以龙须菜琼胶为原料,分别采用KMnO4-H2C2O4法漂白、乙醇处理和DEAE-纤维素纯化等工艺制备生化级琼胶糖,并对工艺参数进行了正交优化,对琼胶糖的理化指标和电泳性能进行测定。结果表明:漂白试验的最佳工艺条件为:KMnO4浓度0.10%、pH 6.0、漂白时间5 min、H2C2O4浓度0.30%,漂白后琼胶白度（HW值）为82.98、凝胶强度为1083 g/cm2;乙醇处理的最佳工艺条件为:料液比1:40,乙醇浓度60%,处理时间6 h,处理后琼胶透明度（透光率）为50.2%。制备的琼胶糖灰分含量为0.25%、凝胶强度为1127 g/cm2、硫酸基含量为0.24%;结晶紫电泳、电内渗测定和基因组DNA电泳试验表明:改良DEAE-纤维素法制备的琼胶糖具有优异的电泳性能,适用于生物化学和分子生物学的凝胶电泳研究。3.以琼胶糖为原料,样品用干法灰化法处理后分别以超纯水和1.0mol/L盐酸溶解定容,利用离子色谱法和硫酸钡比浊法测定其硫酸基含量(以SO42-计)。结果表明,离子色谱法SO42-在1.0～15.0 mg/L范围内线性关系良好（R2=0.9996）,硫酸钡比浊法SO42-在6.0～30.0 mg/L范围内线性关系良好（R2=0.9991）;对同种琼胶糖样品进行6次重复测定,离子色谱法相对标准偏差RSD=1.40% （n=6）,具有较高的精密度,硫酸钡比浊法相对标准偏差RSD=3.51% （n=6）;对2种不同的琼胶糖样品分别进行两个水平的加标回收率实验,离子色谱法回收率为86.33%～97.40%,硫酸钡比浊法回收率为84.17%～96.67%。因此,离子色谱法和硫酸钡比浊法均能准确测定样品中硫酸基含量。4.用NaCl溶液洗脱龙须菜琼胶糖制备过程中的DEAE-纤维素上吸附的硫琼胶,对硫琼胶和琼胶进行红外光谱分析,并水解制备龙须菜硫琼胶寡糖,对硫琼胶寡糖进行体外抗氧化活性评价,结果证明龙须菜琼胶寡糖和硫琼胶寡糖对·O2-和DPPH均有较明显的清除作用,硫琼胶寡糖抑制率大于琼胶寡糖而低于抗坏血酸,硫琼胶寡糖对·O2-清除作用的IC50大于0.5 mg/ml,对DPPH清除作用的IC50为7 mg/L,是两种优良的体外抗氧化剂,对维持机体健康有重要意义;硫琼胶红外光谱分析结果如下:851.3 cm-1附近有特征吸收,表明D-半乳糖C4上有直键硫酸基,O-S（直立键）;932.2 cm-1和1075.6 cm-1处有较弱特征吸收,表明样品中含有3,6-内醚半乳糖（3,6-AG）;另外932.2 cm-1处特征吸收也表示有6-硫酸基的存在,1255.2 cm-1处为总硫酸基特征吸收,为强吸收,因此表明硫琼胶中含有较大量的硫酸基。5.采用离心的方法除去龙须菜琼胶加工过程中生成的藻渣中的助滤剂后制备龙须菜藻渣膳食纤维,粗纤维得率为21.4%,所得藻渣膳食纤维膨胀力为3.37 ml/g、持水力为285%,采用复合植物水解酶水解的方法对藻渣膳食纤维进行活化,并采用正交试验优化水解条件,以提高藻渣膳食纤维的活性。最佳水解条件为:料液比1:30,加酶量20FBG/g,酶解pH 4.5,酶解时间2.5h,酶解温度55℃。在此条件下水溶性膳食纤维产率为24.63%,测定活化后的膳食纤维膨胀力为10.25 ml/g、持水力为542%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 琼胶提取技术的国内外发展现状及趋势
• 1.3 琼胶糖提取技术的国内外发展现状及趋势
• 1.4 硫琼胶加工利用技术国内外发展现状及趋势
• 1.5 抗氧化剂体外自由基清除活性评价方法研究进展
• 1.5.1 分光光度法
• 1.5.2 化学发光法
• 1.5.3 其他方法
• 1.6 龙须菜藻渣加工技术国内外发展现状及趋
• 1.7 本研究立题依据及主要研究内容
• 1.7.1 立题依据
• 1.7.2 主要研究内容
• 2 龙须菜琼胶提取及琼胶糖制备工艺
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与仪器
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验试剂
• 2.2.3 仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 琼胶提取方法
• 2.3.2 改良DEAE 纤维素法制备琼胶糖
• 2.3.3 检测方法
• 2.3.4 数据处理
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 龙须菜碱处理条件
• 4-H₂C₂O₄ 法漂白正交试验结果与分析'>2.4.2 琼胶KMnO₄-H₂C₂O₄法漂白正交试验结果与分析
• 2.4.3 琼胶乙醇处理正交试验结果与分析
• 2.4.4 琼胶糖技术指标
• 2.4.5 基因组DNA 的琼胶糖凝胶电泳
• 2.5 本章小结
• 2.5.1 龙须菜琼胶提取
• 2.5.2 龙须菜琼胶糖制备
• 3 琼胶及琼胶糖中硫酸基的离子色谱检测方法
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与仪器
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验试剂
• 3.2.3 仪器设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 琼胶中硫酸基的离子色谱法测定
• 3.3.2 琼胶糖中硫酸基的离子色谱法测定
• 3.3.3 琼胶糖中硫酸基的硫酸钡比浊法测定
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 琼胶中硫酸基的离子色谱法测定
• 3.4.2 琼胶糖中硫酸基的离子色谱法测定与硫酸钡比浊法测定比较
• 3.5 本章小结
• 3.5.1 琼胶及琼胶糖样品的离子色谱法检测
• 3.5.2 离子色谱法与硫酸钡比浊法比较
• 3.5.3 琼胶及琼胶糖样品预处理方法
• 4 硫琼胶寡糖制备技术及体外抗氧化活性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与仪器
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验试剂
• 4.2.3 仪器设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 龙须菜硫琼胶的制备
• 4.3.2 龙须菜硫琼胶寡糖的制备
• 4.3.3 龙须菜琼胶寡糖的制备
• 4.3.4 龙须菜琼胶寡糖及硫琼胶寡糖硫酸基含量测定
• 4.3.5 龙须菜硫琼胶寡糖体外抗氧化活性评价
• 4.3.6 龙须菜琼胶寡糖体外抗氧化活性评价
• 4.3.7 抗坏血酸体外抗氧化活性评价
• 4.3.8 龙须菜琼胶及硫琼胶多糖红外（IR）光谱分析
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 硫酸基含量测定结果
• 2^-活性'>4.4.2 龙须菜琼胶寡糖、龙须菜硫琼胶寡糖及抗坏血酸体外清除·O₂^-活性
• 4.4.3 龙须菜琼胶寡糖、龙须菜硫琼胶寡糖、抗坏血酸体外清除DPPH 活性
• 4.4.4 龙须菜琼胶及硫琼胶多糖红外（IR）光谱
• 4.5 本章小结
• 5 龙须菜藻渣膳食纤维制备及改性研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料与仪器
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.3 实验试剂
• 5.2.4 仪器设备
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 藻渣粗纤维的制备
• 5.3.2 藻渣膳食纤维改性
• 5.3.3 活化后藻渣膳食纤维持水力及膨胀力测定
• 5.4 结果与分析
• 5.4.1 藻渣粗纤维得率
• 5.4.2 藻渣膳食纤维膨胀力及持水力测定结果
• 5.4.3 复合植物水解酶制备水溶性膳食纤维单因素试验结果
• 5.4.4 复合植物水解酶制备水溶性膳食纤维正交试验
• 5.4.5 活化后藻渣膳食纤维膨胀力及持水力测定结果
• 5.5 本章小结
• 6 总结
• 6.1 龙须菜琼胶的冷碱法提取
• 6.2 改良DEAE-纤维素法制备高品质琼胶糖
• 6.3 龙须菜琼胶及琼胶糖中硫酸基含量检测方法的建立
• 6.4 龙须菜硫琼胶寡糖的制备及其体外抗氧化活性研究
• 6.5 龙须菜藻渣膳食纤维的制备及改性研究
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介