论文题目: 甘薯淀粉生产废液中糖蛋白的提取及其生物活性和结构的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 食品科学
作者: 程坷伟
导师: 许时婴
关键词: 甘薯,糖蛋白,提取,纯化,调节免疫力,抗肿瘤,结构
文献来源: 江南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 我国是甘薯生产世界第一大国,甘薯在加工中主要用于甘薯淀粉的生产。而甘薯淀粉生产中产生大量的废水,废水中又富含多糖和糖蛋白类物质,这些有机物是造成环境污染的主要原因。同时,日本科学家发现甘薯中存在的糖蛋白具有很好的调节免疫力和抗肿瘤的功能。如果能把甘薯生产淀粉的废水中的糖蛋白提取出来不但可以减少甘薯生产淀粉废水的环境污染,而且可以得到一种具有高附加值的生物活性物质,具有很大的理论意义和实用价值。本课题采用超滤技术从甘薯淀粉生产废水中提取甘薯糖蛋白,并对其生物活性和结构进行了研究,主要研究内容如下:确定了从甘薯淀粉生产废水中提取甘薯糖蛋白的工艺路线:甘薯淀粉生产的废水经过两次离心(1,900和3,000r/min)和过滤(400目滤布)后,通过无机陶瓷膜超滤进行初级浓缩,然后再经过真空浓缩,加入70%(终浓度)的乙醇得到沉淀,沉淀经过冷冻干燥得到甘薯粗糖蛋白样品。采用中空纤维聚砜超滤设备浓缩甘薯淀粉生产废水的最佳工艺条件、糖蛋白的截留率和粗糖蛋白的提取率分别为:压力0.17MPa,pH=6.5,温度20℃。将100L料液进行浓缩,体积浓缩倍数为7.7倍,糖蛋白浓缩倍数5.25倍,糖蛋白的截留率为68.25%,粗糖蛋白的提取率为0.67%(占甘薯鲜重)。采用无机陶瓷超滤设备浓缩甘薯淀粉生产废水的最佳工艺条件、糖蛋白的截留率和粗糖蛋白的提取率分别为:压力0.35MPa,pH=6.5,温度20℃,u=2m/s。将100L料液进行浓缩,体积浓缩倍数为8.3倍,糖蛋白浓缩倍数为7.5倍,糖蛋白的截留率达到91%,粗糖蛋白的提取率为0.88%(占甘薯鲜重)。两种超滤膜各有特点,虽然中空纤维聚砜超滤设备成本低,处理量大,但是和无机陶瓷膜超滤设备相比膜污染严重,膜清洗困难,糖蛋白损失多,所以相比较而言无机陶瓷膜超滤设备更适合于从甘薯淀粉生产废水提取糖蛋白。建立了采用无机陶瓷膜超滤设备从甘薯淀粉生产废水中提取糖蛋白的数学模型:采用该数学模型和相应的数学软件,当超滤操作条件改变时,可以预测超滤通量的变化;同时当通量一定时,采用该模型可以选择合适的操作条件。通过甘薯粗糖蛋白的急性毒性试验,结果证明甘薯粗糖蛋白并不存在急性毒性。研究了甘薯粗糖蛋白的调节免疫力生物活性,小鼠碳阔清试验证明甘薯粗糖蛋白具
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 甘薯的种属、形态及起源
1.2 甘薯的生产和利用情况
1.3 甘薯的基本组成成分
1.4 甘薯功能性成分的研究现状
1.4.1 色素类提取物功能和结构
1.4.2 酮类提取物功能和结构
1.4.3 糖酯类提取物功能和结构
1.4.4 脂肪醛类提取物功能和结构
1.4.5 有机酸类提取物功能和结构
1.4.6 糖和蛋白结合物类提取物功能和结构
1.4.7 Simon No.1 中的混合型提取物功能和结构
1.5 糖蛋白的研究
1.5.1 糖蛋白的提取、分离、纯化
1.5.2 糖蛋白及糖链结构的定性
1.5.3 糖蛋白纯度的鉴定
1.5.4 糖蛋白结构的分析
1.5.4.1 蛋白质的结构
1.5.4.2 糖蛋白中糖和蛋白结合的糖肽键的测定
1.5.4.3 糖链的进一步结构分析
1.5.5 糖蛋白的生理功能
1.5.5.1 抗肿瘤
1.5.5.2 抗氧化
1.5.5.3 降血脂
1.5.5.4 调节免疫力
1.6 本课题的立题背景及意义
1.7 本论文研究的主要内容
参考文献
第二章 甘薯淀粉生产废水中提取甘薯糖蛋白的生产工艺
2.1 前言
2.2 材料与设备
2.3 测定方法和工艺
2.4 结果与讨论
2.4.1 甘薯淀粉废水预处理
2.4.2 超滤膜器件的选择及最佳工艺条件的确定
2.4.2.1 超滤膜器件的选择
2.4.2.2 中空纤维超滤膜最佳工艺条件的选择
(1) 超滤通量和操作压力的关系
(2) 超滤通量和操作温度间的关系
(3) 超滤通量和操作时间的关系
(4) 中空纤维膜的清洗
(5) 浓缩倍数和糖蛋白的截留率
(6) 粗糖蛋白提取率
2.4.2.3 无机陶瓷超滤膜最佳工艺条件的选择
(1) 超滤通量和切线流速的关系
(2) 超滤通量和操作压力的关系
(3) 超滤通量和操作温度间的关系
(4) 超滤通量和操作时间的关系
(5) 超滤完成后陶瓷膜的清洗
(6) 浓缩倍数和糖蛋白的截留率
2.5 本章小节
参考文献
第三章 甘薯淀粉生产废液中提取糖蛋白的超滤数学模型
3.1 前言
3.2 材料与设备
3.3 方法和工艺
3.4 结果与讨论
3.4.1 超滤模型的建立
3.4.2 模型假设
3.4.3 模型数据范围的选择
3.4.3.1 切线流速(u)
3.4.3.2 操作压力(△P)
3.4.3.3 操作温度(T)
3.4.4 模型求解
3.4.4.1 Rm 的求解
3.4.4.2 Rrf 的求解
3.4.4.3 Rif 的求解
3.4.4.4 Φ1 和Φ2 的推导及参数计算
3.4.5 模型的检验
3.4.6 模型分析
3.5 本章小节
参考文献
第四章 甘薯粗糖蛋白的生物活性功能
4.1 甘薯糖蛋白急性毒性试验
4.1.1 前言
4.1.2 材料和方法
4.1.3 结果与讨论
4.2 甘薯糖蛋白增强免疫力试验
4.2.1 前言
4.2.2 实验原理
4.2.3 材料和方法
4.2.4 结果与讨论
4.3 甘薯粗糖蛋白抗肿瘤实验
4.3.1 前言
4.3.2 材料和方法
4.3.3 结果与讨论
4.3.3.1 抗肿瘤模型的建立
4.3.3.2 甘薯糖蛋白对小鼠5180 肿瘤的抑制作用
4.4 甘薯粗糖蛋白增强免疫和抗肿瘤体外实验及抗肿瘤机制的初步探讨
4.4.1 前言
4.4.2 材料和方法
4.4.3 结果与讨论
4.4.3.1 甘薯糖蛋白对激活脾淋巴细胞的转化作用
4.4.3.2 甘薯粗糖蛋白对小鼠5180 肿瘤细胞的杀伤作用
4.5 本章小节
参考文献
第五章 甘薯粗糖蛋白的分离纯化及生物活性组分的筛选
5.1 前言
5.2 材料和方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 甘薯粗糖蛋白硫酸铵分级沉淀
5.3.1.1 硫酸铵分级沉淀各组分组成及含量分析
5.3.1.2 甘薯粗糖蛋白硫酸铵分级沉淀组分对脾淋巴细胞的促进增殖作用试验
5.3.1.3 甘薯粗糖蛋白硫酸铵分级沉淀组分体外抑制小鼠5180肿瘤细胞实验
5.3.2 40%硫酸铵分级沉淀组分离子交换梯度洗脱分离、纯化
5.3.2.1 40%硫酸铵分级沉淀组分离子交换梯度洗脱分离
5.3.2.2 离子交换梯度洗脱各组分对脾淋巴细胞的增殖作用试验
5.3.2.3 离子交换梯度洗脱各组分抑制小鼠S_(180)肿瘤细胞实验
5.3.3 SP-3 组分凝胶柱层析分离、纯化
5.3.3.1 SP-3 组分凝胶柱层析分离
5.3.3.2 经凝胶柱层析分离的SP-3 各组分对脾淋巴细胞的增殖作用试验
5.3.3.3 经凝胶柱层析分离的SP-3 各组分抑制小鼠S_(180)肿瘤细胞实验
5.3.3.4 SP-32 组分纯度鉴定
5.3.4 SP-32 组分离子交换柱层析阶段洗脱分离、纯化
5.3.4.1 SP-32 组分离子交换柱层析阶段洗脱分离
5.3.4.2 经离子交换阶段柱层析分离后SP-32 各组分对脾淋巴细胞的增殖作用试验
5.3.4.3 经离子交换阶段柱层析分离后SP-32 各组分抑制小鼠S_(180)肿瘤细胞实验
5.3.4.4 SP-324 组分纯度鉴定
5.3.5 SP-324 组分亲和层析分离、纯化
5.3.5.1 SP-324 组分亲和层析分离
5.3.5.2 经ConA Sepharose 柱层析分离后SP-324 各组分对脾淋巴细胞的增殖作用
5.3.5.3 经ConA Sepharose 柱层析分离后SP-324 各组分抑制小鼠S_(180) 肿瘤细胞实验
5.3.5.4 SP-3241 组分纯度鉴定
5.3.6 甘薯粗糖蛋白分离纯化得率及活性提高
5.4 本节小结
参考文献
第六章 甘薯糖蛋白 SP-3241 组分结构分析
6.1 前言
6.2 材料和方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 SP-3241 组成分析
6.3.1.1 SP-3241 蛋白质组成分析
(1) 氨基酸分析法
(2) Lowry 法
6.3.1.2 糖组成分析
(1) 苯酚-硫酸法测定糖含量
(2) SP-3241 组分单糖组成
6.3.2 SP-3241 组分相对分子质量
6.3.2.1 凝胶过滤色谱测定 SP-3241 组分相对分子质量
6.3.2.2 HPLC 测定SP-3241 组分相对分子质量
6.3.3 SP-3241 组分糖肽键的分析
6.3.3.1 O-糖肽键的分析
6.3.3.2 N-糖肽键的测定
6.3.4 SP-3241 组分经β-消去反应后糖链的组成
6.3.4.1 糖链相对分子质量
6.3.4.2 各糖链的单糖组成
6.3.5 SP-3241 组分构效关系的初步研究
6.4 本章小节
参考文献
主要结论
论文创新点
攻读博士期间发表的相关论文
致谢
发布时间: 2006-07-20
参考文献
- [1].用改性中空纤维超滤膜技术回收甘薯淀粉生产废水中蛋白质的研究[D]. 田侠.沈阳农业大学2013
- [2].淀粉基复合膜的制备及其反应机理的研究[D]. 刘鹏飞.山东农业大学2015
相关论文
- [1].油茶籽糖蛋白的分离纯化及其功能活性研究[D]. 李婷婷.江南大学2014
- [2].海蜇口腕部糖蛋白理化性质及生物活性研究[D]. 任国艳.中国海洋大学2008
- [3].小球藻糖蛋白的分离纯化与体外预防肿瘤作用筛选的研究[D]. 魏文志.江南大学2008
- [4].淀粉废水生物处理技术研究[D]. 杨宝芸.西北师范大学2005
- [5].松口蘑发酵菌丝体糖蛋白抗肿瘤活性及其作用机理研究[D]. 魏元青.江南大学2005
- [6].甘薯叶柄藤中试综合提取的活性多糖、类黄酮构成及生理活性研究[D]. 罗丽萍.南昌大学2006
- [7].紫甘薯花色苷提取工艺与组分分析及其稳定性和抗氧化性研究[D]. 韩永斌.南京农业大学2007
- [8].白芸豆中α-淀粉酶抑制剂糖蛋白的提取纯化、组成结构及生物活性研究[D]. 杨明琰.西北大学2008