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目前关于酵母菌葡聚糖修饰改性的研究主要集中于羧甲基化,而对于酵母菌葡聚糖羧甲基衍生物制备工艺的研究主要集中于制备最大取代度的羧甲基酵母菌葡聚糖的工艺研究,而对于取代度和分子量对于羧甲基酵母菌葡聚糖的生物活性的相关研究较少。因此本研究以从面包酵母中提取的酵母菌葡聚糖为原料,通过羧甲基化衍生制备不同取代度的羧甲基酵母菌葡聚糖,通过清除·OH、ABTS+·和Fe2+螯合实验来考察取代度和分子量对羧甲基酵母葡聚糖(CMG)体外抗氧化活性的影响,并在单因素实验的基础上,采用响应面分析中的Box-Behnkn Design建立数学模型优化活性最佳的羧甲基酵母葡聚糖(CMG)的制备工艺。主要实验结果如下:(1)通过比较酵母菌葡聚糖和不同取代度的羧甲基酵母菌葡聚糖清除·OH、ABTS+·及螯合Fe2+的能力评估取代度和葡聚糖体外抗氧化活性的关系,发现清除活性和取代度呈现一定的依赖关系。考虑实际生产情况及取代度对CMG的活性影响,决定优化取代度为0.8的CMG。(2)在单因素的基础上,采用响应面法优化取代度为0.8的羧甲基酵母菌葡聚糖制备工艺氢氧化钠和葡聚糖的质量比3.2,氯乙酸和氢氧化钠的质量比1.5羧甲基化时间2.0h碱化时间1.5h。使用此工艺制备出取代度为0.784的羧甲基酵母菌葡聚糖CMGA,结果与预测值接近。(3)通过凝胶渗透色谱分析通过超滤系统分离得到CMGA的三个组分CMGB、CMGC、CMGD,结果表明三个组分都是纯度相对较高的单一多糖组分,通过GPC分析软件计算得到CMGB、CMGC、CMGD的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)分别是1.881×106 daltons和5.403×106 daltons、2.915×106 daltons和5.990×106 daltons、54294 daltons和1.300×106 daltons。(4)通过比较CMGB、CMGC、CMGD清除·OH、ABTS+·及螯合Fe2+的能力评估分子量对于羧甲基酵母菌葡聚糖自由基清除活性的影响,结果表明分子量较小的组分CMGD表现更好的自由基清除活性。(5)通过红外光谱分析,GLUCAN和CMGB、CMGC、CMGD三个组分的红外光谱基本相同,都具有多糖类物质的特征吸收峰,而CMGB、CMGC、CMGD三个组分在1611cm-1、1439 cm-1和1379 cm-1附近出现了新的特征吸收峰,说明该三个样品均具有羧甲基基团。(6)通过核磁共振分析,Glucan为一种含有β-(1→3)糖苷键为主链的D-葡聚糖。而CMGB、CMGC、CMGD三个组分在60110ppm之间的主链信号还仍然存在,表示多糖样品的主链结构未发生变化,而部分C-6信号峰化学位移从61.34 ppm向低场移至69.70 ppm(C-6’),部分C-4信号峰从68.90移至74.92ppm(C-4’),较少观察到C-2信号峰移动,说明羧甲基衍生化反应主要发生在C-6和C-4羟基位且羧甲基衍生化反应活性顺序大体为:C-6位>C-4位>C-2位。(7)通过X射线衍射分析,在GLUCAN样品的衍射图中,GLUCAN、CMGB、CMGC和CMGD在20°存在宽的衍射峰,表示虽然CMGB、CMGC和CMGD发生了羧甲基修饰,但是主要构象保持不变。(8)通过扫描电镜分析,结果显示:GLUCAN整体颗粒较为工整,结构致密,表面平滑未见明显颗粒状结构。CMGB整体颗粒呈不规则形状,颗粒度聚集,结构致密,表面粗糙且凹凸不平,具有明显的颗粒状结构。CMGC整体颗粒呈不规则形状,整体结构松散,表面粗糙且凹凸不平,延其表面可以观察到很多的裂隙和不规则的较大的孔洞形状且具有较大的内部空间。CMGD表面具有平滑的结构也具有粗糙的颗粒状结构,且整体相较于CMGB与CMGC其颗粒连接更为紧密,整体结构更加紧密。三个组分的分子表面形态存在一定差异。