固定化酶法制备南瓜低聚糖及其抗氧化活性的研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shinobu1314
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南瓜是葫芦科南瓜属植物,也是我国传统意义上药食两用的经济作物。世界各地均有种植,据联合国粮农组织(FAO)统计资料,截止2012年中国南瓜总产量位居世界第一位。其中活性物质南瓜多糖在降血糖、降血脂方面研究颇多,但对南瓜低聚糖的研究未见报道。本文以黑龙江具有地域优势和资源优势的南瓜制得的南瓜粉为原料,热水浸提法提取南瓜多糖。首先筛选水解南瓜多糖得到南瓜低聚糖所用的酶,对其进行有载体固定化和无载体固定化,并对两种固定化方法进行单因素考察,比较三种酶的酶学性质。接下来利用酶降解技术提取南瓜低聚糖,考察了反应过程中各个单因素对低聚糖提取率的影响,应用正交实验分析法得出提取南瓜低聚糖的最优条件,并与酸降解得到的南瓜低聚糖进行比较,最后通过检测南瓜低聚糖对超氧阴离子自由基(O2-·)、羟基自由基(·OH)和DPPH自由基(DPPH·)的清除率,来评定南瓜低聚糖的抗氧化活性。结果如下:(1)热水浸提法从南瓜粉中提取南瓜多糖,提取率为22.45%,此法较其它方法提取的南瓜多糖杂质含量少,利于后续试验。对α-淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、β-葡萄糖苷酶进行筛选,最终确定采用β-葡萄糖苷酶制备南瓜低聚糖。(2)有载体β-葡萄糖苷酶固定化采用海藻酸钠包埋法,最佳条件为海藻酸钠浓度为2.5%,加酶量为200 U/mg,氯化钙浓度为2.0%,固定化时间为60min时,固定化酶的相对酶活力为75.00%。(3)无载体β-葡萄糖苷酶固定化采用交联酶聚集体(CLEAs)技术制备。聚集条件:酶浓度为2.0mg/m L,p H为6.0,沉淀温度5℃,沉淀时间40min。交联条件:浓度为4%戊二醛,交联温度25℃,交联时间1.5h。(4)酶学性质表明,无载体固定化β-葡萄糖苷酶的最适温度50℃、反应最适p H值为6.0。与游离酶和有载体固定化酶相比,交联β-葡萄糖苷酶聚集体显示出了更好的耐热性、耐酸性、贮存稳定性和重复利用性。(5)通过单因素实验和正交分析法建立了交联β-葡萄糖苷酶聚集制备南瓜低聚糖(POS-E)的最佳反应条件:酶浓度1.5 mg/m L,p H值6.5,酶解时间40min,温度50℃。此时南瓜低聚糖提取率为79.72%,与酸水解制备的南瓜低聚糖(POS-A)相比较,提取率高于酸法。(6)抗氧化结果表明,POS-E对O2-·、·OH和DPPH自由基清除能力值分别为60.73±3.34%,70.29±3.49%,77.54±4.26%;POS-E对O2-·、·OH和DPPH自由基的EC50值分别为12.76±0.07mg/m L,4.82±0.04mg/m L,6.09±0.04mg/m L。POS-A值分别为39.92±3.63%,53.97±3.53%,57.46±5.02%。本文确定了交联β-葡萄糖苷酶聚集体的最佳条件,还确定了酶水解制备南瓜低聚糖的最佳工艺,且POS-E和POS-A对DPPH自由基、羟自由基和超氧自由基均具有良好的清除作用。由此可见,南瓜低聚糖具有良好的生物活性,对于南瓜废弃物资源的深加工及综合利用具有广阔的药用前景。
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