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本文对以紫花苜蓿叶蛋白为原料采用酶解法制备苜蓿肽制剂的工艺及其功能进行了系统的研究;同时,还系统研究了红三叶、紫花苜蓿异黄酮的提取、纯化、体外抗氧化以及其对小鼠抗氧化、生长、免疫等功能的影响。主要结果如下:
1.采用水提法从苜蓿干草中提取叶蛋白。通过加盐量、絮凝温度、絮凝时间和料水比四因素三水平的正交试验,得出影响苜蓿干草中叶蛋白提取的最主要因素是料水比。最佳工艺条件为加盐量1%,预浸时间24h,打浆5min,料水比1∶20,pH2.5,60℃条件下絮凝5min。
2.采用酶解法以苜蓿叶蛋白为原料制备肽制剂。通过单酶筛选和双酶组合试验,确定了复合胰蛋白酶和北京美的公司碱性蛋白酶为最佳双酶组合。进一步的单因素和五因素四水平正交试验结果表明,双酶组合的最佳工艺条件为90℃预热处理15min,pH值8.6、酶解温度50℃、酶活添加量5000U/g蛋白、酶活比2∶3(复合胰蛋白酶:北京美的公司碱性蛋白酶)、底物浓度3%。在此条件下进行水解,水解度为60.73%,酸溶性肽得率为80.25%。液相色谱法测定肽制剂分子量的结果表明,分子量在1000Da以下的寡肽所占比例为92.82%,其中以分子量为224Da的二肽为主。
3.采用低(0.1mg/ml)、中(1.0mg/ml)、高(5mg/ml)剂量的苜蓿肽制剂溶液对小鼠连续灌胃21d,进行生长免疫试验。结果表明,苜蓿肽制剂对小鼠的生长影响极为显著。能明显促进小鼠的生长,显著提高日增重和降低料重比。尤以低、中剂量组表现最为明显,日增重分别比对照组提高26.53%和22.45%,料重比分别比对照组降低19.51%和14.01%,与对照组的差异都达到极显著水平(P<0.01);同时,苜蓿肽制剂对小鼠的特异性和非特异性免疫功能都有不同程度的提高和改善作用,表明其中含有免疫活性肽,对提高小鼠的机体免疫水平具有重要的促进作用。
4.采用乙醇溶剂浸提,结合超声波辅助提取豆科牧草中的异黄酮。通过提取剂乙醇浓度、提取温度、提取时间和料液比四因素三水平的正交实验,得出红三叶异黄酮最佳提取条件为乙醇浓度70%,料液比1∶25,提取温度70℃,提取时间1h。在此最佳条件下红三叶异黄酮的提取量为24.65mg/g,粗提物得率为24.74%,粗提物纯度为5.99%;苜蓿异黄酮最佳提取条件为乙醇浓度60%,料液比1∶35,提取温度50℃,提取时间1.5h。在此最佳条件下苜蓿异黄酮的提取量为l7.12mg/g,粗提物得率为26.15%,粗提物纯度为2.94%。
5.通过静态吸附、解吸试验及静态吸附动力学试验,确定了采用大孔吸附树脂HPH480对红三叶和苜蓿异黄酮进行纯化。动态吸附试验结果表明,对于红三叶异黄酮,较好的动态吸附条件为,上样液浓度0.8~1.3mg/ml,上样液pH为5,径高比1∶20,不需要预吸附,流速2ml/min,室温下上样,采用70%乙醇室温洗脱,流速为1.0ml/min,洗脱剂用量为4BV,在此条件下得到的红三叶异黄酮纯度可在25%以上,较粗提物提高4倍以上;对于苜蓿异黄酮,较好的动态吸附条件为,上样液浓度0.6~1.2mg/ml,上样液pH为5,径高比1∶20,预吸附4h,流速2ml/min,上样液温度40℃,采用80%乙醇60℃洗脱,流速为1.0ml/min,洗脱剂用量为4BV,在此条件下得到的苜蓿异黄酮纯度可在10%以上,较粗提物提高3倍以上。
液相色谱检测结果表明,经水解处理的红三叶异黄酮主要含有大豆苷元、染料木素、刺芒柄花素和鹰嘴豆芽素,其中以刺芒柄花素含量最高。
6.采用树脂吸附法与溶剂萃取法联用对异黄酮进行精制以乙酸乙酯萃取效果较好,可使红三叶异黄酮纯度达到32.29%,苜蓿异黄酮纯度达到13.69%;红三叶异黄酮精制采用树脂吸附法与重结晶法联用,纯度可达44.78%,但重复性差。
7.体外抗氧化试验表明,红三叶和苜蓿异黄酮粗提物对猪油都有明显的抗氧化效果,且以添加0.2%者抗氧化效果最好。0.2%红三叶提取物比常用抗氧化剂BHT的效果还好,与VC相当;而0.2%苜蓿提取物的抗氧化效果不如常用抗氧化剂BHT和VC。同时,红三叶和苜蓿异黄酮粗提物与VC和VE都有极显著的协同抗氧化效果,强于任何单一抗氧化剂,并可节省抗氧化剂用量。
8.对D-半乳糖(250mg/Kg.d)致衰老模型小鼠,分别用低、中、高三个剂量组的红三叶异黄酮(30、90、300mg/kg·d)和苜蓿异黄酮(40,120,400mg/kg·d)连续灌胃30d,进行体内抗氧化试验。结果表明红三叶和苜蓿异黄酮具有显著提高小鼠血清及肝组织中SOD、GSH-Px,减少其MDA含量的作用,能较好地清除氧自由基,防止细胞损伤,证明红三叶和苜蓿异黄酮在抗氧化、防衰老方面具有重要意义。
9.采用低、中、高三个剂量组的红三叶异黄酮(30、90、300mg/kg·d)和苜蓿异黄酮(40,120,400mg/kg·d)对小鼠连续灌胃21d,进行生长免疫试验。结果表明,红三叶和苜蓿异黄酮对小鼠生长的影响呈现性别差异。低剂量的红三叶和苜蓿异黄酮对雄性小鼠有极显著的促生长作用(P<0.01),胃重也显著增加(P<0.05),随着异黄酮用量的加大,日增重呈下降趋势,但仍有一定的促生长作用;而低、中剂量的红三叶和苜蓿异黄酮对雌性小鼠没有促生长作用,高剂量的异黄酮还有使雌性小鼠日增重明显下降的趋势,比对照组分别下降19.61%和23.53%。由此可见异黄酮对动物肌肉生长和内分泌的影响存在剂量效应关系,低剂量应用时表现正效应,高剂量时表现负效应。选择合适的剂量非常重要。免疫试验表明,红三叶和苜蓿异黄酮对小鼠的特异性和非特异性免疫功能都有不同程度的提高和改善作用,表明苜蓿和红三叶异黄酮对提高小鼠的机体免疫水平具有重要的促进作用。