【摘 要】
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龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)含有多种生物活性物质,多糖是其重要的活性成分。龙须菜多糖具备良好的抗氧化活性,但作为一种天然化合物,多糖具有分子量大、结构复杂的特点,使其活性受到限制。为了提高其抗氧化活性,本论文采用酶法降解龙须菜多糖,进行单因素实验和正交试验,优化酶解条件,分析酶法降解对龙须菜多糖降解产物结构和抗氧化活性的影响。最后,以人胚肺成纤维细胞(HFL1
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龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)含有多种生物活性物质,多糖是其重要的活性成分。龙须菜多糖具备良好的抗氧化活性,但作为一种天然化合物,多糖具有分子量大、结构复杂的特点,使其活性受到限制。为了提高其抗氧化活性,本论文采用酶法降解龙须菜多糖,进行单因素实验和正交试验,优化酶解条件,分析酶法降解对龙须菜多糖降解产物结构和抗氧化活性的影响。最后,以人胚肺成纤维细胞(HFL1)为对象,用H2O2诱导建立氧化损伤模型,研究优化得到的降解产物对缓解细胞氧化损伤的作用。具体包括以下内容:1.龙须菜多糖的提取、降解及其酶解产物的结构鉴定采用热水法提取龙须菜多糖(GLP),对获得的GLP用果胶酶(pectinase)、糖化酶(glucoamylase)、纤维素酶(cellulase)、木聚糖酶(xylanase)和β-葡聚糖酶(β-dextranase)进行降解。在五种酶的最适条件下,分别得到了GPP、GGP、GCP、GXP、GDP五种降解产物。与GLP相比,酶解产物的总糖含量均有所增加,其中GDP和GGP最高,分别为79.13%和78.21%。GLP中含有18.71%的硫酸根,除GGP外,其余酶解产物的硫酸根含量都有不同程度减少。降解后,GPP和GXP中的糖醛酸含量明显增多,GCP显著降低。红外光谱分析表明样品中都有典型的糖苷键吸收峰,GLP的特征吸收峰大部分都保留在五种酶解产物中,表明酶法降解没有影响多糖的结构。此外,GLP降解产物的分子量都得到降低,其中GPP的分子量下降最多,从107 k Da下降到66 k Da,其次是GDP,分子量降到了81 k Da。单糖组成分析表明,酶法降解改变了GLP的单糖组成,GLP主要由半乳糖组成,而酶解产物中半乳糖含量减少,葡萄糖含量增多。2.龙须菜多糖及其酶解产物的体外抗氧化活性研究以GLP及其五种酶解产物为对象,进行了体外抗氧化活性测定,以羟自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、还原能力和总抗氧化能力为评价指标,筛选降解GLP的最佳酶。结果显示,所有酶解产物的抗氧化活性均高于GLP,其中β-葡聚糖酶的降解产物GDP具有最强的体外抗氧化活性。3.龙须菜多糖酶解工艺的优化以降解产物体外抗氧化活性为指标,用β-葡聚糖酶降解GLP,通过单因素实验和正交试验,优化酶解时间、温度、pH和加酶量等条件。在30℃、pH 4.4、25万U/g,30℃、pH 4.4、35万U/g,40℃、pH 5.0、30万U/g和50℃、pH 5.6、35万U/g的条件下,分别获得了抗氧化能力最强的四个样品GDP1、GDP2、GDP3和GDP4。其中GDP3具有最强的羟自由基清除能力,与GLP相比增加了48.60%。GDP2表现出最高的DPPH自由基清除能力,而GDP4具有最强的还原能力和总抗氧化能力。4.龙须菜多糖酶解产物对细胞氧化损伤的保护作用研究选取抗氧化活性最强的GDP2、GDP3和GDP4三个样品,研究了GDP对减轻HFL1细胞氧化损伤的作用。结果显示,GDP处理组的细胞活力明显增强,表明在实验浓度范围内GDP对HFL1细胞无细胞毒性。将HFL1细胞暴露于H2O2后,细胞活力显著下降。而在HFL1细胞暴露于H2O2之前,用GDP进行预处理,能够显著增强细胞的活力,减少活性氧、丙二醛含量,此外,抗氧化酶(SOD、CAT和GSH-Px)活性也得到提高,还能抑制线粒体膜电位降低,减轻H2O2引起的细胞损伤。此外,GDP2具有最好的保护作用。综上,酶法降解龙须菜多糖显著提高了龙须菜多糖的抗氧化活性。此外,龙须菜多糖降解产物GDP,尤其是GDP2,不仅具备较好的体外抗氧化能力,还可以有效减轻H2O2诱导的HFL1细胞的氧化损伤,可作为天然抗氧化剂的潜在来源。
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