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北五味子多糖理化性质、结构及活性研究

作　者: 高晓旭
导　师: 孟宪军
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 食品科学与工程
关键词: 北五味子多糖提取分离纯化理化性质结构活性
分类号: S567.19
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

五味子（Schisandrachinensis（Turcz）Baill）是国家中药现代化科技产业基地的五大品种之一，特别是北五味子，是五味子中的极品，它含有多糖等活性成分，既可食用也可药用，具有广泛的营养保健作用及药理活性。是优势产业链发展的理想资源，开发前景广阔。本文以北五味子果实为原料，研究北五味子多糖的提取工艺、分离纯化技术、理化性质、结构及活性。以期为北五味子的产业化开发奠定基础。主要结论如下：1．采用水提醇沉法提取北五味子多糖，通过正交试验确定最佳工艺条件为：料水比1：30；浸提温度100℃；浸提时间3h,在此条件下北五味子多糖得率为10．62％，以提取2次较为合适；若经超声波预处理40min，可使多糖得率从10．62％提高到13．26％；提取液醇沉的优化条件为：5倍体积95％乙醇，醇沉6h。2．探讨了五种方法对北五味子多糖中蛋白质的脱除效果。结果表明：酶法和三氯乙酸-正丁醇法结合使用效果较好，即酶2％，pH5．0，60℃酶解2h，再用等体积的三氯乙酸-正丁醇溶液处理5次，此时蛋白质含量为0．71mg/g，多糖损失率为17．03％。3．对比了活性炭和过氧化氢脱色效果，结果表明活性炭对北五味子多糖的脱色效果更好。活性炭脱色的最佳条件为：60℃、pH4．0、添加1．5％的活性炭、搅拌50min，脱色率达91．7％．4．北五味子多糖过DEAE-52纤维素柱后出现四个洗脱峰，依次为SCP-AⅠ、SCP-BⅠ、SCP-BⅡ和SCP-BⅢ，含量分别占0．42％、4．83％、4．03％和1．25％。将SCP-BⅠ、SCP-BⅡ和SCP-BⅢ分别过Sephadex S-300葡聚糖凝胶柱进一步纯化，冻干后，经醋酸纤维薄膜电泳和Sephadex S-300凝胶过滤等方法鉴定，证明SCP-BⅠ、SCP-BⅡ和SCP-BⅢ均为均一多糖。5．北五味子多糖理化实验结果表明：三种北五味子多糖比旋光度分别为：+28．0°、+45．0°、+30.0°0。；经X-射线衍射试验结果证明三种北五味子多糖都不是晶体；溶解性实验表明北五味子多糖低温下不易于溶解，溶解性受酸碱度影响较小；粘度特性实验表明北五味子多糖溶液的粘度随溶液浓度增大而增大，随着温度的升高而降低，但温度对其影响具有可逆性；溶液粘度随剪切速率的增加而降低；通过透射电镜和扫描电镜的观察，北五味子多糖分子在极稀的水溶液中呈一定形状的聚集态，其单分子呈线性短棒状，由三股单链螺旋在一起。6．北五味子多糖的含量分析试验结果表明：SCP-BⅠ、SCP-BⅡ、SCP-BⅢ糖醛酸含量的含量分别为11．03％、10．40％和9．18％，粗多糖糖醛酸含量2．59％-2．96％；SCP-BⅠ、SCP-BⅡ、SCP-BⅢ总糖含量分别为91．3％、90．6％、89．6％、；北五味子多糖元素分析表明，三种多糖是由C、H元素组成，都不含N元素；SCP-BⅠ、SCP-BⅡ、SCP-BⅢ的分子质量为：27Kda、23Kda、15Kda。7．通过气相色谱（GC）分析结果表明SCP-BⅠ是一种含有GalA酸性杂多糖，其单糖组成主要为阿拉伯糖（Ara），半乳糖（Gal），葡萄糖（Glc）和半乳糖醛酸（GalA），其中摩尔比依次为2．6：3．1：2．1：1．0。8．SCP-BⅠ经红外光谱分析、核磁共振分析、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化、气相色谱分析、GC-MS分析等方法，确定其分子结构为：SCP-BⅠ主链主要由Ara（1→5）和Gal（1→6）交替连接组成，其间有痕量的GalA（1→3）；支链由Gal（1→3）,Gal（1→4）,Glc（1→4）构成；分支点由Glc（1→4，6），Gal（1→3，6）构成；末端残基为Gal,Glc.SCP-BⅠ存在吡喃糖苷，半乳糖醛酸以内酯形式存在，并且SCP-BⅠ中存在α、β两种构型。9．北五味子多糖对油脂的抗氧化性能试验结果证明：北五味子多糖对油脂具有一定的抗氧化作用；抗坏血酸与北五味子多糖，对油脂具有较好的抗氧化协同增效作用。10．通过SCP-BⅠ对·OH和O^2-·的清除作用实验，得出SCP-BⅠ对·OH和O^2-·都有明显的清除作用，且随着多糖浓度的升高均呈现良好的量效关系。在清除·OH时，当多糖浓度达到35mg／ml时增加幅度减缓，曲线趋于平缓；而在清除O^2-·的过程中，当多糖浓度达到43．636mg／ml时增加幅度减缓，SCP-BⅠ对·OH的清除作用优于其对O^2-·的清除作用。11．对D-半乳糖（100mg／Kg.d）致衰老模型小鼠，用400mg／Kg.d、200mg／Kg.d、100mg／Kg.d等剂量的北五味子多糖生理盐水溶液灌胃30d。结果表明，北五味子多糖能显著提高小鼠血清、肝组织、脑组织中SOD、GSH-P_x的活性，减少MDA含量。表明北五味子多糖在抗氧化、防衰老方面具有重要作用12．北五味子多糖减肥降脂试验结果表明：北五味子多糖能明显降低肥胖小鼠体重、脂肪指数、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、血糖含量，对肥胖小鼠血清中高密度脂蛋白有明显的升高作用，证明北五味子活性多糖具有明显减肥降脂作用。13．北五味子多糖降血糖试验表明SCP能降低正常小鼠血糖（P＜0．05）以及四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠血糖（P＜0．01）。SCP还能缓解糖尿病小鼠的症状，恢复小鼠体重，减少饮水量，但对小鼠饮食量影响不显著。14．建立小鼠游泳训练模型，研究北五味子多糖的抗运动疲劳的作用．结果表明：服用一定剂量北五味子多糖能提高肌糖原和肝糖原含量，减少力竭运动后血乳酸的堆积，维持血糖恒定，使血清酶呈现不同程度的良性变化，延长小鼠力竭时间，并能极显著延长小鼠在缺氧条件下的存活时间，与对照组比较，延长率在14．4％～36．8％之间．本实验充分证明北五味子多糖具有抗运动疲劳的作用。

全文目录

摘要  12-15
Abstract  15-18
第一章概述  18-30
  一、前言  18
  二、植物活性多糖的研究进展  18-26
    (一) 植物活性多糖提取技术  18-19
    (二) 植物活性多糖分离纯化  19-20
    (三) 多糖的结构分析技术  20-24
    (四) 植物多糖的生物活性  24
    (五) 活性多糖的构效关系  24-26
  三、五味子多糖研究进展  26-28
    (一) 五味子多糖药理作用  26-27
    (二) 五味子多糖制备方法  27-28
    (三) 五味子多糖深入研究的突破点  28
  四、本研究的目的、意义及研究内容  28-30
    (一) 目的意义  28-29
    (二) 研究内容  29-30
第二章北五味子多糖提取工艺研究  30-38
  一、材料与方法  30-32
    (一) 材料与试剂  30
    (二) 仪器与设备  30
    (三) 试验方法  30-32
  二、结果与分析  32-37
    (一) 北五味子多糖含量测定标准曲线  32-33
    (二) 北五味子多糖提取单因素试验  33-34
    (三) 北五味子多糖提取正交试验  34-35
    (四) 北五味子多糖浸提次数试验  35
    (五) 北五味子多糖提取预处理试验  35-36
    (六) 北五味子多糖醇沉试验  36-37
  三、结论  37
  四、讨论  37-38
第三章北五味子多糖分离纯化技术研究  38-54
  一、材料与方法  38-41
    (一) 材料与试剂  38
    (二) 仪器与设备  38
    (三) 试验方法  38-41
  二、结果与分析  41-52
    (一) 北五味子多糖脱蛋白试验  41-44
    (二) 北五味子多糖脱色试验  44-48
    (三) 北五味子多糖的柱层析  48-50
    (四) 北五味子多糖纯度鉴定  50-52
  三、结论  52
  四、讨论  52-54
第四章北五味子多糖理化性质研究  54-67
  一、材料和方法  54-56
    (一) 材料与试剂  54
    (二) 仪器与设备  54-55
    (三) 试验方法  55-56
  二、结果与分析  56-65
    (一) 北五味子多糖比旋光度  56
    (二) 北五味子多糖溶解性试验  56-58
    (三) 北五味子多糖晶体鉴定  58-59
    (四) 北五味子多糖分子形貌  59-60
    (五) 北五味子多糖粘度特性  60-64
    (六) 北五味子多糖分子量测定  64
    (七) 北五味子多糖糖醛酸含量及糖含量测定  64-65
    (八) 北五味子多糖元素分析  65
  三、结论  65
  四、讨论  65-67
第五章北五味子多糖结构分析研究  67-89
  一、材料与方法  67-70
    (一) 材料与试剂  67
    (二) 仪器与设备  67
    (三) 试验方法  67-70
  二、结果与分析  70-87
    (一) SCP-BI组成分析  70-71
    (二) SCP-BI结构分析  71-87
  三、结论  87-88
  四、讨论  88-89
第六章北五味子多糖活性作用研究  89-114
  第一节北五味子多糖抗氧化性能研究  89-98
    一、材料与方法  89-91
      (一) 材料与试剂  89
      (二) 仪器与设备  89
      (三) 试验方法  89-91
    二、结果与分析  91-97
      (一) 北五味子多糖对油脂抗氧化试验  91-93
      (二) SCP-BI对·OH和O~(2-)·的清除作用  93-94
      (三) 北五味子多糖体内抗氧化作用  94-97
    三、结论  97
    四、讨论  97-98
  第二节北五味子活性多糖降脂减肥作用研究  98-103
    一、材料与方法  98-100
      (一) 材料与试剂  98-99
      (二) 仪器与设备  99
      (三) 试验方法  99-100
    二、结果与分析  100-102
      (一) 北五味子多糖对肥胖小鼠体重的影响  100
      (二) 北五味子多糖对肥胖小鼠体内脂肪指数的影响  100-101
      (三) 北五味子多糖对肥胖小鼠生化指标的影响  101
      (四) 北五味子多糖对蛋黄性小鼠TC和TG的影响  101-102
      (五) 北五味子多糖对四氧嘧啶小鼠TC、TG、HDL、LDL的影响  102
    三、结论  102-103
    四、讨论  103
  第三节北五味子多糖降血糖活性研究  103-108
    一、材料与仪器  103-105
      (一) 材料与试剂  103-104
      (二) 仪器与设备  104
      (三) 试验方法  104-105
    二、结果与讨论  105-107
      (一) 北五味子多糖对正常小鼠血糖的影响  105
      (二) 北五味子多糖对糖尿病小鼠血糖的影响  105-106
      (三) 北五味子多糖对糖尿病小鼠体重的影响  106
      (四) 北五味子多糖对糖尿病小鼠饮水量的影响  106-107
    三、结论  107
    四、讨论  107-108
  第四节北五味子多糖对运动性疲劳作用的研究  108-114
    一、材料与方法  108-110
      (一) 材料与试剂  108
      (二) 仪器与设备  108
      (三) 试验方法  108-110
    二、结果与分析  110-113
      (一) 北五味子活性多糖对各组小鼠肌糖原、肝糖原含量影响  110
      (二) 北五味子活性多糖对各组游泳小鼠血糖含量影响  110-111
      (三) 北五味子活性多糖对游泳小鼠血乳酸含量影响  111
      (四) 北五味子活性多糖对游泳小鼠血清CK、血清LDH活性的比较  111
      (五) 北五味子活性多糖对游泳小鼠血清抗氧化酶的影响  111-112
      (六) 北五味子多糖对各组小鼠力竭时间影响  112
      (七) 北五味子多糖对小鼠常压耐缺氧能力影响  112-113
    三、结论  113
    四、讨论  113-114
参考文献  114-127
附录  127-128
致谢  128-129
攻读学位论文期间发表文章  129

北五味子多糖理化性质、结构及活性研究

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