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微波固相合成低聚糖及其性质的研究

作　者: 程景雄
导　师: 施用晖
学　校: 江南大学
专　业: 动物营养与饲料
关键词: 微波固相合成低聚糖生物学活性
分类号: TQ28
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

功能性低聚糖具有甜度低、热能低、非致龋齿性、促进人体肠道内有益菌增殖等优异的理化性质和生理学性质。低聚糖的合成通常采用酶法技术,合成时间长,纯度低而且存在废液污染,其他化学合成则存在合成成本高和产物分离纯化困难等问题。微波固相合成低聚糖以单糖或双糖为反应物,其反应速度快,合成产率高且清洁无污染。本研究以葡萄糖为反应物,在微波加热条件下固相合成寡糖混合物,探索了合适的反应条件,确立了合成工艺路线,对合成产物进行了初步的分离纯化,并对合成初产物和分离纯化产物进行了生物活性研究,最后对合成产物低聚糖的安全性进行了研究。首先,经单因素和正交实验得出以葡萄糖为底物,以酸A为催化剂,利用微波固相合成寡糖最适反应条件为:微波功率1000瓦,微波处理时间9 min,引发剂水的添加量30%,催化剂的添加量为4%,合成产率为76.56%。产物中二糖占20.81%,三糖占15.50%,四糖占10.84%,五糖占7.79%,六糖及其以上占21.63%。合成产物1—3糖组成为葡萄糖49.25%,未知组分1.48%,麦芽糖10.10%,异麦芽糖21.78%,麦芽三糖2.15%潘糖10.08%,异麦芽三糖5.16%。其次,对产物进行凝胶色谱(G-15凝胶)初步分离纯化得3个组分,按照分子量由大到小排列依次命名为F3、F2、F1。HPLC分析得到:F3主要由五、六、七糖及聚合度更高的糖组成,其中七糖及以上占37.8%,五、六糖大概占55.4%,另外还有少量的三、四糖,约占6.8%;F2主要由四、五、六糖组成,其中六糖约占21.8%,五糖约占34.4%,四糖大概占48.4%;而F1主要由1-3糖组成,其中三糖约占21.8%,二糖约占36.4%,单糖占41.8%。实验得出产物低聚糖对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓芽孢杆菌生长有一定的抑制作用,抑菌作用最强的是中等聚合度(F2)的低聚糖;初产物对大肠杆菌的生长有一定促进作用。在吸湿保湿方面,产物低聚糖的吸湿性好于市售异麦芽糖IMO-500粉末状低聚糖,两者分别为84%和68%。在吸湿中发挥主要作用的是聚合度中等的低聚糖,约为112%。α--淀粉酶水解实验表明,初产物低聚糖中90%以上是α--淀粉酶所不能水解的低聚糖。产物低聚糖的急性毒性试验和蓄积性毒性试验表明,合成的低聚糖服用安全。动物实验结果表明,小鼠在灌胃产物低聚糖后,小鼠的血糖含量略有升高,高剂量组小鼠(5000mg/kg)的血糖含量升高较快,但与空白组比较差异不显著(P>0.05)。低聚糖高剂量组与葡萄糖组(2000mg/kg)对比有显著降低小鼠血清胆固醇的作用(P<0.05)。低聚糖高、中、低剂量组与葡萄糖组对比均能明显降低小鼠的糖化血清蛋白(GSP)水平(P<0.05)。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
第一章绪论  9-18
  1.1 功能性低聚糖概述  9-11
  1.2 低聚糖合成现状  11-12
    1.2.1 寡糖的酶法合成  11
    1.2.2 寡糖的液相合成  11-12
    1.2.3 固相中进行的寡糖的合成  12
  1.3 微波在有机合成中羟醛缩合及羟基脱水缩合反应中的应用  12-16
    1.3.1 微波固相合成技术  13-16
  1.4 寡糖的合成策略  16-17
  1.5 立题的意义  17
  1.6 研究的内容  17-18
第二章微波固相合成寡糖反应条件研究  18-28
  2.1 实验材料  18-19
    2.1.1 试剂  18
    2.1.2 仪器  18-19
  2.2 实验方法  19-20
    2.2.1 微波功率的测定  19
    2.2.2 主要合成路线  19
    2.2.3 寡糖得率测定  19-20
    2.2.4 葡萄糖含量的测定  20
    2.2.6 单因素实验  20
    2.2.7 正交实验  20
  2.3 实验结果与讨论  20-27
    2.3.1 葡萄糖标准曲线的绘制  20-21
    2.3.2 缩合反应条件的影响  21-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章产物低聚糖的初步分离纯化与分析  28-36
  3.1 实验材料  28-29
    3.1.1 试剂  28-29
    3.1.2 仪器  29
  3.2 实验方法  29-30
    3.2.1 低聚糖的凝胶过滤层析法  29
    3.2.2 寡糖产物分析方法  29
    3.2.3 低聚糖的薄层层析(TLC)分析方法  29-30
  3.3 实验结果与讨论  30-35
    3.3.1 产物低聚糖的G-15 凝胶柱分离纯化  30
    3.3.2 分离各组分的高效液相色谱(HPLC)分析  30-32
    3.3.3 产物低聚糖的薄层层析(TLC)分析  32-33
    3.3.4 实验初产物分析  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章产物低聚糖的性质研究  36-44
  4.1 实验材料  36-37
    4.1.1 试剂  36
    4.1.2 菌种  36
    4.1.3 实验仪器  36-37
  4.2 实验方法  37-38
    4.2.1 产物低聚糖中盐含量的确定  37
    4.2.2 糖液和盐对照液的配置  37
    4.2.3 微生物抑菌实验  37
    4.2.4 合成产物低聚糖的吸湿保湿率的测定  37
    4.2.5 吸湿保湿性中样品增重率的测定  37
    4.2.6 α-淀粉酶水解实验  37
    4.2.7 寡糖产物分析  37-38
  4.3 实验结果与讨论  38-43
    4.3.1 产物低聚糖对细菌生长的影响  38-40
    4.3.2 合成产物的吸湿保湿性  40-42
    4.3.3 产物低聚糖的耐α-淀粉酶解活性  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第五章产物低聚糖安全性及对小鼠血糖、总胆固醇的影响  44-49
  5.1 实验材料  44-45
    5.1.1 实验试剂  44
    5.1.2 实验仪器  44-45
  5.2 实验方法  45
    5.2.1 产物低聚糖的经口急性毒性试验  45
    5.2.2 产物低聚糖的蓄积毒性试验  45
    5.2.3 产物低聚糖对正常小鼠血糖、总胆固醇和糖化血清蛋白(GSP)水平的影响  45
  5.3 实验结果与讨论  45-48
    5.3.1 产物低聚糖的安全性  45-46
    5.3.2 产物低聚糖对小鼠空腹血糖的影响  46-47
    5.3.3 产物低聚糖对小鼠血清胆固醇的影响  47-48
    5.3.4 产物低聚糖对小鼠糖化血清蛋白(GSP)的影响  48
  5.4 本章小结  48-49
总结与展望  49-51
  主要结论  49
  展望  49-51
参考文献  51-54
攻读硕士期间发表论文清单  54-55
致谢  55

微波固相合成低聚糖及其性质的研究

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