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菜籽多糖的提取、分离纯化及其对益生菌的增殖作用研究
Study on the Extraction, Purification and Prebiotic
Activity of Rapeseed harides










作者姓名黄梅英
学位类型硕士
学科、专业粮食、油脂及植物蛋白工程
研究方向粮油资源综合利用
导师及职称孙汉巨教授




2013 年 4 月
III
菜籽多糖的提取、分离纯化及其对益生菌的增殖作用研究
摘要
本文研究了菜籽多糖的提取、分离纯化、结构及其对肠道益生菌的体外增
殖作用。首先,通过单因素实验和响应面分析研究了菜籽多糖的氢氧化钠碱法
提取最佳工艺条件。然后,依次通过膜分离脱蛋白、大孔树脂脱色、DEAE-纤
维素和 Sephadex G-100 柱层析分离纯化得到两个多糖组分(RP1 和 RP2)。分析
了 RP1 和 RP2 的化学组成和基本结构,并考察了其对模拟胃液和α-淀粉酶的
抗消化性,以及对肠道益生菌的体外增殖作用。主要研究内容及结果如下:
1、菜籽多糖的碱法提取工艺研究。首先以 NaOH 浓度、提取温度、提取
时间和液料比为因素,以菜籽多糖得率为指标,通过单因素实验确定以上四个
因素对菜籽多糖得率的影响。在此基础上,选取 NaOH 浓度、提取温度、提取
时间为自变量,以多糖得率为响应值,通过 Box-Benhnken 中心组合试验和响
应面分析,优化了菜籽多糖的碱法提取工艺,得到二次多项式方程的预测模型,
确定了菜籽多糖的最佳提取工艺条件,即:NaOH 浓度 %,提取温度 86℃,
提取时间 3h,液料比 25:1,在此条件下多糖得率达到 %。
2、菜籽多糖的分离纯化工艺研究。菜籽经过粉碎、去皮、脱脂、脱色素等
预处理后,用氢氧化钠溶液浸提,然后通过膜分离脱蛋白、大孔树脂脱色、浓
缩、乙醇沉淀、离心、冷冻干燥得到菜籽粗多糖。粗多糖通过 DEAE-纤维素柱
层析分级,依次用蒸馏水和 、、 NaCl 溶液洗脱,收集由蒸
馏水和 NaCl 溶液洗脱的组分,经过透析、浓缩和冷冻干燥后,再经
过 Sephadex G-100 层析柱进一步分离纯化,最后得到两个多糖组分 RP1 和 RP2。
在脱蛋白处理中,比较了 500kDa 膜分离和 Sevag 法对菜籽多糖的蛋白去除率
和多糖保留率的影响,结果表明膜分离法有较高的蛋白去除率和多糖保留率。
脱色研究中,大孔树脂 AB-8 和 D101 的脱色效果比较表明,AB-8 和 D101 的
脱色率和多糖保留率都达到 80%以上,但综合考虑脱色率和多糖保留率,AB-8
要稍微优于 D101。
3、菜籽多糖的化学组成和基本结构研究。测定结果显示 RP1 中总糖、蛋
白质、糖醛酸和硫酸根含量分别为 %、%、%及 %,其蛋白
质部分由 14 种氨基酸组成;RP2 中总糖、蛋白质、糖醛酸和硫酸根含量分别为
%、%、%及 %,其蛋白质部分由 13 种氨基酸组成;HPLC
分析表明 RP1 和 RP2 都是均一的多糖组分,平均分子量分别为 和
;GC 分析表明 RP1 是由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和
半乳糖 6 种单糖组成,其摩尔百分含量分别为 %、%、%、%、
%和 %。RP2 也是由以上六种单糖组成,其摩尔百分含量分别为 %、
%、%、%、%和 %;紫外扫描结果显示两种组分不含核
酸,含有蛋白质;红外光谱分析表明,RP1 和 RP2 都具有多糖的特征吸收峰,
并且都含有羰基和 N-H 键,表明两者都是多糖-蛋白缀合物。
4、菜籽多糖对模拟胃液和α-淀粉酶的抗消化性研究。以低聚果糖(FOS)为
阳性对照,通过测定 RP1 和 RP2 在不同 pH 的模拟胃液和α-淀粉酶中的水解度,
考察菜籽多糖的体外抗消化性。结果表明 RP1 和 RP2 在 pH 1~5 的模拟胃液中
水解 6h 后最大水解度分别为 %和 %,在 pH 5~8 的α-淀粉酶中水解 6h
后最大水解度分别为 %和 %,表明两者能够较好地抵抗胃酸和α-淀粉
酶的水解,不容易被上消化道消化,初步符合益生元的标准。
5、菜籽多糖对肠道益生菌的体外增殖作用研究。在无碳源的基础培养基中,
分别