酸菜发酵液多糖提取纯化及其结构性质的初步研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:wangyaoxf520
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酸菜是我国东北地区传统的发酵食品,历史悠久,风味独特,深受消费者喜爱。随着人们生活水平的提高,酸菜已经由家庭式走向工厂化生产,产品也远销海内外。酸菜发酵液中除了含有乳酸菌等发酵菌、无机盐和杂质外,还含有发酵菌在发酵过程中产生的次级代谢产物,如多糖、蛋白质、多肽、色素等。但是,酸菜生产企业,在酸菜发酵成熟后,发酵液一般均以废液的形式排放掉了,这些富含菌体及营养成分的发酵废液的排放,不仅造成了环境的污染,也造成了资源的浪费。本文以酸菜发酵液为原料,对酸菜发酵液多糖(sauerkraut juice polysaccharides, SJP)的提取工艺、分离纯化方法、结构、理化性质及体外抗氧化活性进行了初步的研究,旨在为酸菜发酵液的综合开发及利用提供理论依据。主要试验内容及结果如下:(1)酸菜发酵液多糖提取工艺的优化。本试验采用乙醇沉淀法提取酸菜发酵液多糖,综合利用单因素试验和响应面分析实验方法,以多糖提取量为指标,对影响酸菜发酵液多糖提取量的四个因素:乙醇浓度、提取时间、提取温度、pH,进行工艺参数优化。通过单因素试验得出:乙醇浓度、提取时间、pH为主要影响因素;响应面分析实验优化后的工艺参数为:浓度乙醇85%、pH8.4、提取时间16h,在该工艺参数下,酸菜发酵液多糖的实际平均提取量为1.87g/L。(2)酸菜发酵液多糖脱蛋白方法的选择。以蛋白脱除率和多糖损失率为测定指标,综合比较了四种脱蛋白方法:Sevag法、三氯乙酸(TCA)与正丁醇混合法、木瓜蛋白酶与Sevag结合法、木瓜蛋白酶与TCA结合法的脱蛋白效果。结果表明:酸菜发酵液多糖最适宜的脱蛋白方法为木瓜蛋白酶与三氯乙酸结合法,该法的蛋白质脱除率为94.86%,多糖损失率为19.77%。(3)酸菜发酵液多糖纯化工艺的研究。酸菜发酵液多糖经脱蛋白及透析后,采用DEAE-52纤维素柱层析得到SJP Ⅰ、SJPⅡ、SJPⅢ、SJPⅣ四个组分,收集大的流出峰组分SJPⅡ进行Sephadex G-50葡聚糖凝胶柱,得到单一对称峰,组分SJPⅡ-1。采用紫外光谱(UV)和Sephadex G-100凝胶过滤法对其纯度进行检测,结果证明SJPⅡ-1为较纯的单一组分。(4)酸菜发酵液多糖的结构组成的初步分析。利用高效分子排阻色谱(HPSEC)测定组分SJPⅡ-1的相对分子质量为34190;红外光谱扫描(IR)结果表明,SJPⅡ-1具有多糖类化合物的特征吸收峰,存在吡喃环构型的单体;高效液相色谱(PHLC)测定结果得出,酸菜发酵液多糖组分SJPⅡ-1主要由果糖、甘露糖、鼠李糖、葡萄糖4种单糖组成,其摩尔比为1:0.33:0.46:0.39。(5)酸菜发酵液多糖理化性质和体外抗氧化活性的研究。采用溶解性测定、苯酚-硫酸反应、斐林反应、茚三酮反应、碘-碘化钾反应对酸菜发酵液多糖组分SJPII-1的基本理化性质进行测定,测定结果表明,SJPII-1具有多糖类化合物的通性,其末端无还原糖残基,是无蛋白质结合的非淀粉类多糖。以抗坏血酸(Vc)为对照组,测定多糖组分SJPII-1对超氧阴离子(O2.)自由基、羟基(·OH)自由基、DPPH自由基的清除率、总还原能力和亚铁离子(Fe2+)螯合清除能力这五种抗氧化活性指标进行测定。相较于Vc超强的体外抗氧化活性,本试验所获得的多糖样品SJPII-1的体外抗氧化结果如下:当多糖SJPII-1浓度为1.0mg/mL时,其对O2-的清除率为72.08%;当SJPII-1浓度为8.0mg/mL时,对·OH清除率为50.48%;当SJPII-1浓度为1.0mg/mL时,DPPH自由基清除率为52.47%;当SJPII-1浓度达到5mg/mL时,Fe2+螯合清除率为47.97%。多糖组分SJPII-1对于三种自由基的清除能力、Fe2+螯合清除能力以及总还原能力都随多糖浓度的增大而增强,且在一定浓度范围内呈剂量效应关系,说明酸菜发酵液多糖组分SJPII-1具有较强的综合体外抗氧化能力。
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