海帶渣與淀粉類真姬菇發(fā)酵多糖分離技術(shù)及生物活性解析.pdf

1、作為農(nóng)業(yè)大國,中國擁有豐富的淀粉類生物質(zhì)資源;而海帶產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)的逐漸興起也形成了大量的海帶廢渣,開發(fā)高效的淀粉類生物質(zhì)和海帶渣資源化利用途徑,不僅避免海帶渣對(duì)環(huán)境的潛在污染,還可以提升淀粉類生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)附加值。真菌多糖在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力,使其成為醫(yī)學(xué)和藥物學(xué)研究的熱點(diǎn)。本研究以海帶渣和淀粉類生物質(zhì)為基質(zhì)進(jìn)行真姬菇多糖發(fā)酵,研究活性多糖發(fā)酵的可行性,探索基于真姬菇多糖發(fā)酵的海帶渣和淀粉類生物質(zhì)資源化利用新途徑,并在此基礎(chǔ)上對(duì)真姬菇發(fā)

2、酵產(chǎn)生的多糖高效制備工藝、徑向色譜純化工藝以及多糖的生物活性和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究。旨在開拓新的海帶渣和淀粉類生物質(zhì)資源化利用新思路,揭示多糖的藥用活性與化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在關(guān)系。
　　本課題首先評(píng)價(jià)了基于真姬菇多糖發(fā)酵的海帶渣及淀粉類生物質(zhì)資源化利用的可行性。結(jié)果表明海帶渣和淀粉類生物質(zhì)資源均可以作為真姬菇生長發(fā)酵的營養(yǎng)基質(zhì),為真姬菇深層發(fā)酵提供充足的營養(yǎng)成分和必要的剪切力。從發(fā)酵產(chǎn)物中分離的部分多糖組分具有極高的補(bǔ)體結(jié)合活性,單

3、糖組成分析表明來自海帶廢渣發(fā)酵的活性多糖組分FSH-N主要由巖藻糖、葡萄糖和半乳糖組成;而來自淀粉類生物質(zhì)發(fā)酵的活性多糖組分B-II則主要由半乳糖酸、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖構(gòu)成。
　　其次,課題以淀粉類生物質(zhì)真姬菇發(fā)酵所產(chǎn)生的胞外多糖為材料,研究了多糖乙醇沉淀制備工藝中乙醇濃度、發(fā)酵液pH值、沉淀溫度、時(shí)間和干燥溫度對(duì)多糖的產(chǎn)量和抗腫瘤活性的影響,通過響應(yīng)面優(yōu)化確定最適的多糖醇沉制備工藝為乙醇濃度85.00％,發(fā)酵液pH7.70

4、,12℃沉淀1h,40℃干燥。模型預(yù)測粗多糖產(chǎn)率能達(dá)到9.93g/L,對(duì)腫瘤細(xì)胞體外抑制率為84.37%,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型預(yù)測值基本吻合。
　　為了建立高效的多糖純化工藝,本課題對(duì)適于裝填在徑向色譜柱內(nèi)進(jìn)行真菌多糖富集、純化的樹脂進(jìn)行了篩選,確定了樹脂D4020和DEAE-SepharoseCL-6B適合進(jìn)行真菌發(fā)酵上清液多糖的富集和純化;其次,對(duì)徑向色譜柱純化真菌多糖的條件、參數(shù)進(jìn)行考察,詳細(xì)對(duì)比徑向色譜柱和傳統(tǒng)軸向柱進(jìn)行真菌

5、多糖純化的效率,并探討了徑向色譜柱線性放大的可行性,最終建立了一套完整的純化和線性放大工藝。多糖經(jīng)裝填D4020的徑向色譜柱富集后,總回收率達(dá)到97.51%,色素的去除率達(dá)88.9%,蛋白去除率達(dá)71.5%,多糖純度提高3.14倍;經(jīng)徑向離子交換層析純化后分為四個(gè)不同的多糖組分,總多糖回收率超過80%,且主要多糖組分純度超過90%。此外,還證實(shí)了徑向色譜柱應(yīng)用于真菌多糖的富集和純化工藝具有良好的線性放大效果,并證明徑向色譜柱裝填凝膠樹脂

6、能實(shí)現(xiàn)多糖樣品的高效脫鹽。
　　本研究分別檢測了純化所獲多糖的體外抗腫瘤活性、補(bǔ)體結(jié)合活性和巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)活性,并采用GC、GC-MS等方法分析多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明酸性多糖組分B-I具有良好的體外抗腫瘤活性,且對(duì)人正常細(xì)胞幾乎無毒副作用;進(jìn)一步純化所得四種高分子量多糖尤其是組分B-II-I具有極高的補(bǔ)體結(jié)合活性和良好巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)能力。采用GC、GC-MS等手段對(duì)活性多糖的結(jié)構(gòu)分析表明中性組分B-N-I為1-4-葡聚糖;B-I-I是

7、主鏈為1→2連接的甘露聚糖,并帶有甘露糖殘基和1→3連接的甘露糖側(cè)鏈。酸性多糖組分B-II-I和B-II-II則主要由1→4連接的半乳糖酸聚糖主鏈構(gòu)成,其中交替連有一定數(shù)量的1→2連接的鼠李糖。構(gòu)效關(guān)系分析表明多糖中酸性基團(tuán)的存在以及多糖的分子量會(huì)影響其生物活性,果膠多糖中典型的RG-I型區(qū)域及AG-II型結(jié)構(gòu)對(duì)B-II-I發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)活性至關(guān)重要。
　　綜上所述,本課題證實(shí)了基于真姬菇多糖發(fā)酵的海帶渣及淀粉類生物質(zhì)資源化利用的可