海带多糖是海带的主要活性组分,具有抗动脉粥样硬化、免疫调节、抗血栓和抗氧化等药理作用。其提取工艺是结构、活性研究的基础和前提,目前主要的提取方法有热水浸提法、酶法、酸碱浸提法等,传统热水浸提法提取率低且耗时长,酶解法成本过高,酸提法容易破坏结构,碱提法得到的多糖不溶于热水,提取效率并不理想,提取工艺有待完善;同时海带多糖作为天然药物和保健品开发研究的重要组成部分,其生物活性的具体机制尚不清楚。因此研究海带多糖的提取工艺以及与生物分子之间的相互作用在临床应用方面具有重要意义。本文以海带为原材料,采用了超声波辅助提取法提取海带多糖,通过单因素实验考察了料液比(mL/g)、提取时间(min)、超声功率(W)以及温度(℃)四个因素对提取率的影响,并在单因素实验结果的基础上设计响应面实验,通过对实验结果的分析与模拟得到理论最佳提取条件。同时,本文通过在空气水界面制备单分子膜的方法研究了海带多糖分别与阳离子脂DOTAP、阴离子脂DPPG之间的相互作用,为研究多糖生物活性的具体机理提供了一定的理论基础。具体的实验内容及结果如下:(1)海带多糖的提取优化工艺的研究。单因素实验得到最佳的条件分别为:料液比50mL/g,超声时间35min,超声功率500W,温度70℃。根据单因素实验结果,剔除对提取率影响最小的因素温度,选择料液比、超声功率、提取时间这三个因素进行响应面实验设计,通过对响应面实验结果的分析与拟合得到海带多糖提取率的二次回归方程,对其进行求解,得到最佳条件为:料液比57.35mL/g,超声功率563.37W,超声时间35.35min,在此条件下,海带多糖的理论提取率为7.60%。(2)海带多糖与单层膜的相互作用。通过分析DOTAP和DPPG单层膜的π-A曲线、分子极限面积、压缩模量,得到结论:当海带多糖加入亚相时,多糖会吸附到DOTAP和DPPG单层膜上,造成单层膜的扩张。同时,海带多糖分子与脂膜分子之间存在静电作用,多糖分子与DOTAP脂分子之间的静电吸引作用使DOTAP的头部更稳定,崩溃压无明显变化。多糖分子与DPPG脂分子之间的静电排斥作用使单层膜的稳定性变差,崩溃压明显降低。压缩模量表明多糖与脂膜分子的相互作用造成了单层膜的弹性降低。吸附曲线结果表明,低膜压时,多糖分子与脂分子的吸附作用使单层膜的膜压明显增大,多糖浓度越大,吸附作用越明显。同时DOTAP的变化比DPPG大得多,说明了 DOTAP与海带多糖之间的相互作用更强;在高膜压时DOTAP和DPPG单层膜表现出不一样的行为,加入多糖之后,DOTAP单层膜膜压迅速增大并在一段时间后达到稳定状态,而DPPG单层膜的膜压相比较纯脂反而降低。可能是由于DPPG单层膜在高膜压时排布的更加紧密,同时,DPPG与多糖之间的静电排斥力降低了膜的稳定性,当多糖分子吸附到膜上时,有一少部分脂分子被挤出液面,造成膜压的降低。吸附曲线的动力学方程则从理论上很好的解释了这一行为。原子力显微镜结果显示,低膜压时海带多糖与单层膜上的吸附作用随着浓度增加而增加,这与前面所得的结论一致。