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果胶是一种以半乳糖醛酸为主要组成单糖的酸性多糖,是植物细胞壁的一种重要组成成分,广泛存在于果蔬的根、茎和叶中。高分子的果胶一般没有抑菌活性,但是当果胶降解到一定程度后显示出明显的抑菌活性,可为开发新型天然食品防腐剂开辟一条新途径,但是目前对其抑菌活性的构效关系尚没有任何报道。本研究以纯化果胶内切酶为果胶降解酶,以对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、八叠球菌和枯草芽孢杆菌的抑菌活性为指标,在优化了最佳抑菌活性的酶解条件的基础上,探讨了果胶低聚寡糖的理化性质与抑菌活性的关系,为果胶低聚寡糖的抑菌机理提供科学理论依据。
研究的主要内容及结果如下:
1、果胶内切酶的分离纯化及酶学特性研究:利用Sephacryl S-300凝胶柱层析对商品果胶酶进行分离纯化,得到两种酶PG1和PG2,TLC结果表明PG2为内切酶,其最适pH值为4.5,最适温度为35℃。
2、果胶内切酶酶解产物抑菌活性初探:利用果胶内切酶PG2对果胶进行酶解,得到不同酶解率的果胶酶解液。通过比较不同酶解率的果胶酶解液大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、八叠球菌和枯草芽孢杆菌的抑菌效果,确定了制备果胶低聚寡糖的最佳条件。结果如下:
果胶内切酶的酶解效果要明显的优于商品果胶酶,其在120min时的酶解率分别为72.83%和58.53%;
果胶本身并没有抑菌活性,但是果胶酶解液具有非常好的抑菌效果,最大抑菌圈直径可达17mm;果胶内切酶酶解90min,酶解率为71%时,抑菌活性最强;
90min果胶内切酶酶解液的抑菌活性要优于食品中常用防腐剂山梨酸钾。
3、果胶低聚寡糖的分离纯化及其抑菌活性研究:首先利用Sephadex G-15凝胶柱层析对90min时的果胶内切酶酶解液进行分离纯化,得到PF1和PF2两个峰,TLC结果表明,PF2为果胶低聚寡糖和半乳糖醛酸的混合物,PF1为果胶低聚寡糖和多聚半乳糖醛酸的混合物。
PF1的分离纯化及其抑菌活性研究:首先对PF1进行抑菌试验,结果发现,其对大肠杆菌、伤寒沙门氏茵、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和八叠球菌均具有非常好的抑菌效果,抑菌圈直径达到了20mm以上:利用DEAE-Sephacel纤维素离子交换柱层析对PF1进行分离纯化,得到TPF1,TPF2,TPF3,TPF4和TPF5五个组分,其应为分子量大于1500的聚合半乳糖醛酸,抑菌活性随着分子中半乳糖醛酸残基所占比例的增加而升高。
PF2的分离纯化及其抑菌活性研究:PF2对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和八叠球菌也具有非常好的抑菌效果,抑菌圈直径均达到了22mm以上,经过Bio-gel P-2凝胶柱层析后,得到BPF1和BPF2两个组分峰,其中BPF1为聚合度小于10的果胶低聚寡糖,BPF2为半乳糖醛酸,BPF1的抑菌效果要优于半乳糖醛酸BPF2。