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海带是一种具食用和药用价值的大型海藻,含有多种生物活性成分,海带的医疗保健作用与其所含的胶质有直接关系。本研究的目的就在于探讨海带胶提取优化工艺条件,研究海带胶的理化性质和结构,并初步了解其生物活性,为海带胶的综合开发利用提供基础数据。本文利用响应面试验设计法,对影响褐藻胶提取的主要因素pH值、温度、提取时间的最佳水平范围及交互作用进行研究,应用Box-Behnken建立了影响褐藻胶得率的二次多项式数学模型,得出褐藻胶提取的最佳工艺条件等。本文的主要研究内容和结果如下:(1)褐藻胶提取的最佳工艺条件为:pH5.6,提取温度55℃,提取时间2h,料液比1:60时,褐藻胶最大得率为27.56%。此时褐藻糖胶的得率为4.3%。(2)对褐藻胶多糖依次进行超滤浓缩,透析脱去小分子杂质后通过在DEAE-52纤维素离子交换柱上的洗脱获得两种组分L1、L2。其中L2含量很高,为海带胶多糖的主要成分,收集L2组分进行葡聚糖G-75凝胶柱层析,证明褐藻胶为单一组分。分别通过硫酸钡比浊法和咔唑-硫酸法测得褐藻胶的硫酸基含量为26.67%,糖醛酸含量38.23%。(3)通过流变仪对褐藻胶溶液进行稳态速率扫描试验研究剪切速率、剪切应力对复合模量动态粘度的影响,发现褐藻胶为典型的假塑性流体,粘度随剪切速率的增大而降低,有明显的剪切稀化现象。(4)由温度变化而产生的表观粘度储能模量(Storage Modulus)G’和损耗模量(Loss Modulus)G"的研究发现褐藻胶弹性变化的临界值为55℃,并且在温度达到63℃后褐藻胶溶液开始表现出类固体的特征。可见褐藻胶的表观粘度对温度具有较大的依赖性。(5)通过对褐藻胶特性粘度及分子量进行研究,得出褐藻胶在0.1MNaCl溶液中的特性粘度[η]为0.7136,褐藻胶粘均分子量为8940Da。进一步通过高效液相色谱法得出,褐藻胶分子量在9034Da附近有分布,与特性粘度测定结果相近,进一步证明酶法提取可得到低分子量海带胶多糖。(6)通过红外光谱分析可知,褐藻胶和褐藻糖胶的红外光谱中都有羟基、羧基和吡喃糖环骨架振动引起的吸收峰。且褐藻糖胶中还含有大量的硫酸根,褐藻酸钠分子含有大量-COO-和O-H等大量活性基团,具有良好的亲水性,是一种既含有α糖苷键又有β糖苷键的粘度很大的酸性多糖;而褐藻糖胶是含有硫酸基、糖醛酸的ɑ-型糖苷键的酸性多糖。(7)体外抗氧化研究发现褐藻胶及褐藻糖胶对羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基、脂质过氧化自由基均有抑制作用,其中尤以褐藻胶对·OH清除效果明显,浓度为22.03mg/mL的褐藻胶对·OH的抑制率可以达到58.78%;而同浓度褐藻糖胶对于超氧阴离子自由基、脂质过氧化自由基的抑制作用显著,分别达到38.19%和57.01%。可见海带胶多糖是良好的自由基清除剂,有明显的体外抗氧化作用。