【摘 要】
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食药用真菌超支化多糖不仅具有水溶性好、分散性高、粘度低、末端羟基多便于功能化改性等特点,还具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强人体免疫能力等多种生物活性,因而受到广泛关注。虎奶菇超支化β-葡聚糖(PTR-HBG)是一类具有高度支化结构的天然葡聚糖,分支度最高可达70%。虽然高分支结构具有各种优良的性质,但过高的分支度也限制了其构效关系的研究和进一步的开发应用。针对这些问题,本研究以PTR-HBG为研究
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食药用真菌超支化多糖不仅具有水溶性好、分散性高、粘度低、末端羟基多便于功能化改性等特点,还具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强人体免疫能力等多种生物活性,因而受到广泛关注。虎奶菇超支化β-葡聚糖(PTR-HBG)是一类具有高度支化结构的天然葡聚糖,分支度最高可达70%。虽然高分支结构具有各种优良的性质,但过高的分支度也限制了其构效关系的研究和进一步的开发应用。针对这些问题,本研究以PTR-HBG为研究对象,根据其糖苷键类型选取相关酶类探索高效可用的解聚降解方法,并对酶解条件进行优化,建立酶解动力学方程,进而对不同降解程度和降解位点的多糖进行结构和形态的表征,解析酶的作用机制。在此基础上,对PTR-HBG体外抗氧化活性及作为生物活性物质纳米载体的效果进行评价,为深入解析超支化结构与功能的构效关系奠定基础。主要研究结果如下:(1)通过比较5种不同商品化生物酶对PTR-HBG的降解效果发现,β-葡萄糖苷酶和纤维素酶降解效果最好。以还原糖含量、残留蛋白含量和分子量为评价指标对这两种酶的反应条件进行优化,得到最佳的降解条件:β-葡萄糖苷酶为酶浓度2.5 U·m L-1,反应温度50℃,反应p H 5.2,反应时间90 min;纤维素酶为酶浓度20 U·m L-1,反应温度40℃,反应p H 4.8,反应时间120 min。改变底物的浓度分别对β-葡萄糖苷酶和纤维素酶进行酶促动力学分析,结果显示:β-葡萄糖苷酶的Km和Vmax分别为4.009μmol·L-1和0.377 mmol·L-1·min-1;纤维素酶的Km和Vmax为8.054μmol·L-1和0.523 mmol·L-1·min-1。(2)分别对β-葡萄糖苷酶的降解产物PGs和纤维素酶降解的降解产物PCs进行结构和形貌分析。结果显示,PG分子量最低降可以至3.98×10~5 g·mo L-1,而PC分子量最低可以降至2.74×10~5 g·mo L-1。PCs中1,4-D-Glcp和1,4,6-D-Glcp残基摩尔比减少,1,6-D-Glcp残基比例略有增加;PGs中1,4-D-Glcp残基摩尔比增加。此外,PTR-HBG和PCs中有三螺旋结构并且分支度分别为0.68和0.69(PC2和PC3),但PGs的三螺旋结构消失,并且分支度最低降为0.62。(3)降解前后的PTR-HBG与玉米醇溶蛋白(zein)复合可形成稳定的纳米载体,当HBG与zein的质量比为1∶1时纳米体系稳定性最好。对PC3/zein,PTR-HBG/zein,PG3/zein在不同p H下的粒径和电位进行测定。PC3/zein粒径的波动范围为170 nm~230 nm,电位的波动范围为-24.4 m V~-32.6 m V,PCs分子空间位阻的减小和高分支结构对zein纳米颗粒有保护作用,因而所形成的PC3/zein具有最好的p H稳定性。当zein与生物活性小分子姜黄素(Cur)的质量比为1∶0.017时,Cur的包埋率可达83.25%;zein与生育酚(TOC)的质量比为为1∶0.1时,TOC的包埋率可达96.83%。因此,PC3/zein纳米载运体系对生物活性小分子具有良好的包封效果。
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