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地木耳(Nostoc commune vauch)分布很广泛,适应性极强,在荒漠、草原以及半戈壁等不同环境下都可生长。不同生长环境下的念珠藻属低等植物在荒漠等特殊环境下可分泌大量的多糖至胞外,在维持细胞完整性、预防心脑血管疾病、癌症、抗氧化和正常生理功能方面起着关键的作用。本文以地木耳为研究对象,采用单因素和响应面试验优化地木耳多糖的提取工艺,在此基础上,建立了以Fick第二定律为基础的地木耳粗多糖提取动力学模型。两种方法提取的粗多糖分别经DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-100凝胶柱层析进行纯化,对两种方法提取的粗多糖及主要洗脱组分多糖进行了理化性质研究、结构分析和抗氧化研究。主要研究结果如下:(1)使用热水回流法提取地木耳粗多糖的最佳条件为液比为1/50 g/mL,提取温度为370.15 K,提取时间为190 min,在此条件下多糖得率为10.43%,提取过程符合一级动力学模型。对使用最佳提取工艺条件提取的多糖经Sevage法脱蛋白6次,地木耳多糖的蛋白质脱除率分别达85.71%。经脱蛋白后的地木耳粗多糖进行DEAE-52分离纯化,得到HNP1、HNP2、HNP3、HNP4、HNP5等5种组分,其中回收率分别为2.53%、29.34%、15.76%、4.38%、4.91%,将多糖HNP2和HNP3分别经SephadexG-100凝胶柱层析只分离出一个峰,初步判定其为单一多糖,回收率分别为83.1%、80.9%,均为白色絮状物。对地木耳粗多糖进行理化性质的测定,其中,在室温条件下,在0-1.0 mg/mL浓度地木耳粗多糖溶液的粘度会随着样品浓度的增大而增大,且为左旋物质;在80℃以内,以不同的热处理温度对地木耳粗多糖进行处理,具有较好的热稳定性;通过苯酚-硫酸反应、碘-碘化钾反应、茚三酮反应、斐林反应等,说明提取物为非淀粉多糖、不含蛋白、多肽或氨基酸,属于非还原糖;地木耳粗多糖硫酸根含量为2.18%,糖醛酸含量为33.41%,说明地木耳粗多糖是酸性多糖。HNP2和HNP3的重均分子量(Mw)分别为4.86×10~4 g/mol和4.414×10~4 g/mol,数均分子量(Mn)分别为2.272×10~4 g/mol和1.807×10~4g/mol,其Mw/Mn分别为2.144和2.443。测定了纯化后两种组分的单糖组分,其中,HNP2的单糖摩尔比为鼠李糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=0.63:0.57:6.3:2.5。HNP3的单糖摩尔比为鼠李糖:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=0.65:0.55:2.91:2.73。通过高碘酸化试验得到HNP2和HNP3可能含有1→2、1→2,6、1→3、1→3,6等类型的糖苷键;通过红外光谱可得到HNP2和HNP3的主链为β型吡喃糖。在扫描电镜下地木耳粗多糖表面形貌较为光滑,边缘呈不规则的片状;HNP2表面呈蜂窝多孔状,且相互连接;HNP3表面为不规则的锯齿状。通过原子力显微镜图片可以得到HNP2和HNP3的分子是薄片椭球状。HNP2的焓变值是-161 J/g,HNP3的焓变值是-226.1 J/g。(2)地木耳粗多糖超声波法提取的最佳条件为料液比为1/50 g/mL,提取温度为350.15 K,功率为540 W,提取时间为25 min,在此条件下粗多糖得率达到13.07%。地木耳粗多糖的超声波法提取符合一级动力学模型。对使用最佳提取工艺条件提取的多糖经Sevage法脱蛋白6次,地木耳多糖的蛋白质脱除率分别达85.71%和88.06%。经脱蛋白后的地木耳粗多糖进行DEAE-52分离纯化,得到UNP1、UNP2、UNP3、UNP4、UNP5、UNP6等6种组分,其中回收率分别为3.52%、3.36%、34.28%、17.54%、5.86%、6.27%。将UNP3和UNP4分别经SephadexG-100凝胶柱层析只分离出一个峰,初步判定其为单一多糖,回收率分别为86.4%和82.7%,均为白色絮状物。对地木耳粗多糖进行理化性质的测定。其中,在室温条件下,在0-1.0 mg/mL浓度下地木耳粗多糖溶液的粘度会随着样品浓度的增大而增大;在80℃以内,地木耳粗多糖具有较好的热稳定性;通过苯酚-硫酸反应、碘-碘化钾反应、茚三酮反应、斐林反应等,说明提取物为非淀粉多糖、不含蛋白、多肽或氨基酸,属于非还原糖;地木耳粗多糖硫酸根含量为2.04%,糖醛酸含量为35.12%,说明地木耳粗多糖是酸性多糖。UNP3和UNP4的重均分子量(Mw)分别为9.101×10~4 g/mol和1.454×10~4g/mol,数均分子量(Mn)分别为3.341×10~4g/mol和4.432×10~4g/mol,Mw/Mn分别为2.724和3.281。UNP3的单糖摩尔比为葡萄糖醛酸:甘露糖:葡萄糖:半乳糖=0.23:0.43:6.48:2.79。UNP4的单糖摩尔比为鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖=0.30:6.84:2.81。通过红外光谱图得到UNP3和UNP4为β型吡喃糖。通过扫描电镜图片可看出粗多糖和UNP4都具有较明显的蜂窝状;UNP3是丝状和片状相连接。通过DSC图得到UNP3在受热分解过程中的焓变值是-219.8 J/g,UNP4的焓变值是-211.6 J/g。(3)浓度为0-1.0 mg/mL的热水提取的地木耳粗多糖、超声波提取的地木耳粗多糖、HNP2、HNP3、UNP3和UNP4对超氧阴离子自由基的清除作用较差;各个多糖组分在同等浓度条件下对羟基自由基的清除作用比Vc弱。在1.0 mg/mL时,各组分地木耳多糖对DPPH·自由基达到最大值分别为57.79%、61.80%、48.21%、40.21%、52.72%、42.79%。