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诸多数据表明琼脂糖降解产物具有某些特殊的功能活性,但有效的降解手段尚局限于化学法水解和琼胶酶水解。本研究利用前期工作筛选所得商业纤维素酶制剂降解琼脂糖制备琼胶低聚糖,优化工艺条件,并对酶解产物进行初步鉴定和物化性质研究。结果分述如下:1)以还原糖生成量为指标,研究纤维素酶降解琼脂糖的条件。在单因素试验的基础上,通过Box-Behnken试验设计和响应面分析对琼脂糖酶解条件进行优化,确定4个因子(纤维素酶含量、酶解温度、pH和酶解时间)的适宜水平,建立纤维素酶含量、酶解温度、pH和酶解时间与酶解率之间的回归模型,并对酶解产物进行初步鉴定。最优酶解条件:底物含量0.2%、纤维素酶含量1909.3 U/mL、酶解温度50.0 ℃、pH 4.9、酶解时间24.2 h,该条件下琼脂糖的酶解率为(29.58%±0.26%)。薄层色谱(TLC)鉴定结果表明酶解主要产物为聚合度2～6的琼胶低聚糖。2)静态流变学性质探究结果阐明,琼脂糖和其被纤维素酶降解所得三个组分:琼胶低聚糖L1、L2和L3溶液,都为剪切变稀的假塑性流体,其流动特性符合Power Law(或Ostwald)模型。表观粘度和剪切应力随着样品浓度的增加而增大,溶液偏离牛顿流体越远,假塑性越强,且琼脂糖的表观粘度和剪切应力远大于琼胶低聚糖L1、L2和L3溶液。温度对溶液表观粘度的影响符合阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式。添加不同的盐离子均使琼脂糖和琼胶低聚糖L1、L2和L3溶液的表观粘度降低,当浓度达到临界值时,表观粘度逐渐趋于稳定,且CaCl2对溶液表观粘度影响比NaCl大。分步醇沉后的产物,其滞后环面积比琼脂糖小,表现出更好的结构稳定性。剪切结构恢复力的测定进一步验证了琼脂糖和琼胶低聚糖L1、L2和L3溶液都是触变体系。动态流变学性质研究结果表明,在线性粘弹区范围内,随频率的增加,除L3的模量增加幅度大,呈现一定的弱胶性外,琼脂糖、L1和L2以粘性为主,体系相对较稳定。3)采用不同的抗氧化体系对琼胶低聚糖L1、L2和L3进行体外抗氧化活性研究。研究结果表明在试验浓度范围内,琼胶低聚糖L1、L2和L3都具有良好的抗氧化能力,且不同抗氧化体系的清除力不同。三组分对O2-·清除力表现相当,IC50约5.80mg/mL。对自由基·OH清除力的结果表明,L1对·OH清除效果最好,而L3最弱。L1和L2的IC50分别约为8.40 mg/mL和10.35 mg/mL;在试验浓度范围内,L3清除率最大可接近43.30 mg/mL。对自由基DPPH·清除力的结果表明,L3对DPPH·清除效果最好。三组分的IC50分别约为6.76 mg/mL、10.00 mg/mL和8.16 mg/mL。试验结果刚好与清除·OH的活性顺序相反。三组分对O2-·、·OH和DPPH·自由基清除力都比抗氧化剂Vc弱。对总抗氧化能力的结果表明,L2表现出最强的自由基ABTS·+清除力,在糖浓度为6.0 mg/mL左右时,组分L1和L3表现出相反的抗氧化能力,而Trolox对ABTS·+清除力要远远强于三组分对ABTS·+清除力。三组分的 IC50 分别约为 6.45 mg/mL、8.65 mg/mL 和 7.29 mg/mL。4)傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)结果显示琼脂糖和琼胶低聚糖L1、L2和L3组分的结构十分相似,表明改性前后样品的糖环结构没有发生明显变化,只是发生了分子长链中糖苷键的断裂;高效液相色谱分析(HPLC)结果显示L1主要成分为聚合度2～6的琼胶低聚糖,以及少量聚合度6以上的低聚糖成分;L2主要成分为聚合度2～6的琼胶低聚糖,其中新琼四糖和新琼六糖含量较多;L3主要含有新琼二糖和新琼四糖,前者含量较多,表明经过不同体积的乙醇醇沉,可获得不同聚合度的琼胶低聚糖混合物。