论文部分内容阅读
虾因其营养美味而深受消费者的喜爱,但又因其极易黑变和腐败变质,严重影响了销售和贮藏。因此研究开发安全高效的虾产品保鲜剂是目前食品保鲜领域的研究热点之一。天然产物曲酸,即5-羟基-2-羟甲基-吡喃-4-酮,具有较强的酪氨酸酶抑制活性及一定的抑菌和抗氧化等活性,因此在食品工业中常被用作食品添加剂用于食品防腐保鲜。但曲酸在高温下结构不够稳定、活性也不太理想,对其进行结构修饰,是获得具有更好生物活性的化合物的重要途径。本课题以曲酸为原料,利用生物电子等排等原理设计并合成了两组结构新颖的羟基吡啶酮类衍生物,在研究这些羟基吡啶酮衍生物对酪氨酸酶抑制作用的基础上,探讨了它们的体外抗氧化活性、抑菌活性和细胞毒性,最后对具有多种生物活性的衍生物进行了虾保鲜效果研究。主要研究结果如下：1、以曲酸为原料,合成了两组羟基吡啶酮衍生物,即化合物5(a-e)和8(f-h),其结构用1H NMR、13CHMR及ESI-HRMS进行确定。2、对这些化合物的蘑菇酪氨酸酶抑制活性(包括单酚酶和二酚酶活性)以及抑制动力学进行了研究,测定了它们对蘑菇酪氨酸酶单酚酶和二酚酶活力的影响。首先以L-酪氨酸为底物,研究这些化合物对蘑菇酪氨酸单酚酶活性的抑制作用,其中化合物5e和8f对酪氨酸酶单酚酶的抑制作用都明显强于曲酸,半抑制浓度IC50分别为1.95μM、2.79μM,尤其化合物5e的活性比曲酸(IC50=12.50μM)提高了6倍左右。接着选取活性较好的化合物5e和8f,以左旋多巴为底物,研究了它们对酪氨酸酶二酚酶活性的影响。结果表明：它们对蘑菇酪氨酸酶的抑制作用均为可逆抑制,抑制类型都为混合型Ⅰ抑制；抑制剂5e对酪氨酸酶二酚酶的半抑制浓度IC50为8.971μM,对游离酶的抑制常数KI为17.18μM,对酶-底物复合物的抑制常数KIs为22.091.tM；8f的半抑制浓度IC50=26.20μM,抑制常数KI=34.41μM,Kis=79.02μM。3、研究抑制剂5e和8f清除DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的能力和总抗氧化能力,实验结果表明5e和8f均具有一定的抗氧化活性。4、以枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、埃希氏大肠杆菌、绿脓杆菌及沙门氏菌作为供试菌种,分别以滤纸片琼脂扩散法测定抑菌圈直径大小的方法和二倍比稀释法测定最低抑菌浓度(MIC)的方法来评价抑制剂的抑菌活性。抑菌圈实验结果表明5e和8f对这几种细菌均具有显著的抑制作用,其中对沙门氏菌和绿脓杆菌最为明显,且抑菌效果明显强于曲酸。MIC实验结果表明,5e对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌以及绿脓杆菌的的最低抑菌浓度(MIC)分别为32μg/mL、32μg/mL、32μg/mL、8μg/mL、16μg/mL。用MTT比色法检测抑制剂5e、8f和曲酸对Hela, A549, MCF-7这三种细胞的毒性,发现它们对细胞的抑制率都很微弱,抑制剂5e浓度达10μM时没有明显的毒性。5、以南美白对虾作为研究对象,通过感官评定以及pH值、挥发性盐基氮、细菌总数和颜色检测等鲜度指标随贮藏时间的变化,研究抑制剂5e对南美白对虾的保鲜作用。结果显示抑制剂5e比曲酸及4-己基间苯二酚(市售虾鲜宝的主要有效成分)的保鲜效果都要好,抑制剂5e能有效得减缓pH值和挥发性盐基氮的增加,抑制细菌生长、降低细菌总数,有效得抑制了虾的黑变进程,可以使货架期延长至11d,而用4-己基间苯二酚处理组、曲酸处理组和对照组的货架期分别为10、8和5d。