鸡胸软骨酶解物中硫酸软骨素含量测定及结构功能探究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aswangxiao
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软骨作为半透明脊椎动物特有弹性组织,具有减少硬骨摩擦和保持关节摩擦面润滑度的作用,这得益于其细胞基质中富含的糖胺聚糖和蛋白多肽分子。近年来针对软骨开发和利用的研究大幅上升,且多集中在硫酸软骨素等酸性多糖提取方面。目前硫酸软骨素已被证实具有抗炎抗氧化等诸多功效,已广泛应用于保健药品或临床医用中。此外,软骨蛋白多肽也被发现具有明显的生理活性,如能促进成骨细胞增殖分化,抗骨关节炎症,起到保护软骨的作用,且活性多肽与活性多糖复合还能显著增加骨密度,提高抗炎抗氧化的效果。但目前在硫酸软骨素生产应用过程中常将软骨中蛋白质成分去除,造成资源严重浪费。本文在建立准确快速测定硫酸软骨素的高效液相法基础上,以鸡胸软骨为原料,以硫酸软骨素含量和肽含量等为指标,利用酶解技术定向制备兼具高含量硫酸软骨素和活性肽的软骨酶解产物;探究鸡胸软骨酶解物中硫酸软骨素的结构特点;并进一步采用兔子关节受损模型探讨软骨酶解产物的保护关节功效,为鸡胸软骨的高价值开发利用,及其酶解产物在保护关节健康领域应用提供新思路。本论文主要研究内容如下:根据硫酸软骨素由交替葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺二糖单位组成的特点,本论文利用硫酸软骨素酸解产物半乳糖胺为测定目标物,对高效液相色谱柱和液相分离测定条件进行优化,以期建立准确快速测定鸡胸软骨酶解物中硫酸软骨素含量的方法,获得最优测定参数为:采用ZORBAX C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),用乙腈和乙酸铵溶液(0.025 mol/L)为流动相进行梯度洗脱,在紫外检测器250 nm下测定。结果表明,硫酸软骨素的质量浓度在100-500mg/L范围内与峰面积线性关系良好,回归方程为y=3.3626x-9.8376,重复性偏差为0.089%,平均回收率高达99.71%,相对偏差为0.35%。与Elson-Morgan法和咔唑法两种传统硫酸软骨素测定方法相比,本论文建立的高效液相测定方法具有受杂质干扰影响小,准确度高,重复性优异,回收率以及精确度均更高的优势。在建立准确测定鸡胸软骨酶解物中硫酸软骨素含量的基础上,以硫酸软骨素含量、蛋白回收率、肽含量、水解度和抗氧化性为筛选指标,对比分析木瓜蛋白酶、胰酶、复合蛋白酶(Protamex)、中性蛋白酶和碱性蛋白酶(37071)五种蛋白酶对鸡胸软骨的水解效果影响,发现胰酶和复合蛋白酶(Protamex)呈现出较佳水解作用。进一步探讨优化以上两种酶的协调水解作用,获得最佳酶解工艺为:料液比1:2,加酶量0.15%(酶/鸡胸软骨,w/w),胰酶:复合蛋白酶(Protamex)添加比例1:0.5,p H 6.7,温度50℃,酶解时间6 h,在此条件下制备得到的鸡胸软骨酶解产物的硫酸软骨素含量高达29.8%,肽含量为50.3%,抗氧化率达到21.3%。利用红外光谱和质谱技术探究硫酸软骨素结构组成,结果发现红外光谱中,酶解物在852 cm-1处有特征吸收,核磁氢谱在2.0附近有三重峰,均为CS-4特征信号,表明鸡胸软骨酶解物中硫酸软骨素主要为4-硫酸软骨素。通过兔骨关节造模实验发现,鸡胸软骨酶解物能明显降低兔软骨细胞凋亡,增加软骨基质酸性多糖含量,具有对抗骨性关节炎,提高软骨多糖含量的效果,推测鸡胸软骨中硫酸软骨素和多肽可能具有协同抗炎作用。
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