猴头菇β-葡聚糖的结构表征及其与淀粉相互作用的研究
发布时间：2020-08-09 22:50
【摘要】：随着糖尿病和肥胖等慢性病人数的增长,人们不仅开始关注食品的绿色与健康,更多的关注食品功能因子对人体的保健作用。本课题以猴头菇子实体为原料,通过水提醇沉的方法提取得到猴头菇β-葡聚糖(Hericium erinaceusβ-Glucan,HEBG),采用多种表征方法对其结构及溶液构象进行表征,HEBG经不同的处理方法后进行体外消化实验,采用多种结构确证技术表征了其结构和溶液构象,测定了不同处理方法对HEBG体外消化性的影响,初步揭示了HEBG抑制淀粉消化的机理。为猴头菇β-葡聚糖在食品和化妆品中的应用奠定了理论基础。主要研究结果如下:1、从猴头菇子实体中提取出HEBG,测定其含量为79.21%;采用高效液相法测定其分子量,结果表明重均分子量为7.504×10~5 Da;采用气相色谱、红外光谱、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化分析和核磁共振波谱分析对HEBG的一级结构进行表征,结果表明HEBG是由β-D-葡萄糖(Glu)组成的均一性多糖,其主链由1,3-Glu残基组成,支链是由1,6-Glu残基组成,且1,3-Glu与1,6-Glu的摩尔比为1:1。2、通过特性黏度实验和刚果红实验测定,测得HEBG在水溶液中的特性黏度为3.02 dL/g,Huggins常数K′为1.54,并且产生红移现象,表明HEBG稀溶液中不仅存在无规线团结构,还存在三股螺旋结构;通过体积排阻色谱与多角度激光散射仪联用系统测得HEBG的Mark-Houwink-Sakurada方程经验常数α为0.759,也说明HEBG在水中呈无规线团状结构;通过扫描电镜和原子力显微镜对HEBG进行显微结构的观察,测得分子链直径为0.55±0.11 nm,宽度为1.9 nm,并且清晰的观察到多糖的无规线团结构和分子链的分支状结构。3、分别使用氢氧化钠、β-1,3葡聚糖酶和β-1,6葡聚糖酶处理HEBG,得到三种不同的HEBG(HEBG-1、HEBG-2、HEBG-3),其分子量依次为7.30×10~5Da、4.105×10~5Da和4.573×10~5Da;刚果红测定实验表明三种多糖中均不存在三股螺旋结构;通过高碘酸氧化、Smith降解和甲基化实验的方法测定HEBG-2和HEBG-3的结构,表明HEBG-2主要组成为β-1,6-葡聚糖,HEBG-3主要组成为β-1,3-葡聚糖。4、采用Englyst法对4种葡聚糖影响小麦淀粉体外消化的规律进行了探究,结果表明HEBG能够显著地降低淀粉的消化率,并且分子量越大,其抑制效果越好;并且HEBG中存在的三股螺旋结构对抑制淀粉消化起着重要的作用,其结构被破坏,抑制淀粉消化的效果也随之降低;酶解后的HEBG,在抑制消化效果上也有差异,β-1,3葡聚糖组成的HEBG-3抑制效果更强,说明β-1,3键对HEBG抑制淀粉消化作用的贡献大于β-1,6键。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS219
【图文】：
图 2.2 HEBG 的高效液相色谱图Fig.2.2 HPLC chromatogram of HEBGHEBG 的单糖组成分析 HEBG 的单糖组成分析，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖为合单糖标品和 HEBG 糖腈衍生物 GC 分析结果如图 2.3 和 2.4 所示，由色各种单糖标品在此色谱条件下得到很好的分离，各单糖出峰顺序为阿拉伯半乳糖（12.72 min）、葡萄糖（14.42 min）、甘露糖（18.54 min）、果糖HEBG 的糖腈衍生物分析结果如图 2.5 所示，由色谱图可以看出 HEBG标准单糖中葡萄糖的保留时间一致，由此可以推断出：HEBG 完全由葡萄他单糖，是均一性葡聚糖。所得结果与贾联盟[26]等提取的 HEP-3 结果相同耳刚性链葡聚糖[65]和金钱菇β-葡聚糖[66]相同，完全酸水解后进行单糖检测有葡萄糖吸收峰，为均一性葡聚糖。
图 2.2 HEBG 的高效液相色谱图Fig.2.2 HPLC chromatogram of HEBG2.4.3 HEBG 的单糖组成分析对 HEBG 的单糖组成分析，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖为单糖标品。混合单糖标品和 HEBG 糖腈衍生物 GC 分析结果如图 2.3 和 2.4 所示，由色谱图可以看出各种单糖标品在此色谱条件下得到很好的分离，各单糖出峰顺序为阿拉伯糖（9.9min）、半乳糖（12.72 min）、葡萄糖（14.42 min）、甘露糖（18.54 min）、果糖（21.4min）。HEBG 的糖腈衍生物分析结果如图 2.5 所示，由色谱图可以看出 HEBG 的保留时间与标准单糖中葡萄糖的保留时间一致，由此可以推断出：HEBG 完全由葡萄糖组成不含其他单糖，是均一性葡聚糖。所得结果与贾联盟[26]等提取的 HEP-3 结果相同。HEBG与黑木耳刚性链葡聚糖[65]和金钱菇β-葡聚糖[66]相同，完全酸水解后进行单糖检测，色谱图中只有葡萄糖吸收峰，为均一性葡聚糖。
图 2.4 HEBG 的离子色谱图Fig.2.4 Ion chromatogram of HEBG2.4.4 傅里叶变换红外光谱由图 2.5 可知，3336.57 cm-1处的强吸收峰可归属为-OH 的伸缩振动峰，说明 HEBG存在分子间的氢键，而吡喃环内 CH2 对称伸缩振动峰以及-OH 面内变形振动峰（1424.31cm-1）、CH2 剪切振动峰（1370.62 cm-1）、C-H 变形振动峰和 C-O 键的伸缩振动峰（1000-1200 cm-1)的出现，表现出典型的吡喃糖红外光谱图的吸收峰；在 1600-1700 cm-1的吸收峰说明 HEBG 有少量结晶水存在[67]。出现在 891.09 cm-1处的吸收峰为β构型多糖的异头碳伸缩振动峰，而且 1650-1700 cm-1处没有羰基特征吸收峰；1000-1200cm-1的强吸收峰为吡喃糖环的醚键和羟基的特征吸收峰，表明 HEBG 为中性吡喃糖。HEBG 与桑黄[67]和黄伞菌多糖[68]红外图谱有很多相同之处，在 890 cm-1左右均具有特征峰，说明含有β-吡喃糖苷键，且在 1400-1200 cm-1附近都有吸收峰，说明其物质为糖类化合物，进一步表明 HEBG 为中性β-吡喃糖。SAAS**hebg-1星期五 1月 06 16: 31: 36 2017 (GMT+08: 00).96891.090.75388909294
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS219
【图文】：
图 2.2 HEBG 的高效液相色谱图Fig.2.2 HPLC chromatogram of HEBGHEBG 的单糖组成分析 HEBG 的单糖组成分析，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖为合单糖标品和 HEBG 糖腈衍生物 GC 分析结果如图 2.3 和 2.4 所示，由色各种单糖标品在此色谱条件下得到很好的分离，各单糖出峰顺序为阿拉伯半乳糖（12.72 min）、葡萄糖（14.42 min）、甘露糖（18.54 min）、果糖HEBG 的糖腈衍生物分析结果如图 2.5 所示，由色谱图可以看出 HEBG标准单糖中葡萄糖的保留时间一致，由此可以推断出：HEBG 完全由葡萄他单糖，是均一性葡聚糖。所得结果与贾联盟[26]等提取的 HEP-3 结果相同耳刚性链葡聚糖[65]和金钱菇β-葡聚糖[66]相同，完全酸水解后进行单糖检测有葡萄糖吸收峰，为均一性葡聚糖。
图 2.2 HEBG 的高效液相色谱图Fig.2.2 HPLC chromatogram of HEBG2.4.3 HEBG 的单糖组成分析对 HEBG 的单糖组成分析，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖为单糖标品。混合单糖标品和 HEBG 糖腈衍生物 GC 分析结果如图 2.3 和 2.4 所示，由色谱图可以看出各种单糖标品在此色谱条件下得到很好的分离，各单糖出峰顺序为阿拉伯糖（9.9min）、半乳糖（12.72 min）、葡萄糖（14.42 min）、甘露糖（18.54 min）、果糖（21.4min）。HEBG 的糖腈衍生物分析结果如图 2.5 所示，由色谱图可以看出 HEBG 的保留时间与标准单糖中葡萄糖的保留时间一致，由此可以推断出：HEBG 完全由葡萄糖组成不含其他单糖，是均一性葡聚糖。所得结果与贾联盟[26]等提取的 HEP-3 结果相同。HEBG与黑木耳刚性链葡聚糖[65]和金钱菇β-葡聚糖[66]相同，完全酸水解后进行单糖检测，色谱图中只有葡萄糖吸收峰，为均一性葡聚糖。
图 2.4 HEBG 的离子色谱图Fig.2.4 Ion chromatogram of HEBG2.4.4 傅里叶变换红外光谱由图 2.5 可知，3336.57 cm-1处的强吸收峰可归属为-OH 的伸缩振动峰，说明 HEBG存在分子间的氢键，而吡喃环内 CH2 对称伸缩振动峰以及-OH 面内变形振动峰（1424.31cm-1）、CH2 剪切振动峰（1370.62 cm-1）、C-H 变形振动峰和 C-O 键的伸缩振动峰（1000-1200 cm-1)的出现，表现出典型的吡喃糖红外光谱图的吸收峰；在 1600-1700 cm-1的吸收峰说明 HEBG 有少量结晶水存在[67]。出现在 891.09 cm-1处的吸收峰为β构型多糖的异头碳伸缩振动峰，而且 1650-1700 cm-1处没有羰基特征吸收峰；1000-1200cm-1的强吸收峰为吡喃糖环的醚键和羟基的特征吸收峰，表明 HEBG 为中性吡喃糖。HEBG 与桑黄[67]和黄伞菌多糖[68]红外图谱有很多相同之处，在 890 cm-1左右均具有特征峰，说明含有β-吡喃糖苷键，且在 1400-1200 cm-1附近都有吸收峰，说明其物质为糖类化合物，进一步表明 HEBG 为中性β-吡喃糖。SAAS**hebg-1星期五 1月 06 16: 31: 36 2017 (GMT+08: 00).96891.090.75388909294
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2 秦韬;任U
本文编号：2787663
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