不同来源水溶性大豆多糖功能特性及基本结构的比较研究

发布时间：2020-11-16 17:44

　　 豆腐渣、提取完大豆蛋白的豆渣和大豆皮是大豆加工过程中最常见的三种副产物。豆腐渣、提取完蛋白的豆渣和大豆皮含有丰富的水溶性大豆多糖(soluble soybean polysaccharides,SSPS)。国内对水溶性大豆多糖的研究主要集中在从豆腐渣中提取水溶性大豆多糖,而对提取完大豆蛋白的豆渣和大豆皮中水溶性大豆多糖制品的开发和研究较少,也鲜有对三种来源水溶性大豆多糖进行比较研究。为此,本研究对豆腐渣中的水溶性大豆多糖(SSPSⅠ)、提取完大豆蛋白的豆渣中的水溶性大豆多糖(SSPSⅡ)和大豆皮中的水溶性大豆多糖(SSPSⅢ)进行了提取,并对三种来源水溶性大豆多糖和相同来源、不同分子量水溶性大豆多糖的功能特性及结构进行了比较分析,初步验证了结构和功能特性的关系。研究的主要内容和结果如下:(1)不同来源水溶性大豆多糖功能特性及结构的比较研究对热水浸提法得到的水溶性大豆多糖进行功能特性及结构的分析。试验结果表明,SSPSⅠ具有最高的抗氧化性、乳化性和起泡性,SSPSⅢ次之,SSPSⅡ在相关性质中表现最差。FTIR和HPLC图谱的结果表明,三种来源水溶性大豆糖在结构方面无明显差异。(2)相同来源、不同分子量水溶性大豆多糖功能特性及结构的比较研究采用超滤法对相同来源的水溶性大豆多糖进行分离,并对超滤分离得到的不同分子量的水溶性大豆多糖进行功能特性及结构的分析。HPLC和FTIR光谱结果表明,超滤法很好的将不同分子量的水溶性大豆多糖进行了分离。在乳化性和起泡性方面,高分子量水溶性大豆多糖要好于低分子量水溶性大豆多糖;而在抗氧化性方面,低分子量水溶性大豆多糖的表现要好于高分子量多糖。(3)不同来源高分子量水溶性大豆多糖乳化性及起泡性的比较研究在乳化活性方面,SSPSⅡ-H的乳化活性最好,SSPSⅠ-H次之,而SSPSⅢ-H的乳化活性最差;在乳化稳定性方面,SSPSⅠ-H的乳化稳定性最好,SSPSⅢ-H次之,SSPSⅡ-H的乳化稳定性最差。综合乳化活性和乳化稳定性的结果,SSPSⅠ-H在三种高分子量多糖中具有最好的乳化特性,但不同来源高分子量的水溶性大豆多糖的乳化性总体而言无较大差异。在起泡能力方面,三种来源高分子量水溶性大豆多糖的发泡能力顺序为SSPSⅢ-HSSPSⅡ-HSSPSⅠ-H;而三种来源高分子量水溶性大豆多糖的泡沫稳定能力的顺序为SSPSⅠ-HSSPSⅡ-HSSPSⅢ-H。(4)不同来源低分子量水溶性大豆多糖抗氧化性比较研究采用DPPH清除率、羟基自由基清除率及还原性三个指标对不同来源低分子量水溶性大豆多糖的抗氧化性进行评价。综合三项指标的结果,SSPSⅢ-L的抗氧化性最强,其次是SSPSⅠ-L,三者中,SSPSⅡ-L抗氧化性最弱。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS201.2
【部分图文】：

图 1 （A）SSPS Ⅰ；（B）SSPS Ⅱ和（C）SSPS Ⅲ 在 TSK-凝胶 G-5000 PWXL 柱上的凝胶过滤色谱。使用葡聚糖标准品（a，2000 kU; b，500 kU; c，70 kU; d，10 kU; e，5 kU）计算分子量Figure. 1 (A) SSPS Ⅰ; (B) SSPS Ⅱ and (C) SSPS Ⅲ Gel filtration chromatography on a TSK-gel G-5000 PWXLcolumn. Molecular weight calculation using dextran standard (a, 2000 kU; b, 500 kU; c, 70 kU; d, 10 kU; e, 5 kU)2.2.2 不同来源水溶性大豆多糖特征官能团差异三种来源水溶性大豆多糖在 3500~800 cm-1范围内的红外光谱吸收峰如图 2 所示。表 1 总结了三种来源水溶性大豆多糖样品的红外光谱的吸收值、官能团和结构特征。红外图谱表明，不同原料制备的水溶性大豆多糖在结构上没有明显差异。1000~3500 cm-1区域的三个特征吸收峰显示了多糖中的主要化学官能团，这段区域的吸收峰通常用于识别多糖（Tao et al., 2008）。3400~350cm-1处的吸收峰为羟基的特征吸收峰。2800~3000 cm-1和 1400~1450 cm-1之间的吸收峰是由烷基伸缩振动引起的。1000~1200 cm-1之间的吸收峰表明羧基的存在。SSPS Ⅰ、SSPS Ⅱ及 SSPS Ⅲ分别在 1743 cm-1、1723 cm-1和 1726 cm-1处显示出吸收峰，表明这三个水溶性大豆多糖含有糖醛酸（Lai et al., 2010）。同时，三者在 871 cm-1、862 cm-1和 868 cm-1处的吸收峰表明这三种水溶性大豆多糖均具有β-构型（Yi et al., 2011）。SSPS Ⅰ在 1540 cm-1处的吸收峰与蛋白质的次级-CONH-基团相对应，表明 SSPS Ⅰ中存在蛋白质或羰基（Tao et al., 2008）。而 SSPS Ⅰ的红外光谱在 1150 cm-1处吸收峰的缺失，说明 SSPS Ⅱ和 SSPS Ⅲ为吡喃糖（Eva et al., 2011）

图 2 SSPS 样品的 FTIR 图谱Figure. 2 FTIR spectra of SSPS samples表 1 SSPS 样品官能团的 FTIR 光谱分析Table1 FTIR spectrum analysis of functional groups of SSPS samples吸收值(cm-1)官能团 结构特征SSPS Ⅰ SSPS Ⅱ SSPS Ⅲ3413.1 3436.6 3426.5-OH O-H 伸缩振动-NH2 N-H 伸缩振动2930.4 2927.0 2930.3 -CH2- C-H 伸缩振动1743.2 1723.5 1726.8 -COOH, -CHO or -COOR C=O 伸缩振动1649.7 1639.7 1629.6-C=O or -CHO C=O 伸缩振动-NH2 or -COR N-H 弯曲振动或 C=O 伸缩振动-NH2 N-H 弯曲振动

同来源水溶性大豆多糖抗氧化性比较分析PPH 自由基清除率的比较分析定的 DPPH 自由基被广泛用于评估天然化合物的抗氧化能力（Amarowi究人员认为，抗氧化剂的供氢能力在清除稳定的 DPPH 自由基中起着重要作）。三种来源水溶性大豆多糖的 DPPH 清除能力如图 3 所示。结果显示三种著的清除 DPPH 自由基的能力，并且其清除能力会随着多糖浓度的增大而增Ⅱ相比，SSPS Ⅲ具有更强的自由基清除活性，SSPS Ⅱ清除 DPPH 自由基的 mg/mL 时，三种水溶性大豆多糖的清除活性分别为 16.14％，14.18％和 1豆多糖 DPPH 自由基清除能力的差异可能是由它们的化学特征差异导致的和 SSPS Ⅱ可能更有利于与 DPPH 自由基反应并将其转化为更稳定的产物，。一些研究人员（Tsiapali et al., 2001）也指出，自由基清除活性与外，根据三种水溶性大豆多糖的外观特征，三者颜色略有差异。SSPS Ⅲ的Ⅱ更暗，这意味着 SSPS Ⅲ中可能存在更多的小分子色素，研究表明，植增强自由基清除效果（曹菲菲等，2018），SSPS Ⅲ中存在的色素分子可能 DPPH 自由基清除能力。
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本文编号：2886490