紫外光催化过氧化氢氧化法对柑橘果胶的降解改性及其结构与生物活性研究
发布时间：2021-03-12 10:34
改性柑橘果胶（Modified Citrus Pectin,MCP）是柑橘果胶（Citrus Pectin,CP）一系列降解产物的统称,具有多种重要的免疫调节、抗癌、解毒、抗纤维化等保健功能,有希望开发为功能性食品的主要原料和抗癌药物的有效成分。本论文通过紫外光催化过氧化氢氧化法（Ultraviolet-catalyzed and Hydrogen Peroxide oxidation,UHP）降解CP制备MCP,详细分析了UHP法降解CP的先进性与降解过程动力学,结合降解过程中侧链基团的变化规律,探索降解机制,研究不同p H条件下UHP制备的MCP的结构;初步研究体外抗炎和抑制肿瘤细胞增殖活性。主要内容与结果如下:（1）UHP法的先进性评价及降解动力学。确定了UHP方法降解CP的过氧化氢用量为30μL/100mg,比其他氧化方法降低了85%～99%,体现了突出的成本优势。反应5 h条件下果胶分子量（Mw）从641.17 k Da降低至47.31 k Da,果胶降解速率为（6.93±0.44）×10-6min-1,MCP回收率高于95.3%,...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
果胶在植物细胞壁中的位置结构示意图
第一章绪论3抗癌剂被广泛讨论（图1-2）。HG区也称光滑区，由（1-4）连接的α-D-半乳糖醛酸（GalA）的线性均聚物组成。线性主链上半乳糖醛酸的C2，C3上有部分会发生氧乙酰化，羧基也会发生甲基酯化。某些植物中提取的果胶，例如甜菜果胶，也是部分O-乙酰化的。RG-Ⅰ区因该结构单元有较多分支侧链故也被称为毛发区。RG-Ⅰ区骨架是由半乳糖醛酸和鼠李糖残基组成的重复二糖，结构简式为[-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]n。部分鼠李糖残基含有主要由α-L-阿拉伯糖（Ara）和/或β-D-半乳糖（Gal）残基组成的中性糖侧链。侧链存在的主要类型为β-(1,4)-D-半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖以及线性或支链的阿拉伯聚糖。RG-I侧链的组成取决于植物种类和提取条件。根据果胶来源，侧链可能含有少量其他糖类，如岩藻糖，葡萄糖醛酸和甲基酯化葡糖醛酸，在某些情况下，还含有酚类，而主链GalA可能部分被O-乙酰化。果胶中还可以含有木糖半乳糖醛酸聚糖（XG）和RG-II区，这是一种高度复杂的分支结构，占比比RG-I少得多[9]。图1-2含同聚半乳糖醛酸与鼠李半乳糖醛酸的果胶结构模型(a)连续模型(b)支链模型Fig.1-2Schematicdiagramofthestructureofrawpectincontaininghomogalacturonanandrhamnogalacturonan-Iregions.(a)Contiguousmodel(b)Branchedmodel然而果胶在细胞壁内和提取物中如何连接的细节仍然不清楚。通常认为果胶提取物主要含有HG和RG-I以及少量的RG-II，HG区和RG-I区在其主链中均含有α-(1-4)-D-GalA，且被认为是连接在一起的。这种复合连续结构为鼠李半乳糖醛酸聚糖散布在光滑的半乳糖醛酸聚糖区域之间（如图1-2a所示）：尽管尚不清楚是否存在仅包含阿拉伯聚糖，半乳聚糖或阿拉伯半乳聚糖的不同类型的RG-I区，但RG-I区显示为包含所有已鉴定的侧链类型。RG-I
第一章绪论11起果胶降解[65]。光化学降解是一种绿色环保的降解方法，近年来也经常被用于降解等多糖，Burana-OsotJ等人以二氧化钛为催化剂利用紫外光降解CP，果胶重均分子量由400kDa降至200kDa（pH7、UV反应6h）[66]。此方法不仅效率高而且可以通过pH和光照时间来控制MCP的分子大校1.2.3.2化学改性化学改性包括酸法改性、碱法改性、热处理及氧化降解。水溶液pH为3.5左右时果胶最稳定[67]，当pH较高或较低时果胶都会发生解聚，包括果胶主链的断裂、甲氧基和乙酰基的脱除及中性糖的去除[68]。图1-3酸碱修饰MP的结构模型示意图（a）碱法改性（b）酸法改性Fig.1-3Thestructuralschematicmodelofthemainmodifiedpectinbyacidandbasemodification(a)Byalkalinetreatment(b)Byacidtreatment[69]酸法改性是指果胶在酸性条件下进行改性降解。果胶在酸性条件下容易发生酸水解，而且低酯化度的果胶在酸性条件下水解速率更快[70]。酸性条件下，果胶发生去支链反应（主要为中性糖支链）。Thibault等人在80℃时使用0.1MHCl处理果胶时发现链上的糖残基会逐步释放，半乳糖醛酸最具抵抗力而阿拉伯糖最不稳定更易于释放[71]。碱性条件下果胶会通过β-消除反应进行链分解反应。由于这种链分解只发生于相邻甲酯化的半乳糖醛酸之间的糖苷键处，所以高酯果胶比低酯果胶更易发生此反应。温度会促进碱性条件下的β-消除反应，溶液碱性增强时则会使脱甲氧基反应速率加快，因此需严格把控反应条件。另外，溶液中阳离子也会影响β-消除反应，二价阳离子的存在会
本文编号：3078160
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
果胶在植物细胞壁中的位置结构示意图
第一章绪论3抗癌剂被广泛讨论（图1-2）。HG区也称光滑区，由（1-4）连接的α-D-半乳糖醛酸（GalA）的线性均聚物组成。线性主链上半乳糖醛酸的C2，C3上有部分会发生氧乙酰化，羧基也会发生甲基酯化。某些植物中提取的果胶，例如甜菜果胶，也是部分O-乙酰化的。RG-Ⅰ区因该结构单元有较多分支侧链故也被称为毛发区。RG-Ⅰ区骨架是由半乳糖醛酸和鼠李糖残基组成的重复二糖，结构简式为[-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]n。部分鼠李糖残基含有主要由α-L-阿拉伯糖（Ara）和/或β-D-半乳糖（Gal）残基组成的中性糖侧链。侧链存在的主要类型为β-(1,4)-D-半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖以及线性或支链的阿拉伯聚糖。RG-I侧链的组成取决于植物种类和提取条件。根据果胶来源，侧链可能含有少量其他糖类，如岩藻糖，葡萄糖醛酸和甲基酯化葡糖醛酸，在某些情况下，还含有酚类，而主链GalA可能部分被O-乙酰化。果胶中还可以含有木糖半乳糖醛酸聚糖（XG）和RG-II区，这是一种高度复杂的分支结构，占比比RG-I少得多[9]。图1-2含同聚半乳糖醛酸与鼠李半乳糖醛酸的果胶结构模型(a)连续模型(b)支链模型Fig.1-2Schematicdiagramofthestructureofrawpectincontaininghomogalacturonanandrhamnogalacturonan-Iregions.(a)Contiguousmodel(b)Branchedmodel然而果胶在细胞壁内和提取物中如何连接的细节仍然不清楚。通常认为果胶提取物主要含有HG和RG-I以及少量的RG-II，HG区和RG-I区在其主链中均含有α-(1-4)-D-GalA，且被认为是连接在一起的。这种复合连续结构为鼠李半乳糖醛酸聚糖散布在光滑的半乳糖醛酸聚糖区域之间（如图1-2a所示）：尽管尚不清楚是否存在仅包含阿拉伯聚糖，半乳聚糖或阿拉伯半乳聚糖的不同类型的RG-I区，但RG-I区显示为包含所有已鉴定的侧链类型。RG-I
第一章绪论11起果胶降解[65]。光化学降解是一种绿色环保的降解方法，近年来也经常被用于降解等多糖，Burana-OsotJ等人以二氧化钛为催化剂利用紫外光降解CP，果胶重均分子量由400kDa降至200kDa（pH7、UV反应6h）[66]。此方法不仅效率高而且可以通过pH和光照时间来控制MCP的分子大校1.2.3.2化学改性化学改性包括酸法改性、碱法改性、热处理及氧化降解。水溶液pH为3.5左右时果胶最稳定[67]，当pH较高或较低时果胶都会发生解聚，包括果胶主链的断裂、甲氧基和乙酰基的脱除及中性糖的去除[68]。图1-3酸碱修饰MP的结构模型示意图（a）碱法改性（b）酸法改性Fig.1-3Thestructuralschematicmodelofthemainmodifiedpectinbyacidandbasemodification(a)Byalkalinetreatment(b)Byacidtreatment[69]酸法改性是指果胶在酸性条件下进行改性降解。果胶在酸性条件下容易发生酸水解，而且低酯化度的果胶在酸性条件下水解速率更快[70]。酸性条件下，果胶发生去支链反应（主要为中性糖支链）。Thibault等人在80℃时使用0.1MHCl处理果胶时发现链上的糖残基会逐步释放，半乳糖醛酸最具抵抗力而阿拉伯糖最不稳定更易于释放[71]。碱性条件下果胶会通过β-消除反应进行链分解反应。由于这种链分解只发生于相邻甲酯化的半乳糖醛酸之间的糖苷键处，所以高酯果胶比低酯果胶更易发生此反应。温度会促进碱性条件下的β-消除反应，溶液碱性增强时则会使脱甲氧基反应速率加快，因此需严格把控反应条件。另外，溶液中阳离子也会影响β-消除反应，二价阳离子的存在会
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