灰褐牛肝菌（Boletus griseus）黑色素制备、结构分析及其益生元活性研究
发布时间：2021-12-11 08:27
本文以云南产灰褐牛肝菌（Boletus griseus）为原料,制备灰褐牛肝菌黑色素。对该黑色素的结构进行解析,推测其结构式。制备了黑色素的氧化降解产物,对其进行化学组成及光谱学性质研究,进一步阐明了黑色素对益生菌的作用。主要研究结果如下:1.采用碱溶酸沉法制取灰褐牛肝菌黑色素粗提物,得率为10.38%,用酸水解和有机试剂对粗提物进行纯化处理,制得纯化后黑色素,标记为BgM,BgM不溶于酸性溶液、水溶液和常用有机试剂,溶于碱性溶液。BgM的紫外-可见吸收光谱最大吸收峰为214 nm,与天然黑色素的紫外最大吸收一致。灰褐牛肝菌黑色素粗提物色价为213,黑色素BgM色价的为954.8,达到粗提物的4.48倍,说明黑色素纯度有了很大提高。2.采用场发射扫描电镜、元素分析法、红外光谱法、核磁共振1H谱和13C谱、热解-GC/MS和UPLC-MS/MS等方法对灰褐牛肝菌黑色素结构进行解析。场发射扫描电镜图发现黑色素为不规则的片状颗粒,平均粒径约为1.25μm。元素分析结果显示,该黑色素的C、H、N、S和O元素的百分含量分别为56.38%、5.86%、6...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰褐牛肝菌新鲜子实体Fig.1.1ThefruitingbodiesofBoletusgriseus
昆明理工大学硕士学位论文6在元素组成的差别表现为DHN黑色素不含氮元素，而DOPA黑色素含有氮元素。上述两种类型的黑色素都来自同一个前体L-酪氨酸的酪氨酸酶氧化。DOPA黑色素合成途径如图1.2所示。酪氨酸在酪氨酸酶的催化作用下形成多巴（DOPA），随后形成多巴醌结构。多巴醌进一步形成多巴色素，多巴色素与CO2作用脱羧形成DHI，在氧化酶的作用下氧化成5,6-吲哚醌，也可以通过多巴色素异构酶（TRP-2）转化为DHICA，进一步经5,6-二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶（TRP-1）形成5,6-吲哚醌羧酸。5,6-吲哚醌与5,6-吲哚醌羧酸以不同比例聚合就形成不同结构类型的真黑色素。在半胱甘酸或谷胱甘肽存在时，会抑制真黑色素形成反应的发生，转而使多巴醌转化为半胱氨酰多巴，进而形成棕黑色素。在此合成过程中，酪氨酸、多巴以及多巴醌这三种物质在酪氨酸酶的作用下可以互相转化，因此成为黑色素形成过程中的限速步骤，在底物中添加酪氨酸或L-DOPA能够促进黑色素的形成，提高其产量。图1.2DOPA黑色素合成途径Fig.1.2ThesynathesisofDOPAmelaninDHN黑色素在子囊菌亚门和半知菌亚门真菌中广泛存在，醋酸盐在alb1基
昆明理工大学硕士学位论文7因产物多聚酮（polyketide）合成酶的作用下合成羟萘（4HN），在NADH作用还原成scytalone(SCY)，经SCY脱水酶（由rsy1基因编码产物）作用转化成三羟萘（3HN），然后在buf1基因所编码的酶产物作用下，即依赖于NADPH脱氢酶，以3HN为底物还原成Vermelone（VER），VER经脱水成二羟萘，最后合成多聚二羟黑色素[60]，见图1.3。图1.3DHN黑色素合成途径Fig.1.3ThesynathesisofDHNmelanin目前，针对DOPA黑色素的研究最详尽，而DHN黑色素则是目前定性最好的黑色素。黑色素的生物合成途径十分复杂，黑色素的数量和类型因物种而异，动物来源和微生物来源的黑色素合成途径主要符合DOPA途径，而植物来源黑色素合成路径有较大差别，它们大部分是由黄烷-3-醇或黄烷-3,4-二醇等酚类物质经多酚氧化酶催化而氧化聚合而成[61]。真菌来源的黑色素合成途径以DHN途径和L-DOPA[62,63]。有研究表明黑曲霉（Aspergillusniger）、黄曲霉（Aspergillusflavus）和溜曲霉（Aspergillustamarii）经DOPA途径合成黑色素，而土曲霉（Aspergillusterreus）和塔宾曲霉（Aspergillustubingensis）经DHN途径合成黑色素[64]。值得注意的是，不同途径合成的黑色素其物理性质和化学性质相似。
【参考文献】：
期刊论文
[1]益生菌联合美沙拉嗪治疗轻中度溃疡性结肠炎的临床疗效[J]. 成振华. 影像研究与医学应用. 2018(18)
[2]乌贼墨黑色素的制备及体内外铅吸附效果研究[J]. 张朝阳,陈小娥,夏朝盛,马闻曜,陈柔含,郭健,余辉,员立萍. 食品工业科技. 2018(14)
[3]柱状田头菇黑色素的分离、鉴定及其稳定性和抗氧化活性[J]. 陈博文,张小林,孙晓瑞,骆燕,杜红霞,孟俊龙,徐丽婧,常明昌. 食用菌学报. 2017(03)
[4]花椒籽黑色素化学结构的初步研究[J]. 张伟,吴博. 中国测试. 2017(03)
[5]灰褐牛肝菌（Boletus griseus）子实体的营养评价及蛋白质组分分析[J]. 鲍长俊,常惟丹,庄永亮,孙丽平. 食品科学. 2017(20)
[6]棕榈纤维黑色素提取工艺及性质[J]. 方丽梅,刘星星,江颖,王蜀,张同华. 河南工程学院学报(自然科学版). 2016(03)
[7]鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的活性研究[J]. 胡梦云,俞群娣,王丹群,何晓露,邱梦媛. 安徽化工. 2016(03)
[8]酶法辅助提取山杏种皮黑色素工艺优化及其稳定性[J]. 李红姣,李巨秀,赵忠. 食品科学. 2016(10)
[9]粒毛盘菌黑色素分子修饰及其抗氧化活性[J]. 李兰,袁怀波,李盛兰,叶明. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]枫香树叶黑色素粗产品提取工艺的优化[J]. 谢宇奇,零学仕,周作树,莫春凤,奚文权. 江苏农业科学. 2015(11)
博士论文
[1]黑木耳黑色素对细菌群体感应调控行为的抑制及其抗氧化活性的研究[D]. 李斌.南京农业大学 2011
[2]山杏种皮黑色素提取及其性质研究[D]. 姚增玉.西北农林科技大学 2007
硕士论文
[1]粒毛盘菌黑色素及其衍生物结构、生物活性与作用机制[D]. 徐灿.合肥工业大学 2017
[2]紫薯花青素的提取、纯化及其抗氧化和益生元活性研究[D]. 章萍萍.合肥工业大学 2017
[3]黑米花青素的组成、对益生菌和致病菌的活性研究[D]. 娄秋艳.合肥工业大学 2017
[4]一种新的粒毛盘菌黑色素结构、修饰及活性研究[D]. 宋升.合肥工业大学 2016
[5]粒毛盘菌黑色素分子修饰及其生物活性研究[D]. 李兰.合肥工业大学 2015
[6]黑米花青素对益生菌和有害菌的体外活性研究及其分子修饰[D]. 张曼莉.合肥工业大学 2015
[7]粒毛盘菌YM404黑色素的纯化、结构及抗紫外辐射活性研究[D]. 郭赓艺.合肥工业大学 2013
[8]氧化降解法研究乌骨鸡黑色素结构中脂类及氨基酸成分[D]. 乔娟娟.南昌大学 2012
[9]乌骨鸡黑色素的提取、降解及降解产物的分离与分析[D]. 朱胜.南昌大学 2012
[10]黑木耳黑色素的提取、纯化及其活性研究[D]. 李琦.华中农业大学 2011
本文编号：3534343
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰褐牛肝菌新鲜子实体Fig.1.1ThefruitingbodiesofBoletusgriseus
昆明理工大学硕士学位论文6在元素组成的差别表现为DHN黑色素不含氮元素，而DOPA黑色素含有氮元素。上述两种类型的黑色素都来自同一个前体L-酪氨酸的酪氨酸酶氧化。DOPA黑色素合成途径如图1.2所示。酪氨酸在酪氨酸酶的催化作用下形成多巴（DOPA），随后形成多巴醌结构。多巴醌进一步形成多巴色素，多巴色素与CO2作用脱羧形成DHI，在氧化酶的作用下氧化成5,6-吲哚醌，也可以通过多巴色素异构酶（TRP-2）转化为DHICA，进一步经5,6-二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶（TRP-1）形成5,6-吲哚醌羧酸。5,6-吲哚醌与5,6-吲哚醌羧酸以不同比例聚合就形成不同结构类型的真黑色素。在半胱甘酸或谷胱甘肽存在时，会抑制真黑色素形成反应的发生，转而使多巴醌转化为半胱氨酰多巴，进而形成棕黑色素。在此合成过程中，酪氨酸、多巴以及多巴醌这三种物质在酪氨酸酶的作用下可以互相转化，因此成为黑色素形成过程中的限速步骤，在底物中添加酪氨酸或L-DOPA能够促进黑色素的形成，提高其产量。图1.2DOPA黑色素合成途径Fig.1.2ThesynathesisofDOPAmelaninDHN黑色素在子囊菌亚门和半知菌亚门真菌中广泛存在，醋酸盐在alb1基
昆明理工大学硕士学位论文7因产物多聚酮（polyketide）合成酶的作用下合成羟萘（4HN），在NADH作用还原成scytalone(SCY)，经SCY脱水酶（由rsy1基因编码产物）作用转化成三羟萘（3HN），然后在buf1基因所编码的酶产物作用下，即依赖于NADPH脱氢酶，以3HN为底物还原成Vermelone（VER），VER经脱水成二羟萘，最后合成多聚二羟黑色素[60]，见图1.3。图1.3DHN黑色素合成途径Fig.1.3ThesynathesisofDHNmelanin目前，针对DOPA黑色素的研究最详尽，而DHN黑色素则是目前定性最好的黑色素。黑色素的生物合成途径十分复杂，黑色素的数量和类型因物种而异，动物来源和微生物来源的黑色素合成途径主要符合DOPA途径，而植物来源黑色素合成路径有较大差别，它们大部分是由黄烷-3-醇或黄烷-3,4-二醇等酚类物质经多酚氧化酶催化而氧化聚合而成[61]。真菌来源的黑色素合成途径以DHN途径和L-DOPA[62,63]。有研究表明黑曲霉（Aspergillusniger）、黄曲霉（Aspergillusflavus）和溜曲霉（Aspergillustamarii）经DOPA途径合成黑色素，而土曲霉（Aspergillusterreus）和塔宾曲霉（Aspergillustubingensis）经DHN途径合成黑色素[64]。值得注意的是，不同途径合成的黑色素其物理性质和化学性质相似。
【参考文献】：
期刊论文
[1]益生菌联合美沙拉嗪治疗轻中度溃疡性结肠炎的临床疗效[J]. 成振华. 影像研究与医学应用. 2018(18)
[2]乌贼墨黑色素的制备及体内外铅吸附效果研究[J]. 张朝阳,陈小娥,夏朝盛,马闻曜,陈柔含,郭健,余辉,员立萍. 食品工业科技. 2018(14)
[3]柱状田头菇黑色素的分离、鉴定及其稳定性和抗氧化活性[J]. 陈博文,张小林,孙晓瑞,骆燕,杜红霞,孟俊龙,徐丽婧,常明昌. 食用菌学报. 2017(03)
[4]花椒籽黑色素化学结构的初步研究[J]. 张伟,吴博. 中国测试. 2017(03)
[5]灰褐牛肝菌（Boletus griseus）子实体的营养评价及蛋白质组分分析[J]. 鲍长俊,常惟丹,庄永亮,孙丽平. 食品科学. 2017(20)
[6]棕榈纤维黑色素提取工艺及性质[J]. 方丽梅,刘星星,江颖,王蜀,张同华. 河南工程学院学报(自然科学版). 2016(03)
[7]鱿鱼墨黑色素络合Cu2+的活性研究[J]. 胡梦云,俞群娣,王丹群,何晓露,邱梦媛. 安徽化工. 2016(03)
[8]酶法辅助提取山杏种皮黑色素工艺优化及其稳定性[J]. 李红姣,李巨秀,赵忠. 食品科学. 2016(10)
[9]粒毛盘菌黑色素分子修饰及其抗氧化活性[J]. 李兰,袁怀波,李盛兰,叶明. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[10]枫香树叶黑色素粗产品提取工艺的优化[J]. 谢宇奇,零学仕,周作树,莫春凤,奚文权. 江苏农业科学. 2015(11)
博士论文
[1]黑木耳黑色素对细菌群体感应调控行为的抑制及其抗氧化活性的研究[D]. 李斌.南京农业大学 2011
[2]山杏种皮黑色素提取及其性质研究[D]. 姚增玉.西北农林科技大学 2007
硕士论文
[1]粒毛盘菌黑色素及其衍生物结构、生物活性与作用机制[D]. 徐灿.合肥工业大学 2017
[2]紫薯花青素的提取、纯化及其抗氧化和益生元活性研究[D]. 章萍萍.合肥工业大学 2017
[3]黑米花青素的组成、对益生菌和致病菌的活性研究[D]. 娄秋艳.合肥工业大学 2017
[4]一种新的粒毛盘菌黑色素结构、修饰及活性研究[D]. 宋升.合肥工业大学 2016
[5]粒毛盘菌黑色素分子修饰及其生物活性研究[D]. 李兰.合肥工业大学 2015
[6]黑米花青素对益生菌和有害菌的体外活性研究及其分子修饰[D]. 张曼莉.合肥工业大学 2015
[7]粒毛盘菌YM404黑色素的纯化、结构及抗紫外辐射活性研究[D]. 郭赓艺.合肥工业大学 2013
[8]氧化降解法研究乌骨鸡黑色素结构中脂类及氨基酸成分[D]. 乔娟娟.南昌大学 2012
[9]乌骨鸡黑色素的提取、降解及降解产物的分离与分析[D]. 朱胜.南昌大学 2012
[10]黑木耳黑色素的提取、纯化及其活性研究[D]. 李琦.华中农业大学 2011
本文编号：3534343
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