甘薯蔓多糖特性与分子硫酸化修饰的研究

甘薯(Ipomoea batatas（L.）Lam.),属旋花科多年生植物,是福建省特有的经济作物之一,具有丰富的营养价值以及药用功效。本项目拟采用福建金山763甘薯的副产物—其叶、茎、蔓（统称甘薯蔓）为原料,利用超声波辅助提取甘薯蔓多糖;对其进行脱色、分离纯化;分析探讨甘薯蔓多糖的分子特性;研究甘薯蔓多糖分子硫酸化修饰工艺,并考察硫酸化修饰对甘薯蔓多糖抗氧化性能的影响,主要研究结果如下: （1）采用超声波技术与热水浸提相结合辅助提取甘薯蔓多糖,探讨了料液比、提取温度、超声波功率、超声波处理—水提时间、提取液pH对甘薯蔓多糖提取的影响效果。采用L16（45）正交试验设计试验获得的甘薯蔓多糖提取的最佳工艺为:料液比l:50,超声波功率500W。浸提温度75℃,浸提时间90min。以此优化方案,在pH为近中性条件下,提取甘薯蔓多糖2次,甘薯蔓多糖平均提取率为3.86%。 （2）采用H2O2脱色法对甘薯蔓多糖进行脱色,通过[L9（3～3）]正交试验,以脱色后甘薯蔓粗多糖含量、·OH清除率为衡量指标,获得甘薯蔓多糖H2O2脱色最佳工艺为:在添加5‰（w/v）EDTA作为护色剂,调节脱色液pH值8.8的辅助条件下,H2O2使用量为甘薯蔓多糖溶液的1.0%（v/v）、脱色温度50℃、脱色时间1h。在上述条件下脱色后甘薯蔓粗多糖的保存率为70.3%,其?OH清除率为原甘薯蔓粗多糖的85.4%。 （3）经SephadexG-75凝胶色谱分离、纯化的甘薯蔓多糖为单一级分,冷冻干燥后为浅褐色絮状粉末,易溶于水;在100℃以内,以及常规食品加工pH范围内,稳定性较好。甘薯蔓多糖比旋光度「a」20D = +78o （0.071,H2O）,特性粘度[η]= 10.421;其与硫酸—苯酚反应呈棕褐色,与蒽酮反应呈暗绿色;与I2-KI、FeC13、硫酸一咔唑、斐林试剂均呈阴性;与考马斯亮蓝反应呈阳性;经HPGPC与紫外光谱进行分析,鉴定甘薯蔓多糖为单一级分,并结合有蛋白质的多糖络合物,其中蛋白质含量为35.4%;确定其分子量为1824736D。 通过对甘薯蔓多糖红外光谱指纹区的特征吸收解析表明:甘薯蔓多糖含有羧基,是一种中偏酸性多糖;甘薯蔓多糖在954.81cm-1处有吸收峰,属β-D-葡萄吡喃糖,同时结合1H-NMR谱图特征证明该糖链几乎由β-构型糖苷键连接。 （4）采用氨基磺酸-甲酰胺法对甘薯蔓多糖进行硫酸化修饰,通过四元二次通用旋转组合试验设计方案,建立的甘薯蔓多糖硫酸化修饰的动力学方程为: Y=1.41000+0.02750X1+0.02500X2+0.01250X3+0.01083X4-0.09521X1～2-0.08146X2～2-0.08646X3～2-0.08646X4～2 -0.03500X1X2-0.01500X3X4 通过该方程获得的甘薯蔓多糖硫酸化修饰最佳工艺参数组合为:当各影响因素均处于0水平时,即氨基磺酸用量30mg、甲酰胺用量8mL、酯化时间3h、酯化温度90℃,可使甘薯蔓多糖获得理想的硫酸取代度,DS为1.42;甘薯蔓多糖硫酸衍生物的清除·OH自由基的能力与其DS成正相关性,当其DS为1.42时,其清除·OH-自由基的能力最大,SA值81.29%,是天然甘薯蔓多糖的3倍。