【摘要】：光皮木瓜屬于薔薇科木瓜屬植物。其果實具有強酸性、澀味而且果肉堅硬,因而難以直接食用,常加工成果汁、果醬、果凍、水煎劑和蜜餞加以利用。光皮木瓜果實的果肉堅硬與果實細胞壁中含有大量的木質(zhì)素有關,此外光皮木瓜果實細胞壁中還含有豐富的果膠等多糖成分。木質(zhì)素與細胞壁中的這些多糖成分如半纖維素、果膠等構(gòu)建在一起形成木質(zhì)素碳水化合物復合體。這些天然存在的大分子具有各種功能特性,如木質(zhì)素具有抗氧化活性、抗紫外線性,木質(zhì)素碳水化合物復合體具有抗病毒活性、抗腫瘤活性,多糖如果膠具有乳化性、膠凝性、增稠性,因此可被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化工等領域。如何實現(xiàn)這些天然大分子的高效分離及純化,對于提高光皮木瓜的高值化利用具有重要意義。目前關于光皮木瓜木質(zhì)素、木質(zhì)素碳水復合物復合體、細胞壁多糖(果膠)的研究還鮮有報道。本文針對光皮木瓜果實中的成分的特殊性,對木質(zhì)素、木質(zhì)素與碳水化合物復合體、果膠等成分進行了分離、結(jié)構(gòu)表征及應用研究,以期為木瓜果實的細胞壁結(jié)構(gòu)物質(zhì)的分離及深加工利用提供理論與技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.評價了三種預處理方法對光皮木瓜果的乙酸木質(zhì)素結(jié)構(gòu)特征和抗氧化活性的影響。三種預處理方法包括脫酚、除糖和多重處理(脫酚和除糖)。結(jié)果表明,經(jīng)過除糖預處理后,木質(zhì)素組分的碳水化合物含量、分子量和S/G值均下降。然而,在脫酚化預處理后,木質(zhì)素組分的碳水化合物含量和分子量增加。在除糖和脫酚多重預處理后,所有木質(zhì)素組分中對應于最大失重率(DTG_(max))的溫度上升。除糖預處理后分離的木質(zhì)素組分的自由基清除指數(shù)高于其他預處理和未處理分離的木質(zhì)素組分。這些結(jié)果表明,除糖預處理有利于木質(zhì)素的提取并可獲得高純度的和高功能性的木質(zhì)素。另外,脫酚或多重處理有利于獲得大分子木質(zhì)素。該研究同時為富含多酚和多糖化合物的生物質(zhì)的生物精煉提供了參考。2.研究了多重酶酶解預處理輔助提取光皮木瓜木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)特征。將分離的多重酶酶解木質(zhì)素(EML)組分與常規(guī)的纖維素酶解木質(zhì)素(CEL)的結(jié)構(gòu)進行了比較分析。EML組分在結(jié)構(gòu)上與CEL組分相似,但具有更高的S/G值,還具有更高含量的β-O-4鍵連接和更高的平均分子量,但其熱穩(wěn)定性降低。EML-2組分是分離出的最具代表性的木質(zhì)素,與CEL和其它EML組分相比,它表現(xiàn)出最高的抗氧化活性。3.研究了光皮木瓜果實中的木質(zhì)素-碳水化合物復合體(LCC)的結(jié)構(gòu)。分別從光皮木瓜果實的中果皮部分(MS)和內(nèi)果皮附近部分(NE)分別分離了3種組分,即磨木木質(zhì)素(MWL)、酸溶LCC(LCC-AcOH)和Bj?rkman LCC。通過碳水化合物組成分析、SEC、FT-IR、Py-GC/MS、熱重分析和2D HSQC核磁譜分析了MWL和LCC組分。值得注意的是,大量的阿拉伯糖和半乳糖存在于Bj?rkman LCC組分中,表明木質(zhì)素和果膠之間存在化學鍵。MWL和LCC-AcOH組分比Bj?rkman LCC組分表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性。MS木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)類似于NE木質(zhì)素的結(jié)構(gòu);然而,來自不同分離方法的木質(zhì)素組分存在差異。MWL組分富含芐基醚鍵和γ-酯鍵,而Bj?rkman LCC組分富含苯基糖苷鍵和γ-酯鍵,LCC-AcOH組分富含苯基糖苷鍵和芐基醚鍵。這些發(fā)現(xiàn)有助于了解光皮木瓜果實中木質(zhì)素和LCC的性質(zhì),為其潛在應用提供理論支持。4.研究了光皮木瓜果實細胞壁多糖的組成和結(jié)構(gòu)特征。從光皮木瓜果實中分離出三種果膠組分和兩種半纖維素組分,包括水溶性果膠(WSP)、螯合劑可溶性果膠(CSP)、碳酸鈉可溶性果膠(NSP)、1 mol/L KOH可溶性半纖維素(KSH-1)和4 mol/L KOH可溶性半纖維素(KSH-2)。五種組分表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)和組成差異。結(jié)果顯示NSP是果實中最豐富的細胞壁多糖組分。細胞壁果膠組分WSP和CSP具有低甲基酯化程度(DE 31.7%-42.4%)。WSP組分在五個多糖組分中具有最高的熱穩(wěn)定性。五種細胞壁多糖的鏈長度范圍為19.4 nm-121.4 nm。CSP具有最高的分子量,這也導致其溶液的表觀粘度最高。在五種組分中,CSP具有最高的DPPH自由基清除活性,而KSH-1具有最高的還原能力。5.研究了不同的原料干燥方法對提取的光皮木瓜果膠結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。分別采用曬干、冷凍干燥和一種新型干燥方法即亞臨界二甲醚(DME)脫水技術(shù)對光皮木瓜果實進行干燥。從曬干、冷凍干燥、亞臨界DME脫水的果實以及新鮮果實提取的果膠分別命名為SP、LP、DP和FP。在所有果膠樣品中,LP具有最高的得率(10.49%),最高的分子量(65120 g/mol),最高的持水性(WHC)值,但DP具有最高的酯化度(72.95%),最低的分子量45860 g/mol),最高的持油性(OHC)值。四種果膠樣品具有不同的表面形態(tài)。在四種果膠樣品中,LP的熱穩(wěn)定性最好。濃度為2.5%的四種果膠溶液均呈現(xiàn)非牛頓假塑性行為。另外,LP表現(xiàn)出比FP、SP和DP更高的DPPH清除活性和還原力。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S661.6
【圖文】：

皮木瓜的相關研究皮木瓜的介紹瓜(Chaenomelesspp.)是多年生的落葉灌木或小喬木，屬于薔薇科木瓜屬植瓜屬下有 5 個種，分別為：光皮木瓜(C.sinensis)、皺皮木瓜(C.speciosa)、瓜(C. cathayensis)、西藏木瓜(C. thibetica)和日本木瓜(C. japonica)[1]。皮木瓜樹高 5-10 m，每年 4 月開花，9-10 月果實成熟。因其果實干燥后滑不皺縮，故名“光皮木瓜”。成熟的光皮木瓜果實具有黃色光滑的果皮，濃郁的香味，但另一方面，它具有木質(zhì)堅硬的果肉、強烈的澀味和高酸度，可直接食用。因此，它常被加工后食用或用作中藥。在中醫(yī)學中，光皮木作治療咳嗽、感冒，哮喘等的藥物。光皮木瓜原產(chǎn)于中國，在我國安徽、江蘇、陜西、山東、浙江、江西、廣西等省均有分布，在日本、韓國也有我國的光皮木瓜資源豐富，僅陜西省白河縣一年的鮮木瓜產(chǎn)量就超過 15

圖 1.2 果膠分子結(jié)構(gòu)模型[48]Figure1.2 The model of pectin structure如圖 1.2 所示，果膠是由 3 種主要的結(jié)構(gòu)區(qū)域構(gòu)成[49]：同型半乳糖醛酸聚糖（HG）、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-I（RG-I）和鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-II（RG-II）。同型半乳糖醛酸聚糖（HG）也被稱為“平滑區(qū)域”，而 RG-I 和 RG-II 被稱為“多毛”或“分枝”區(qū)。同型半乳糖醛酸聚糖（HG）是由 -1,4-連接的 D-半乳糖吡喃糖醛酸（GalpA）組成的直鏈，并且被認為含有 100-200 個 D-半乳糖吡喃糖醛酸殘基。HG 區(qū)域中的一些羧基可能被甲酯化，也可在 O-2 或 O-3 位被乙�；�。鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-I（RG-I）含有 -1,4-D-半乳糖醛酸和 -1,2-L-鼠李糖組成的二糖重復單元組成的骨架。通常，GalpA 殘基不被單糖或寡糖側(cè)鏈取代。20-80％的鼠李糖基殘基在 C-4 處被中性和酸性寡糖側(cè)鏈取代。L-阿拉伯呋喃糖基和 β-D-半乳糖醛酸殘基是主要的側(cè)鏈。同時側(cè)鏈上也可能存在 -L-巖藻糖基、β-D-葡萄糖醛酸基和 4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸基、阿魏酸和香豆酸等。鼠李半乳糖醛酸聚糖-II（RG-II）主鏈是 8 10 個半乳糖醛酸殘基，包括幾種罕見的糖基側(cè)鏈：3-

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 胡仲秋;洪小迪;岳田利;;光皮木瓜綠原酸的提取及抗菌活性測定[J];食品科學;2010年24期

2 李瓊;劉樂全;徐懷德;劉拉平;游新勇;;光皮木瓜中有機酸成分研究[J];西北農(nóng)業(yè)學報;2008年01期

3 張茜,王光,何禎祥,欽佩;木瓜種質(zhì)資源的植物學歸類及管理原則[J];植物遺傳資源學報;2005年03期

相關博士學位論文 前1條

1 王麗;木瓜籽油的提取及其籽粕多糖結(jié)構(gòu)和應用特性研究[D];鄭州大學;2017年

相關碩士學位論文 前3條

1 張瑞;光皮木瓜籽油的亞臨界萃取及果肉黃酮降尿酸作用研究[D];武漢輕工大學;2016年

2 秦盛華;光皮木瓜果實發(fā)育期間成分變化與多糖研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2010年

3 朱學亮;t/溪蜜柚果實木質(zhì)素代謝研究[D];福建農(nóng)林大學;2009年

本文編號：2715246