【摘要】：藕節(jié)為睡蓮科植物蓮的根莖節(jié)部,是蓮藕的非食部分,在蓮藕產(chǎn)品的加工過程中為主要副產(chǎn)物。近年來已有研究發(fā)現(xiàn)藕節(jié)的可溶性膳食纖維(Soluble Dietary Fiber,SDF)具有預(yù)防肥胖以及脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的作用,具有潛在的應(yīng)用價值。本文主要從藕節(jié)SDF對胰脂酶和膽固醇的吸附的角度探究其脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的機(jī)理。應(yīng)用前人研究確定的超微粉碎方法改性藕節(jié)粉,以酸酶法制備SDF為研究對象,運(yùn)用掃描電鏡、紅外光譜儀、X衍射等對超微粉碎改性前后提取的SDF1和SDF2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行研究,旨在建立改性與結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)之間的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:通過改性,SDF相對分子量降低,同時水溶性和粘度增加,進(jìn)一步通過電鏡掃描和表面積測定發(fā)現(xiàn)改性后提取的SDF孔隙率明顯增加,并且孔的形狀大小比較均一,呈蜂窩狀,比表面積測定顯示孔的表面積也相應(yīng)增加,在此條件下陽離子交換性能和水合性能得到改善,DSC熱穩(wěn)定性測定表明改性的SDF穩(wěn)定性能得到加強(qiáng)。X-射線衍射晶體結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn),通過藕節(jié)粉改性后提取的SDF2結(jié)晶度稍低于藕節(jié)粉未經(jīng)過改性提取的SDF1,說明超微粉碎后使分子的對稱性降低,無序性增加。研究不同作用條件下SDF對胰脂酶(Pancreatic lipase,PL)的吸附和酶活的影響。結(jié)果顯示:兩種SDF(SDF1,SDF2)對于胰脂酶的吸附和活性均有影響,但是改性藕節(jié)粉提取的SDF2影響更加顯著,兩種可溶性膳食纖維到達(dá)平衡的時間基本相同,但是在不同胰脂酶濃度的條件下SDF對PL的吸附量大小不同,即飽和量不同。通過熒光測定,結(jié)果顯示兩種SDF對于胰脂酶都有熒光猝滅作用,猝滅類型分別為動態(tài)猝滅和復(fù)合型猝滅(動態(tài)與靜態(tài)猝滅結(jié)合),SDF1與胰脂酶的結(jié)合位點(diǎn)數(shù)接近1,SDF2結(jié)合位點(diǎn)數(shù)接近1.5,結(jié)合作用力均為范德華力和氫鍵作用。圓二色譜結(jié)果顯示PL的β-折疊結(jié)構(gòu)比例為87.2%,SDF1吸附后測定的PLβ-折疊結(jié)構(gòu)比例為74.8%,SDF2吸附以后為65.8%,β-折疊結(jié)構(gòu)的比例發(fā)生顯著降低。對SDF1和SDF2進(jìn)行羧甲基化和羥丙基化,結(jié)果表明羧基對胰脂酶的吸附作用高于羥基的吸附作用。探究SDF對膽固醇的吸附,隨著SDF添加量的增加,SDF對膽固醇的吸附量逐漸減少,直至達(dá)到最低值,然后又逐漸增加。在一定時間范圍內(nèi),SDF對膽固醇的吸附隨時間的增加而增加,在120 min后逐漸趨于平衡,達(dá)到最大吸附量。SDF可以以單分子層吸附方式快速吸附大量的膽固醇,達(dá)到最大吸附后,隨著膽固醇濃度的增加,SDF對膽固醇吸附量的增加不顯著。SDF1和SDF2對膽固醇的吸附等溫線擬合結(jié)果表明,Freundlich模型公式擬合效果更好,SDF1和SDF2對膽固醇的吸附為多層吸附。由于SDF是一種多孔的固體,其對膽固醇的吸附作用同時包括物理吸附和化學(xué)吸附,在物理吸附過程中,膽固醇先在SDF表面快速形成單分子層吸附,然后以分子間引力形成多分子層吸附,吸附是一個自發(fā)、吸熱的過程,升溫有利于吸附。SDF對膽固醇的化學(xué)吸附主要是因?yàn)槠浔砻鎺в性S多活性基團(tuán),這些基團(tuán)可直接螯合膽固醇分子。X-射線光電子能譜測定吸附結(jié)果以及擬合情況顯示,在SDF1和SDF2吸附膽固醇后,它們的碳原子、氧原子的峰型和峰強(qiáng)度發(fā)生了明顯變化,表明碳氧原子的含量和化合態(tài)發(fā)生改變,引起這些改變的原因有可能是吸附的作用產(chǎn)生了碳氧原子的數(shù)量和周圍極化條件的改變。羧甲基化和羥丙基化的結(jié)果證明了羧基的吸附效果更加明顯,為主要吸附位點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS254.1
【圖文】：

含有高質(zhì)量的膳食纖維與低的 “文明病”發(fā)病率顯著相關(guān)（Howarth et al 2005）。國際食品法典委員會（Codex Alimentarius Commission, CAC）在 2009 年定義膳食纖維為：（1）天然存在于食物中的非消化性多糖類化合物；（2）通過物理法、酶法或者化學(xué)法從食物原料中提取的多糖化合物；（3）對人的健康產(chǎn)生有益作用的多糖化合物（扈曉杰 2013）。膳食纖維根據(jù)溶解度，分為不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）。IDF 是那些不被人所消化分解，并且不能溶于熱水的膳食纖維，它主要分布在細(xì)胞壁，與其他物質(zhì)結(jié)合作為維持細(xì)胞一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)成分，由纖維素、部分半纖維素、木質(zhì)素等組成。SDF 是可以溶解于溫水或熱水，但不被人體的酶消化水解的膳食纖維，它的水溶液可以用4 倍體積的 95%乙醇溶液沉淀，SDF 可以來源于植物和真菌等，如植物提取的果膠、瓜爾多膠、葡聚糖，藻類提取的海藻酸鹽和真菌提取的活性多糖等（胡葉碧2008）。

1.2.2 主要可溶性膳食纖維的概述1.2.2.1 果膠果膠廣泛分布于高等植物的果實(shí)、根、莖、葉的細(xì)胞中，主要位于細(xì)胞壁的初生壁和細(xì)胞間隙，與木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等物質(zhì)通過共價相互作用結(jié)合，調(diào)控著組織細(xì)胞的硬度和穩(wěn)定性（謝明勇等 2013；孫元琳和湯堅(jiān) 2004）。植物種類和提取工藝的不同，提取果膠的組成和結(jié)構(gòu)各不不同，同時提取的果膠中還可能會有其它的多糖類雜質(zhì)，純化的難度較大（謝筆鈞 2004）。果膠根據(jù)主鏈和支鏈的差異，可大致分為以下 4 類：（1）同型半乳糖醛酸聚糖（Homogalacturonan，HG）；（2）鼠李糖半乳糖醛酸聚糖 I（Rhamngalacturonan I，RG I）；（3）鼠李糖半乳糖醛酸聚糖 II（Rhamngalacturonan II，RG II）；（4）木糖半乳糖醛酸聚糖（Xylogalacturonan，XG）（張學(xué)杰等 2010；Pelloux et al 2007）。

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本文編號：2716710