【摘要】：酵母β-葡聚糖(Yeastβ-D-glucan,YG)具有良好的免疫調(diào)節(jié)活性,被衛(wèi)生部列為“新資源食品”。然而β-葡聚糖分子的三螺旋構(gòu)象,導(dǎo)致其難溶于水及大多數(shù)有機(jī)溶劑,嚴(yán)重制約了在各領(lǐng)域的應(yīng)用。離子液體1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽(1-butyl-3-methylimidazolium acetate,EmimAc)結(jié)合高壓微射流(High Pressure Microfluidization,HPM)可用于改性增溶β-葡聚糖,但其改性增溶機(jī)制尚未明晰。本文明確了修飾改性過程中β-葡聚糖結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)的變化規(guī)律,揭示了EmimAc-HPM改性增溶β-葡聚糖的機(jī)制,并進(jìn)一步將EmimAc-HPM技術(shù)用于可德蘭多糖改性增溶研究。β-葡聚糖水溶性的提高,將擴(kuò)大其在食品領(lǐng)域、化妝品領(lǐng)域及生物醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用,促進(jìn)酵母行業(yè)的發(fā)展。優(yōu)化了EmimAc-HPM改性增溶酵母β-葡聚糖的工藝參數(shù):β-葡聚糖濃度2 wt%,HPM壓力24000 psi,HPM循環(huán)處理8次,EmimAc循環(huán)使用5次�；谧罴压に�,EmimAc處理β-葡聚糖(EYG)水溶性達(dá)75.53±0.49%,EmimAc-HPM改性β-葡聚糖(EMYG)水溶性達(dá)85.01±0.45%。表明EmimAc對酵母β-葡聚糖聚合物具有很強(qiáng)的溶解能力,EmimAc-HPM技術(shù)可顯著提高β-葡聚糖水溶性。明確了處理前后酵母β-葡聚糖分子量、流變性及熱特性變化。未處理β-葡聚糖(YG)分子量(Molecular Weight,Mw)為598300 g/mol,處理后EYG和EMYG的Mw分別為528000和171300 g/mol,分散度卻由1.213增加至2.187,表明EmimAc與HPM處理降低了β-葡聚糖Mw,使大分子β-葡聚糖解聚為小分子化合物,從而使其水溶性增加;改性后β-葡聚糖流變學(xué)特性改變,即YG高濃度樣品損耗模量G’’大于低濃度樣品,儲能模量G’小于低濃度樣品,然而改性后EMYG高濃度樣品G’和G’’均小于低濃度樣品,是由于改性后β-葡聚糖溶解度增加導(dǎo)致其動態(tài)粘彈性變化。處理后β-葡聚糖熱分解溫度顯著下降,熱穩(wěn)定性逐漸降低。闡明了處理前后β-葡聚糖結(jié)構(gòu)與構(gòu)象變化。處理前后β-葡聚糖形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,由最初緊密嚴(yán)實的三螺旋構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)镋mimAc-HPM改性后的無規(guī)則鏈狀結(jié)構(gòu);YG在9.5°與31°處均具有衍射吸收峰,而處理后β-葡聚糖相對應(yīng)的衍射吸收峰卻明顯消失,表明處理后β-葡聚糖結(jié)晶度降低,是因為β-葡聚糖天然的三螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞;處理后β-葡聚糖最大吸收峰由185 nm逐漸紅移到187.5 nm,反映了其三螺旋結(jié)構(gòu)逐漸被破壞,最終轉(zhuǎn)變?yōu)椤邦惁?折疊”結(jié)構(gòu);處理前后β-葡聚糖一級結(jié)構(gòu)不變,仍以β-(1-3)糖苷鍵相連。揭示了EmimAc-HPM改性增溶酵母β-葡聚糖的機(jī)制:EmimAc陽離子環(huán)上的氫(H)質(zhì)子與β-葡聚糖上的羥基(-OH)形成氫鍵,破壞了β-葡聚糖原本存在的分子內(nèi)、分子間強(qiáng)烈的氫鍵作用力;同時,HPM破壞了β-葡聚糖天然的三螺旋構(gòu)象,降低了其分子量,從而提高了β-葡聚糖水溶性。EmimAc-HPM同樣適用于可德蘭多糖的改性增溶。EmimAc處理可德蘭多糖(RC)與EmimAc-HPM改性可德蘭多糖(RMC)的水溶性分別達(dá)74.41±0.63%和83.11±0.56%,說明EmimAc對線性可德蘭多糖也具有很強(qiáng)的溶解能力。研究表明,RC結(jié)構(gòu)變得疏松均一,天然的三螺旋結(jié)構(gòu)被破壞,結(jié)晶度降低,熱穩(wěn)定性下降;EmimAc陽離子上的H原子與可德蘭多糖上的-OH形成氫鍵,使可德蘭多糖分子內(nèi)與分子間強(qiáng)烈的氫鍵作用力被破壞,從而促使其水溶性提高。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS201.2
【圖文】：

院碩士學(xué)位論文 第一章 引 言與離子液體概述生物體內(nèi)除蛋白質(zhì)和核酸以外又一類重要的生物大分子，也具有一級與）。自然界中的某些多糖因具有抗癌、增強(qiáng)免疫力、降低膽固醇和血脂然而，多糖含有大量羥基（-OH），易形成分子內(nèi)與分子間強(qiáng)烈的氫鍵作嚴(yán)重制約了其應(yīng)用。因此，有必要對多糖進(jìn)行修飾改性，以增加溶解性體（ILs）是一種綠色溶劑，揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高及對物均具有較好的溶解能力（Seddon et al. , 1997; Rogers, 2007）。以離子液NKI 和 Web of Science 數(shù)據(jù)庫對近十年國內(nèi)外 ILs 相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計，年來，關(guān)于 ILs 的研究日趨活躍，相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量總體呈增加趨勢，但為和物化性質(zhì)的研究與國際相比還存在較大差距。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 引 言3圖1-2 酵母β-葡聚糖在EmimAc中的溶解狀態(tài)Fig. 1-2 Dissolution process of YG in EmimAc1.2.2 淀粉在離子液體中的溶解性Xie 等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，含 Cl 的 ILs 能夠破壞天然淀粉顆粒的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)，及淀粉化合物-OH 基團(tuán)之間的氫鍵，促進(jìn)其溶解。K rkk inen 等（2011）借助油浴和微波加熱開展了小麥、大麥、稻米、玉米、蠟質(zhì)玉米和土豆不同種類淀粉在 BmimCl 中的溶解實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同來源的淀粉在 BmimCl 中的溶解時間有先后，玉米、稻米、小麥和大麥淀粉先凝膠化，其它次之。支鏈淀粉先降解，直鏈淀粉后降解，且隨著加熱時間和溫度的增加，淀粉分子量（Mw）逐漸變小。Biswas 等（2006）發(fā)現(xiàn) 80 °C 下淀粉在 BmimCl 中的溶解度可達(dá) 15%，Xu 等（2008）研究發(fā)現(xiàn)100 °C 下淀粉在 AmimCl 中可溶解 50%。羅志剛等（2010）分別采用 AmimCl 和 BmimCl 于 90 °C下溶解木薯淀粉（TS）

圖 1-3 TS 在 AmimCl 中 90 °C 下不同時刻的溶解狀態(tài)Fig. 1-3 Dissolution of TS in AmimCl at 90 °C at different times圖 1-4 TS 在 BmimCl 中 90 °C 下不同時刻的溶解狀態(tài)Fig. 1-4 Dissolution of TS in BmimCl at 90 °C at different times維素在離子液體中的溶解性ng 等（2005）發(fā)現(xiàn)，AmimCl 溶解纖維素的能力強(qiáng)于 BmimCl，這歸因于+

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