关键词:
枸杞多糖
纳米技术
吸附分离
脱蛋白
脱色
摘要:
枸杞多糖由于具有优异的生物可降解性、无毒性和特定的生物活性,已经受到了国内外研究者的广泛关注。提取纯化作为枸杞多糖制取的首要过程,对准确的构效关系研究以及高质量多糖产品的开发起到先决性作用。因此,如何保障所制备枸杞多糖在具有较高纯度的同时保持其天然结构的完整性,具有非常重要的研究意义。而传统的多糖脱蛋白质、脱色方法往往存在脱除效果不明显和操作复杂等缺点。新兴纳米吸附技术具有高效、可操作性强等特点,对特定的目标吸附质可表现出高效的吸附分离效果,因此非常适合应用于枸杞多糖等植物多糖的脱蛋白、脱色中。基于此,本论文根据枸杞粗多糖中蛋白质和色素的特点,针对性的开发了可分别用于枸杞粗多糖脱蛋白和脱色的纳米净化剂,并对其在枸杞多糖净化中的作用过程、机制及应用价值进行了探究。论文的主要研究内容和结果如下:1.单宁酸-铁网络基磁性纳米脱蛋白剂的制备及其在枸杞多糖脱蛋白中的应用利用单宁酸-铁网络(TA-Fe III)对蛋白质的选择性吸附及Fe3O4磁性易分离的特点,制备出了双功能TA-Fe III@Fe3O4(FTF NPs)蛋白吸附剂。通过SEM、TEM、XPS及FT-IR等多种表征手段证实所制备的FTF NPs成功合成后,对其在枸杞多糖脱蛋白中的应用进行了评估,并采用吸附动力学对枸杞多糖中蛋白质的吸附行为及吸附机理进行评估。结果表明,FTF NPs对枸杞多糖中蛋白质的吸附符合准二级动力学模型,通过氢键作用、静电作用及螯合作用,FTF NPs可在10 min内对枸杞多糖的脱蛋白率达到96%。另外通过在红枣多糖和绿茶多糖脱蛋白中的应用证明了其在植物多糖中的广泛适用性,为枸杞等植物多糖高效脱蛋白提供了新的技术支持。2.石墨烯基纳米脱色剂的制备及其在枸杞多糖脱色中的应用以氧化石墨烯为基底材料,对其一步还原化及氨基化后得到氨基还原石墨烯(NH2-r GO)纳米脱色剂。通过SEM、BET、XPS、Raman等多种表征手段对其进行结构鉴定和组分分析,并对其在枸杞多糖脱色中的应用进行了评估。结果表明,氧化石墨烯可以在乙二胺和氨水的作用下被一步还原并实现氨基化,得到的NH2-r GO具有更大的比表面积及更多的sp2杂化轨道。在p H 6.3,温度35℃,时间5 min,NH2-r GO与枸杞多糖1:20的条件下,NH2-r GO对色素展现出优异的选择性吸附效果,对枸杞多糖的脱色率可达98%,保留率可达95%,脱色率及多糖保留率均高于传统的H2O2法和活性炭吸附法。同时NH2-r GO在对枸杞多糖进行5次脱色循环利用时,脱色率均高于90%,且对红枣多糖和绿茶多糖的脱色率均高于95%。表明所制备的石墨烯基纳米脱色剂具有良好的应用潜力。3.纳米脱蛋白和脱色技术对枸杞多糖结构及活性的影响将FTF NPs应用于枸杞多糖脱蛋白后,继续通过NH2-r GO对枸杞多糖进行脱色处理,并与传统H2O2脱色法进行对比。通过SEM、AFM、HPGPC和GC对脱蛋白脱色后的枸杞多糖的结构进行分析,并通过Caco-2细胞对其体内抗氧化活性进行评估。结果表明,传统H2O2脱色法会造成枸杞多糖分子量降低、单糖组成比例改变、抗氧化活性降低。然而,通过本文开发的新型脱蛋白脱色技术不会对枸杞多糖的分子量、单糖组成及比例、抗氧化活性产生影响。因此,所开发的新型脱蛋白脱色技术有望为枸杞多糖的高效无损纯化提供新的的技术支撑。4.枸杞多糖强化的纳米复合止血水凝胶的制备及功效利用枸杞多糖优异的水溶性、生物安全性和生物活性,构建了一种功能强化的纳米蒙脱土基伤口修复凝胶。将得到的枸杞多糖修饰的蒙脱土二维纳米片(L-MMT NS)制备成水凝胶后,测定了结构、机械性能及生物相容性,并进一步研究其止血、抗炎活性及促进伤口愈合能力。结果表明:脱蛋白脱色后的枸杞多糖在超声辅助下可以对蒙脱土进行剥离并通过氢键相互作用对蒙脱土进行修饰,得到厚度约为1 nm的二维纳米片。通过PVA将L-MMT NS制成P-L-MMT水凝胶后,在扫描电子显微镜下可以观察到P-L-MMT水凝胶具有三维多孔结构且L-MMT NS均匀的分布在水凝胶中。P-L-MMT水凝胶可以显著降低小鼠肝脏伤口出血量,显著性降低LPS诱导的RAW264.7巨噬细胞的炎症因子水平(TNF-α,IL-1β,IL-6)。另外,通过H&E、Masson染色证明了P-L-MMT水凝胶可以充分发挥枸杞多糖的抗炎活性以有效促进伤口愈合,有望为植物多糖新功能的开发及应用提供了新思路。