《低分子量κ-卡拉胶及其邻苯二甲酰基化衍生物的抗氧化活性研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低分子量κ-卡拉胶及其邻苯二甲酰基化衍生物的抗氧化活性研究.pdf(5页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、收槁日期:2009-07-l8基金项目:上海市教育委员会科研项目 ( 07zzl34);上海市重点学科建设项目专项基金 ( Tll02)作者简介:孙涛 ( l970-),女,黑龙江依兰县人,副教授,博士,研究方向:多糖的改性及生物功能的开发,富勒烯衍生物的抗氧化性能。低分子量 ?-卡拉胶及其邻苯二甲酞基化衍生物 的抗氧化活性研究别涛,陶慧娜,卢克祥,邵则淮,康永峰( 上海海洋大学食品学院, 上海 20l306)摘 要:对 ?-卡拉胶进行氧化降解,经过透析,得到分子量不同的两种卡拉胶寡糖,井分别制成四丁基按盐,进而与邻苯二甲酸酥进行酚化,制得两种不同分子量的卡拉胶邻苯二甲酚基化衍生物。 对产物进
2、行 IR 表征,红外光谱表明制得的为目标产物,井检测了产物对超氧阴离子自由基 02- 和 DPPH 自由基的清除能力。结果表明:?-卡拉胶在邻苯二甲酚基化以后对上述两种自由基的清除能力均有所增强。关键词:?-卡拉胶;氧化降解;邻苯二甲酚基;抗氧化活性中图分类号:539文献标识码:A文章编号:l006-060X ( 2009)l0-0025-03Antioxidant Activity of Low-molecular-weight ?-carrageenan and Phthalyl Derivatives of ?-carrageenanSUN Tao, TAO Hui-na, LU Ke-
3、xiang, SHAO Ze-huai, KANG Yong-feng(college of Food Science and Technology, Shanghai Ocean Uniuersity, Shanghai 201306, PRc)Abstract:Two kinds of carrageenan-derived oiigosaccharides(CD0) with different moiecuiar weight were preparedby oxidative degradation of ?-carrageenan and diaiysis. Then, these
4、 two kinds of CD0 were made to two kinds oftetrabutyiammonium saits(TBA) respectiveiy, which acyiated with phthaiic anhydride to obtain two kinds of phthaiyiderivatives of ?- carrageenan with different moiecuiar weight. The products were characterized by FI-IR and infraredspectrum indicated that the
5、se products were target products. The scavenging activities of products on super oxide anionradicai 02-and DPPH radicai were tested. The resuits showed that the scavenging activities of phthaiyi ?-carrageenanon super oxide anion radicai 02-and DPPH radicai were increased. Key words:?-carrageenan; ox
6、idative degradation; phthaiyi; antioxidant activity卡拉胶是从某些红藻的细胞壁中提取的一种硫酸多糖,具有抗病毒、抗肿瘤、凝集作用等各种生物活性和药理活性1,已经成为医药界研究的热点。但由于卡拉胶分子量大,溶解性差,使它的应用受到了很大的限制2。因此对其进行设计改性,采用降解和接枝修饰等手段,获得水溶性较好的卡拉胶低聚糖及各类衍生物,对于开发海洋新药具有重要的价值3。自由基又叫游离基,在正常情况下,体内自由基的产生和清除是平衡的,一旦自由基产生过多或抗氧化体系出现故障,体内自由基代谢就会出现失衡,过剩的自由基会损伤神经系统,引发老年痴呆、震颤麻痹
7、等症状4-5,故对自由基的及时清除十分重要。笔者研究了卡拉胶寡糖及其邻苯二甲酚化衍生物的抗氧化活性,以期为其高值化研究提供参考。1?l.l材料K- 卡拉胶 ( 食品级,上海联合食品添加剂有限公司);DPPH( Sigma 公司); 其余试剂均为分析纯,购自上海化学试剂公司。抗氧化测试所需溶液,由二次蒸馏水配制。 l.2卡拉胶低聚糖的制备6将 30 g 卡拉胶溶于 1 200 mL 浓度为 0.6 mol/L的 H202中,于 80 C下降解 8 1,将产物干燥得白色粉末。 将白色粉末溶于蒸馏水中,先通过微孔过滤器过滤 ( 0.45 pm),然后在蒸馏水中透析 6 c ( 截留分子量 3 500
8、7 000,7 000),冷冻干燥后分别得到湖南农业科学2009, ( l0):2527,3lHunan Agricuiturai Sciences湖南农业科学第l O 期两种不同分子量的卡拉胶寡糖1 2g 。 1 3 卡拉胶衍生物的制备用分别将1 2g 两种低分子量卡拉胶用7 3 2 型阳 离子氢型树脂在4 下交换1h ,过滤,再用四丁基 氢氧化铵调节溶液p H 值至6 0 ,冻干,得两种卡拉 胶四丁基铵盐。将1g 卡拉胶四丁基铵盐溶于2 5 m LN ,N 一二甲基甲酰胺,在6 0 搅拌3 0r a i n ,再依次加入0 1 6 0g 催化剂4 一二甲基氨基吡啶,6 5m L三丁基胺,4
9、 8g 酰化剂邻苯二甲酸酐,在6 0 下搅拌,通N :反应1 2h 。所得产物在4 用三水合乙酸钠的过饱和乙醇溶液沉淀1h ,用无水乙醇洗涤离 心3 次,将沉淀溶于蒸馏水中,在5 N a H C O ,溶液 中透析2d ,然后在蒸馏水中透析4d ,冻干后分别 得两种分子量的卡拉胶邻苯二甲酰基化产物1 0g 。 1 4 测试表征红外光谱在E Q U N O X 5 5 傅立叶红外一拉曼光 谱仪上进行,采用K B r 压片法制样,测定波数范围为4 0 0 40 0 0c m 一,分辨率为0 8c m 一。 1 5 卡拉胶降解产物及其衍生物相对分子质量的测定 采用G P C 法测定卡拉胶降解产物及其
10、衍生物 的相对平均分子质量及其分布。G P C 测试条件如下:流动相:0 1m o l L 硝酸钠水溶液;监测器:w a _t e r s2 4 1 0 示差折光监测器;柱子:U h r a h y g r o g e l5 0 0 ,1 2 0 串连;温度:4 0 。标准物质为:葡聚糖。 1 6 抗氧化性测定用流动注射化学发光法【8 1 考察了低分子量卡拉胶及其衍生物对超氧阴离子自由基0 2 - 的清除活 性,用比色法来评价它们对D P P H 自由基的清除作用。1 6 1超氧阴离子自由基0 2 - 的清除配制p H 值1 0 2 0 的O 0 5m 0 1 LN a 2 C 0 3 一N
11、a H C 0 3 缓冲溶液,用缓冲溶液配制1 5 1 0 3m o l L 的鲁米诺,用1 1 0 习m o l L 的盐酸配制浓度为0 1m o l L 的邻苯三 酚储备液,使用前用去离子水稀释至l 1 0 一 m o l L 。以缓冲液作为溶剂,配制成不同浓度的样品 待测溶液。用流动注射化学发光分析仪依次测定从 稀到浓的样品溶液,读出峰面积。并计算出其对超 氧阴离子自由基的清除率。清除率= ( A A i ) x1 0 0 式中:一未加抗氧化剂时的峰面积;A i 一加入样品溶液时的峰面积;经S O D 、过氧化氢酶及甘露醇检测,该体系产生的自由基为0 2 - 。1 6 2D P P H
12、自由基的清除在装2 山浓度为l 1 0 - 4m o I LD P P H 无水乙醇溶液的比色管中,加入不同浓度的样品溶液2m L ,摇匀,3 3 。C 避光静置 半小时,在5 1 7n m 处测量吸光度A i 。用去离子水代 替样品溶液,得吸光度,无水乙醇代替D P P H ,得吸光度A i 9 1 。清除率= 1 一( A i A i ) A 。 1 0 0 2结果与分析2 1 低分子量K 一卡拉胶邻苯二甲酰衍生物 的结构表征 图l 为原料卡拉胶及两种不同分子量卡拉胶 邻苯二甲酰基化衍生物的红外光谱图。从图中可 以看出,卡拉胶邻苯二甲酰衍生物保留有原料卡 拉胶的三个特征吸收峰,即12 5
13、0c m 。1 吸收峰处的O S 一0 对称伸缩振动吸收峰;8 5 0c m 1 吸收峰处的 C O S 伸缩振动吸收峰;9 3 0c m 。1 吸收峰处的 3 ,6 一内醚一D 一半乳糖中C 一0 一C 的伸缩振动吸收 峰,这表明卡拉胶经过邻苯二甲酰基化后,其结构单 元未发生变化。卡拉胶邻苯二甲酰衍生物在17 2 0 、16 1 0 、15 9 0 、l4 5 0c m 。1 处出现特征吸收峰,17 2 0 c m 一吸收峰归属于经邻苯二甲酸酐酰化后形成的 酯基的特征吸收;而16 1 0 、15 9 0 、14 5 0e m 1 处则为苯环的特征吸收峰,这些测试表明邻苯二甲酰基被成功地引入到
14、卡拉胶低聚糖分子上1 7 1 。泼致【c m 。) 图1 ( a ) 原料卡拉胶、( b ) 4 3 1 6 一L K C 和 ( c ) 6 2 9 7 一L K C 的红外光谱图G P C 结果表明:卡拉胶寡糖平均分子量分别为18 9 0 和45 5 0 ,其相应的邻苯二甲酰化衍生物平均分子量分别为43 1 6 和62 9 7 。 2 2 超氧阴离子自由基0 2 - 清除超氧阴离子是一类较毒的活性氧,由多种生物 反应和光化学反应产生,它还能分解形成更强的活 性氧物质,如单线态氧和羟自由基,导致脂质过氧 化。邻苯三酚在碱性条件下能迅速自氧化,释放出 0 2 - ,生成有色的中间产物。当有自由
15、基清除剂存在 时,可清除0 2 - ,阻止中间有色产物的积累。一 图2 描述了分子量为l8 9 0 的卡拉胶寡糖第1 0 期孙涛等:低分子量x 一卡拉胶及其邻苯二甲酰蘑化衍生物抗氧化活性研究( 1 8 9 0 一K C ) 及其邻苯二甲酰化衍生物( 4 3 1 6 一L K C )对超氧阴离子0 2 - 清除效果。它们对超氧阴离子 0 2 的清除活性随着浓度的升高而逐渐增强,其对 于超氧阴离子自由基的半抑制浓度I C 5 0 ( 对自由基 清除率为5 0 时所需要的自由基清除剂浓度) 分别为2 7 5I Xm o l m L 和1 1 4 斗m o l m L 。 襄1 0 0 一1 0 08
16、 0曼6 0需 篮4 0 延2 0o 协一0 。9 3 4 5 5 0 一- K C对,吸收消失或减弱。 图4 描述了分子量为18 9 0 的卡拉胶寡糖( 1 8 9 0 一K C ) 及其邻苯二甲酰化衍生物( 4 3 1 6 一L K C ) 对D P P H 自由基的清除效果。它们对D P P H 自由基 的清除活性随着浓度的升高而逐渐增强,其对于 D P P H 自由基的半抑制浓度I C 5 0 分别为1 5 8斗m o l m L 和1 2 1 斗m o l m L 。一 冰 一 褂 篮 蜒0 00 2【J 40 60 81 01 2l - 41 61 82 0:7 Z 浓度( I L
17、 m o l m L ) 图41 8 9 0 一K C 及4 3 1 6 一L K C 对D P P H 自由基的清除 图5 描述了分子量为4 5 5 0 的卡拉胶寡糖 ( 4 5 5 0 一K C ) 及其邻苯二甲酰化衍生物( 6 2 9 7 一L K c ) 对D P P H 自由基的清除效果。其对于D P P H 自由基的半抑制浓度I C 5 0 分别为0 4 6 斗m o l m L 和O 2 8l a , m o l m L o一 术 一 瓣 篮 烬浓度( 斗m o Y m L ) 图54 5 5 0 一K C 及6 2 9 7 一L K C 对D P P H 自由基的清除由此可知,
18、卡拉胶经过邻苯二甲酰化后对 D P P H 自由基的清除能力有所增强。这可能同样由 于邻苯二甲酰化后引人了吸电子基团c O C 6 H 厂 C O O 一,其吸电子作用可以使母体卡拉胶分子的电 子云密度降低,使得0 一H 键更易断裂,提高了剩余 羟基中氢的活性,更易D P P H 自由基反应,从而增 强了其清除D P P H 自由基的能力。3结论用H 2 0 :对K 一卡拉胶进行氧化降解,再经过透 析,筛选出两种不同分子量范围的卡拉胶,并通过化 学手段将其与邻苯二甲酸酐相结合成为卡拉胶邻苯 二甲酰基化衍生物。通过对其进行抗氧化性能的测 试,K 一卡拉胶经过邻苯二甲酰基化后对超氧阴离 ( 下转第
19、3 l 页)阂 军等:湖南省水稻品种应用生产现状调查与思考( 1% 27 HD 子 02- 以及 DPPH 自由基的清除能力都有所提高。 K- 卡拉胶寡糖及其邻苯二甲酚基化衍生物所表现 出来的优异抗氧化性能,为 K- 卡拉胶的高值化利 用和海洋多糖类药物的研究提供有益的参考。?1王长云,管华诗? 多糖抗病毒作用研究进展?卡拉胶及其抗病毒作用J? 生物工程进展,2000,20 ( 3):39-42,48?2乔庆林? 卡拉胶的性质及应用J? 肉类工业,1998, ( 11):30-34?3宋金明? 中国海洋天然活性物质开发新技术 21 世纪发展战略J? 海洋科学,2001,25 ( 4):50-5
20、2?4HaIIiweII B,guttelidge J M C,Closs C E?Flee ladicaIs, antioxi?dants and human disease: whele ale we now?J? J Lab CIin Med,1992,119:598-620?5Plyol W A? oxidation and althleoscIelosisJ? Flee Radic BioIMed,2000,28:1681-1682?6李桂村,张志回,耿美玉? ?-卡拉胶的氧化降解J? 青岛化工学院学报,2002,23 ( 4):48-51?7郭锡坤,余成艳? 邻苯二甲酚基化 ?-卡
21、拉胶的合成及其生物活性J? 汕头大学学报,2007,22 ( 1):37-41,53?8孙涛,周冬香,毛芳,等? 流动注射化学发光法对超氧阴离子自由基 o2- 和羟基自由基 oH 的检测J? 食品工业科技,2006,( 11):182-184?9Yamaguchi T,Takamula H,Matoba T, et aI? HPLC Method fol e?vaIuation of the flee ladicaI-scavenging activity of foods by using1,1diphenyI-2-piclyIhlazyIJ? Biosci BiotechnoI Bioch
22、em,1998,62:1201?( 责任编辑:高国残残试验站, 征集需要在当地推广种子的企业的品种,按照正规的试验, 筛选真正适合当地的优良品种,定期组织各乡镇农技人员与部分农户参观,每年及时发布推荐的主导品种,引导农民种植综合性状优良的新品种。 3.3加强科技项目的实施, 建立省级行业 与产业技术体系湖南省是国家 “ 九五”、 “ 十五”、 “ 十一五”水稻工程的重点试验示范区、超级稻示范推广项目的核心区,也是水稻科技提升与入户的大省,这些项目在湖南的实施,为湖南的水稻生产作出了巨大的贡献,但也有部分水稻新品种示范推广项目,实施中示范面积与推广地区严重缩水,建议项目相关管理部门加强科技项目的
23、监督,让优良的新品种真正的得以示范推广,让农户真正享受新品种带给他们的 实惠。另外,湖南的水稻是大产业,是湖南粮食的绝 对支柱型产业,建议在全省建立省级行业与产业技 术体系,聘请一批德才兼备的水稻专家为行业与产 业带头人,为湖南的水稻产业出谋划策,真正带领 全省农户种稻致富,推动整个产业的发展。 3.4加快农村土地流转,建立信息共享平台建议通过政府的引导,企业的组织,加快农村 土地流转步伐, 让农村中的部分土地相对集中,让 一批种田能手可以更大发挥优势;或者通过农民合 作社的形式,建立品种、技术等信息共享平台,让农户能获得快捷、有效的新品种新技术信息。 3.5提高种子经营部门的科技含量,降低农
24、 户留种率种子是农业增产各种因素中最重要的因素,是农业生产发展的增长点之一。农户自身留种会降低品种的纯度和质量, 导致品种优良特性的逐年丧失。 一方面积极宣传优良的种子可以保证种子纯度、显著提高农作物产量、改善和提高农产品质量。另一方面, 建议提高种子经营部门的科技力量,在适宜的区域有计划地组织品种更新换代,采取先进的农业技术措施, 保持和提高优良品种的种性,确保种子质量,实现种子的定期更新,逐步降低农户留种率。?:1黎用朝,刘三雄,曾翔,等. 湖南水稻生产概况、发展趋势及对策探讨J. 湖南农业科学,2008, ( 2):129-133.2卢良恕,许世卫. 2000 年中国食物的需求与对策J.
25、 中国食物与营养,1996, ( 2):20-23.3戴魁根,任泽民,谢慧. 调动农民种粮积极性的三大举措一1020 户农民水稻生产现状文卷调查J. 中国稻米,2007, ( 6):1-8.4阂军,候小华,周立军,等. 湖南农民对水稻栽培新技术倾向性调查研究J. 湖南农业科学,2002, ( 5):25-27.( 责任编辑:李剖剖?第 10 期31低分子量-卡拉胶及其邻苯二甲酰基化衍生物的抗氧化活性研究低分子量-卡拉胶及其邻苯二甲酰基化衍生物的抗氧化活性研究作者:孙涛, 陶慧娜, 卢克祥, 邵则淮, 康永峰, SUN Tao, TAO Hui-na, LU Ke-xiang, SHAO Ze-
26、huai, KANG Yong-feng 作者单位:上海海洋大学食品学院,上海,201306 刊名:湖南农业科学 英文刊名:HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES 年,卷(期):2009(10) 被引用次数:2次参考文献(9条)参考文献(9条)1.王长云;管华诗 多糖抗病毒作用研究进展卡拉胶及其抗病毒作用期刊论文-生物工程进展 2000(03)2.乔庆林 卡拉胶的性质及应用 1998(11)3.宋金明 中国海洋天然活性物质开发新技术21世纪发展战略期刊论文-海洋科学 2001(04)4.Halliwell B;Gutteridge J M C;Cross C E Free ra
27、dicals,antioxidants and human disease:where are we now? 19925.Pryor W A Oxidation and arthreosclerosis外文期刊 20006.李桂村;张志煜;耿美玉 -卡拉胶的氧化降解期刊论文-青岛化工学院学报 2002(04)7.郭锡坤;余成艳 邻苯二甲酰基化K-卡拉胶的合成及其生物活性期刊论文-汕头大学学报(自然科学版) 2007(01)8.孙涛;周冬香;毛芳 流动注射化学发光法对超氧阴离子自由基O_2(-)和羟基自由基OH的检测期刊论文-食品工业科技 2006(11)9.Yamaguchi T;Takamura H;Matoba T HPLC Method for evaluation of the free radical-scavenging activity of foods by using1,1diphenyl-2-picrylhrazyl 1998引证文献(2条)引证文献(2条)1.张朝燕.陈晓银.丁卓平 基于双氧水降解卡拉胶的优化工艺研究期刊论文-食品工业科技 2011(7)2.孙涛.朱云.卫颖隽.谢晶.陶慧娜.薛斌 不同取代度马来酰-卡拉胶的抗氧化活性研究期刊论文-上海海洋大学学报 2011(1)本文链接:http:/
限制150内