本发明属于蔗渣资源化利用,尤其涉及一种具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖及其制备方法与应用。
背景技术:
1、木聚糖在多种植物中大量存在,尤其在甘蔗渣中,占比达到35%左右。广西作为中国最大的蔗糖产地,蔗渣的年产量相当庞大,因此蔗渣木聚糖的有效利用不仅能够达到废物利用的效果,更能达到降低污染的效果。蔗渣木聚糖的分子量巨大,结构极其复杂多样,是一种复杂的异质性多糖,其组成具有多种单糖和官能团。蔗渣木聚糖之间含有较强的氢键连接,故木聚糖在水中不易被溶解,其特殊性也决定了其独特的理化特性和生物功能。
2、多糖为天然产物,来源广泛,具有毒副作用小、无残留、不产生耐药性等优点,因而备受研究者的重视。现代研究发现,多糖的生物活性与多糖的空间结构密切,通过物理、化学等手段对其分子结构进行修饰或修改,能够赋予多糖更多生物活性。比如公开号为cn109232754a的专利申请公开了一种西番莲果皮多糖增强抗氧化活性羧甲基化修饰方法。采用氢氧化钠-氯乙酸法进行羧甲基化修饰,以羧甲基化取代度为指标,用单因素考察naoh浓度、反应时间、反应温度三因素响,得到不同取代度的羧甲基化西番莲果皮多糖。本发明还涉及羧甲基化西番莲果皮多糖在制药中应用,尤其在制备抗氧化药物中应用,包括在清除dpph自由基药物、羟基自由基药物、超氧氧阴离子药物及fe3+还原能力药物应用。该发明将人工合成不同取代度羧甲基化西番莲果皮多糖用于体外抗氧化活性试验,为羧甲基化西番莲果皮多糖在医药领域的应用提供参考依据。再比如授权号为cn102911292b的发明公开了一种氧化蔗渣木聚糖的制备方法。以蔗渣木聚糖为起始原料,丙酮-水溶液为反应体系的溶剂,高锰酸钾为氧化剂,硫酸镍为催化剂,采用酸-碱两步法氧化得粗产品,再分别经体积分数为50%丙酮水溶液、体积分数为80%的乙醇溶液洗涤2~3次,抽滤、真空干燥即得氧化蔗渣木聚糖产品。产物氧化蔗渣木聚糖具有氧化深度高、较高的结晶度与结晶区域和理想的热稳定性等特点。本发明操作稳定、工艺简单易行,适于工业化生产。
3、此外,用适当方法对分子量巨大的多糖进行酶降解,使得冗杂得空间结构被破坏,从而减小多糖分子量大小,使得多糖活性位点能够充分暴露,进而提高其抗氧化、降血糖等活性,甚至产生新的生物活性。然而,具体的酶降解条件亟需探索。
技术实现思路
1、基于现有技术中的不足,本发明提供了一种具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖及其制备方法与应用。本发明对蔗渣木聚糖进行了酶降解确定其结构表征,比较了不同酶降解条件下的木聚糖抗氧化活性。
2、本发明通过以下技术方案达到上述目的:
3、本发明提供了一种具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖的制备方法,包括以下步骤:
4、将蔗渣木聚糖溶于酸液中,在温度为30-70℃时加入木聚糖酶,使反应体系内木聚糖酶浓度为20-100u/ml,酶降解2-10h后,进行酶失活终止反应,将溶液的ph调节至中性,得到所述酶降解蔗渣木聚糖。
5、优选的,所述酸液为ph=5.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液。
6、优选的,在温度为50℃时加入木聚糖酶,使反应体系内木聚糖酶浓度为80u/ml,酶降解6h后,进行酶失活终止反应。在该酶降解条件下,酶降解木聚糖的抗氧化能力最强。
7、在本发明的一些实施例中,在进行酶失活终止反应后,将溶液的ph调节7.0。
8、在本发明的一些实施例中,将溶液的ph调节至中性后,将溶液使用分子截留量为3500da透析袋流水透析48h。
9、本发明还提供了所述的制备方法制备的具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖。所述酶降解蔗渣木聚糖的分子量为13142.92-20690.33da。降解前后多糖红外光谱图相似,酶降解木聚糖保留了多糖的结构特征。根据分子量变化趋势,酶降解蔗渣木聚糖中该分子量范围的多糖含量越多时,抗氧化活性越好。
10、本发明还提供了酶降解蔗渣木聚糖在制备抗氧化药物中的应用。
11、优选的,所述抗氧化药物为以下其中任意一种:清除dpph自由基药物、清除羟基自由基药物或清除还原能力药物。
12、优选的,所述酶降解蔗渣木聚糖的有效浓度为2mg/ml。
13、本发明的有益效果:
14、将本发明制备方法中酶降解得到的蔗渣木聚糖用于体外抗氧化活性实验,获得不同降解程度的蔗渣木聚糖抗氧化的实验结果,增强了蔗渣木聚糖的溶解性和再利用,为酶降解蔗渣木聚糖在医药领域的应用提供参考依据。
1.一种具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述酸液为ph=5.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在温度为50℃时加入木聚糖酶,使反应体系内木聚糖酶浓度为80u/ml,酶降解6h后,进行酶失活终止反应。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在进行酶失活终止反应后,将溶液的ph调节7.0。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,将溶液的ph调节至中性后,将溶液使用分子截留量为3500da透析袋流水透析48h。
6.权利要求1-5任一所述的制备方法制备的具有提高抗氧化活性的酶降解蔗渣木聚糖。
7.根据权利要求6所述的酶降解蔗渣木聚糖,其特征在于,所述酶降解蔗渣木聚糖的分子量为13142.92-20690.33da。
8.权利要求6所述的酶降解蔗渣木聚糖在制备抗氧化药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述抗氧化药物为以下其中任意一种:清除dpph自由基药物、清除羟基自由基药物或清除还原能力药物。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述酶降解蔗渣木聚糖的有效浓度为2mg/ml。