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微藻在生长过程中除了能合成多糖、蛋白等大分子活性化合物外,还能合成一些高活性的有机小分子,对微藻中的小分子有机次级代谢产物进行分离提取对于微藻作为药物或者功能食品的开发有着重要的意义。本论文以小球藻和微拟球藻为原料,以95%乙醇为溶剂进行浸提,得到醇提物。经水悬浮后依次采用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行分级萃取获得不同极性的粗提物,在对不同极性粗提物抗菌抗氧化活性跟踪检测的基础上,采用柱层析和半制备型高效液相色谱等分离纯化方法对粗提物进行进一步的分离纯化,获得纯度较高的单体化合物,旨在为小球藻和微拟球藻的高附加值产品开发及微藻抗菌、抗氧化活性化合物的筛选提供实验基础。主要研究结果如下: (一)小球藻不同极性溶剂粗提物制备及其抗菌、抗氧化活性筛选 (1)粗提物制备:小球藻醇提物(EH)水溶后,依次采用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行分级萃取得到石油醚相(PE)、乙酸乙酯相(EA)、正丁醇相(BA)和水相(WA)等四个不同极性的萃取物,四个萃取物的提取率依次为10.78%、0.61%、0.5%、0.63%。 (2)不同组分抗菌活性检测:采用滤纸片法对小球藻四种不同极性相粗提物的抗菌活性进行检测,结果显示,PE组分的抗菌活性最强,其次为EA组分,WA组分抑菌效果最弱。PE组分可同时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有较强的抑菌活性,其最大抑菌圈均可达4 mm;EA组分对金黄色葡萄球菌的抑制活性较强,最大抑菌圈为4 mm; (3)不同组分抗氧化活性效果:通过检测2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)、二苯代苦味酞基自由基(DPPH)、羟基、超氧阴离子四种自由基清除率评价各粗提物的抗氧化活性,结果显示,PE、EA、BA、WA四个组分对DPPH自由基的清除效果最好,其半数抑制浓度(IC50)分为1.889 mg/mL、0.814 mg/mL、2.890 mg/mL、7.775 mg/mL,且EA组分和PE组分抗氧化效果优于BA和WA组分,样品浓度为5 mg/mL,EA和PE组分对DPPH自由基的清除率为94.6%和95.6%。 (二)小球藻石油醚相PE组分的进一步分离纯化及分离组分活性研究 (1)小球藻PE组分首先采用硅胶柱层析得到PE I(4.3 g)、PE II(0.7 g)和PE III(3.5 g)三个组分。经抗菌活性检测得PE I组分具有较强的活性,PE I组分对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有较强抑菌活性,抑菌圈最大为4 mm;采用DPPH自由基清除筛选三个组分的抗氧化活性,PE I、PE II、PE III三个组分其IC50为2.304 mg/mL、17.393 mg/mL、8.648 mg/mL,PE I组分抗氧化效果最强,其浓度为5 mg/mL时清除率为85.8%。 (2) PE I组分的在纯化及化合物结构鉴定:对PE I组分进行两次硅胶柱分离以及半制备型高效液相色谱纯化得到两个单品化合物PE I-2.1.2和PE I-2.2.2,高效液相色谱检测其相对纯度分别为为95.7%和89.6%,经核磁和质谱分析其结构,PE I-2.1.2为邻苯二甲酸二丁酯,PE I-2.2.2为邻苯二甲酸(2,5-二甲基己基)二酯。相对纯度为。 (三)小球藻乙酸乙酯相(EA)的进一步分离纯化及活性检测 (1)小球藻EA首先经硅胶柱层析分离得到了四个组分,经抗菌活性检测四个组分均有抗菌活性,EA IV组分的抗氧化活性强,样品浓度为5 mg/mL时,对大肠杆菌具有强的抗菌活性,抑菌圈可达8 mm,EA VI组分同时对铜绿假单胞菌有较强的抗菌活性,抑菌圈为4 mm。抗氧化结果显示,EA I、EA II、EA III、EA IV的IC50值为2.439 mg/mL、3.110 mg/mL、1.826 mg/mL、0.716 mg/mL,EA IV组分清除DPPH自由基能力最强。 (2)对EA IV组分采用Sephadex LH-20凝胶柱层析结合半制备型高效液相色谱法进行分离纯化得到EA IV-1.1,高效液相色谱检测其相对纯度为97.3%,经质谱及核磁共振等分析方法对EA IV-1.1进行结构鉴定,确定为植醇。 (四)微拟球藻不同极性溶剂粗提物制备及其抗菌、抗氧化活性研究 (1)微拟球藻乙醇提取物(EH)经水分散后,进行分级萃取得到石油醚相(PE)、乙酸乙酯相(EA)、正丁醇相(BA)和水相(WA)四相粗提物,其提取率分别为15%、0.147%、0.046%、0.29%。 (2)抗菌实验表明BA组分有较强的抗菌活性,BA组分可同时对对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌有较强的抑菌活性,最大抑菌圈为4 mm。抗氧化活性检测,四个不同部位对羟基自由基的清除效果最好,在样品浓度为5 mg/mL时,BA对羟基自由基的清除能力最强,清除率为95.87%,其IC50为1.603 mg/mL。 (五)微拟球藻正丁醇(BA)相进一步分离纯化及活性检测 (1)微拟球藻正丁醇BA粗提物采用大孔树脂吸附法进行乙醇-水梯度洗脱得BA I、BA II、BA III、BA IV四个组分,抗菌活性检测结果显示,受试浓度为5 mg/mL时,BA I抗菌活性最好,对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有较好的抑菌效果,最大抑菌圈为4 mm。羟基自由基清除实验结果显示,BA I清除效果最好,其IC50值为0.716 mg/mL,浓度为5 mg/mL时,清除率为72.65%。 (2)BA I组分采用Sephadex LH-20凝胶柱层析法进行分离纯化,最终得到BA I-1.1,高效液相色谱检测其相对纯度为91.3%,经核磁氢谱和碳谱检测分析其化学结构为为δ-戊内酰胺。