微生物降解玉米秸秆多糖结构鉴定及其生物活性研究

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当前,我国产生的玉米秸秆大部分都被当做废弃物丢弃,不仅浪费资源,而且污染环境。玉米秸秆具有很好的生物转化前景,可用于多种用途,实现资源的有效利用。本研究以玉米秸秆为底物,以发酵液中不接入菌群为空白组,接入7#菌群为实验组,采用乙醇沉淀法分别得到粗多糖记作(空白组多糖)P0和(实验组多糖)P1,对两种多糖的结构进行分析,并研究探索两者的抗氧化性、降血糖两种生物活性,空白组多糖P1经分离纯化(阴离子交换柱、透析袋透析、葡聚糖凝胶G-100柱三步骤)得P2,对纯化多糖P2结构进行分析。研究结果如下:(1)P0和P1的生物活性(抗氧化、降血糖)对比研究:DPPH自由基清除试验显示:P0的清除能力较高,但统计分析p值为0.189,p>0.05,差异不显著。P0和P1在多糖浓度分别为0.2mg/m L和0.4mg/m L时对羟基自由基清除率效果较好,分别达到了39.11%和32.43%,但统计分析p值为0.101,p>0.05,差异不显著。P0和P1在多糖浓度分别为0.8mg/m L和0.4mg/m L时对超氧阴离子自由基清除效果较好,分别为25.89%、21.60%。但统计分析p值为0.541,p>0.05,差异不显著。在多糖浓度为0.8mg/m L时,P0和P1对Fe3+还原力分别为0.692、1.121,统计分析p值为0.005,p<0.05,差异显著。P0相较于P1对ABTS清除效果要强一些,统计分析p值为0.001,p<0.05,差异显著。降血糖活性表明:P0和P1对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制效果几乎一样,统计分析p值接近0,p<0.05,差异显著。(2)玉米秸秆多糖P1相对于P0的结构分析:扫描电镜结果显示P1和P0的结构成块状,但P1比P0的粒径要小;红外光谱分析P1和P0都具有α型和β型糖苷键;原子力显微镜表明P1相对于P0分子高度变小;高效液相分析表明P0和P1主要由甘露糖、核糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、半乳糖、木糖、阿拉伯糖组成,摩尔比分别为14.336:1.951:3.630:25.104:24.533:13.575:13.108和12.692:1.957:3.588:21.660:24.459:16.601:15.595。(3)P2的结构分析:扫描电镜分析表明P2为棒状结构;红外光谱分析表明P2具有β-型糖苷键且属于吡喃环化合物;原子力显微镜分析表明相比于粗多糖,P2直径和分子链高度范围都缩减了;高效液相色谱分析表明P2主要含有甘露糖、核糖、半乳糖醛酸、半乳糖、木糖、阿拉伯糖,其摩尔比为:0.168:0.055:0.231:0.299:0.079:0.103。
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