【摘 要】
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椰子(Cocos nucifera L.)产业是海南的重要支柱产业之一,然而其发展还不完善、综合利用程度不高。老椰子水因颜色和风味不适合直接饮用或加工成饮料,故而在生产加工过程中通常被当作废弃物排放,既浪费资源,又污染环境。基于此,探寻合适的老椰子水生物转化方法能够解决限制椰子产业发展的“卡脖子”问题。本文以老椰子水为发酵基质,利用斯达酵母发酵生产胞外多糖(LSEP),并研究该胞外多糖的结构、理化
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椰子(Cocos nucifera L.)产业是海南的重要支柱产业之一,然而其发展还不完善、综合利用程度不高。老椰子水因颜色和风味不适合直接饮用或加工成饮料,故而在生产加工过程中通常被当作废弃物排放,既浪费资源,又污染环境。基于此,探寻合适的老椰子水生物转化方法能够解决限制椰子产业发展的“卡脖子”问题。本文以老椰子水为发酵基质,利用斯达酵母发酵生产胞外多糖(LSEP),并研究该胞外多糖的结构、理化特性、流变学性质和体外生物相容性。所得结果如下:(1)凝胶渗透色谱(GPC)分析显示,LSEP的分子量为401.8 k Da,主要由盐酸氨基半乳糖(1.4%)、L-阿拉伯糖(34.6%)、盐酸氨基葡萄糖(7.15%)和D-半乳糖(55.47%)四种单糖所组成,甲基化分析结果显示LSEP构型中的糖苷键类型为Araf-(1→(16.4%)、→5)-Araf-(1→(2.2%)、Galp-(1→(4.1%)、→3)-Galp-(1→(29.6%)、→6)-Galp-(1→(4.3%)和→3,6)-Galp-(1→(43.5%)。核磁共振波谱分析(HSQC、HMBC和~1H-~1H COSY)显示LSEP的主链是由α-L-Araf-1→6)-β-D-Galp-(1→3)-β-D-Galp-(1→5)-α-L-Araf-(1→所构成,而β-D-Galp-(1→6)-β-D-Galp-(1→3)-β-D-Galp-(1→作为支链连接在→3)-β-D-Galp-(1→残基的C-3处。LSEP的链骨架为疏松多孔的交联网状结构,含有大量的分子间氢键,具有半结晶性(60.48%)。热重(TG)分析显示,LSEP的失重分两个阶段进行,其热稳定温度大约为253.5℃。持水能力(WHC)与持油能力(OHC)分析显示,LSEP的WHC为2.10 g/g,OHC为12.89 g/g。(2)体相流变性能分析结果表明,LSEP水溶液的粘度与LSEP的浓度呈正相关,其具有典型的剪切稀化现象,是一种假塑性流体。同时,LSEP的水溶液表现出弱凝胶性,并且凝胶性能的强弱与LSEP的浓度呈正相关。此外,G′和G′′均只表现出较低的频率依赖性,表明LSEP水溶液的粘弹性取决于G′和G′′的相对大小。(3)界面吸附及膨胀流变性能研究表明,LSEP在中链甘油三酯(MCT)-水界面的吸附很好地降低了界面张力,并且吸附过程中的渗透和重排主要受浓度影响。吸附过程分析表明,LSEP浓度为0.4%时在MCT-水界面有最强的分子间相互作用、渗透和重排作用。同时,该浓度下膨胀粘弹模量(E)最大,也表明此时的分子间相互作用最强。利萨如曲线(Lissajous plots)分析表明,浓度会影响LSEP分子间的面内相互作用,降低界面微观结构的面内黏聚力,影响界面应变软化或硬化行为。(4)生物相容性分析结果表明,LSEP不会对来自小鼠皮下结缔组织的成纤维细胞(L929)产生毒性伤害,对细胞的正常繁殖扩增、DNA的合成进程均没有明显影响,同时也不会导致细胞发生程序性死亡。
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