关键词:
珠芽魔芋葡甘低聚糖
制备
性质
黄曲霉毒素B1
吸附
摘要:
珠芽魔芋(Amorphophallus Bulbifer)作为魔芋新品种,因具有繁殖系数大、产量高、抗性强等特点,体现出明显的种植及栽培优势。目前对珠芽魔芋的研究主要集中在其生物学特性、引种和驯化、组织培养和繁育栽培等方面,对其含有的魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,KGM)的性质和深度开发利用的研究较少,关于珠芽魔芋葡甘低聚糖(Bulbifer oligo-glucomannan,BOGM)性质的研究报道却没有。霉菌毒素对作物饲料的污染是全球性问题,对毒素的脱毒方法主要有物理、化学、生物法,其中使用最多、最成熟的是物理吸附法。本文以珠芽魔芋粉为材料,采用半干酶解法制备BOGM,研究并优化了半干酶法制备BOGM的工艺条件。分析了所得BOGM的低聚糖组成,并对BOGM的理化性质进行研究,为其进一步的应用提供理论依据。通过对黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)的体外吸附实验以及动物实验,研究BOGM是否可作为吸附AFB1的吸附剂,对比KGM、酵母细胞壁提取物(Yeast Cell Wall Extract),得出对AFB1吸附能力的大小,提供一种无毒无害的AFB1吸附剂。本论文研究的结果如下:***制备工艺研究以珠芽魔芋粉为原料,通过单因素实验以及响应面优化实验,得出BOGM制备的优化工艺条件:酶添加量1614 U/g,酶解时间为3.19 h,固液比为1:1.73,酶解温度55℃,缓冲液pH为6.0,此时珠芽魔芋粉水解率为50%,BOGM得率为39.96%。利用Design Expert 8.05软件、采用Box-Behnken设计原理,得出珠芽魔芋粉水解率的回归方程(Y=53.57+3.58A+1.28B+2.62C-0.69AC-1.39A2-0.97C2)。通过响应分析图得出各因素对珠芽魔芋粉水解率的影响程度大小依次为β-甘露聚糖酶添加量>固液比>酶解时间,根据方差分析以及响应分析图,得出β-甘露聚糖酶添加量与固液比对珠芽魔芋粉水解率影响的交互作用明显,酶添加量与酶解时间、固液比与酶解时间的交互作用不明显。珠芽魔芋粉水解率随β-甘露聚糖酶添加量的增加、酶解时间的增加、固液比的减小而升高。***的理化性质及结构研究BOGM溶于水、不溶于体积浓度在60%以上的乙醇溶液,且在20%、40%体积浓度的乙醇溶液中的溶解度(25℃)分别为41.33%、22.63%。BOGM的白度比珠芽魔芋粉、酵母细胞壁提取物高,样品呈弱酸性,比重为0.80 g/mL,具有很强的吸湿性。不同浓度的BOGM的水溶液,其粘度都随温度的上升而下降。不同的pH条件下,BOGM的美拉德反应程度均随时间的延长而加深,与pH=4.5时相比,在pH=6.5时,BOGM的美拉德反应的着色度更深,且不同pH条件的着色度均比白糖的着色度深。在抑制淀粉的老化实验中,BOGM对淀粉老化的抑制程度随其添加量的增多而增大。制备的BOGM时间飞行质谱分析表明,从相对分子为381.1到1515.5包含2~9糖,其中4、5、6糖的含量较高(4糖含量最多),2、3、7、8、9糖含量较少(9糖含量最少)。经红外光谱分析,与珠芽魔芋粉相比,BOGM的基本结构没有改变,通过分析低聚糖的相应特征峰,推测其为吡喃型低聚糖。3.对AFB1的吸附能力1)体外吸附:对AFB1的体外吸附实验表明,在不同的pH(pH=3.0、pH=6.5)条件下,BOGM、KGM、酵母细胞壁提取物(三种吸附剂的添加量均为0.2%)对AFB1的吸附能力不同,pH在6.5时,不同的吸附剂对AFB1的吸附能力更大。在相同的pH条件下,不同吸附剂对AFB1的吸附能力的大小依次为BOGM>酵母细胞壁提取物>KGM。其中在pH=6.5时,BOGM对AFB1的吸附能力最强,达到81.50%。2)动物实验:以BOGM、KGM以及酵母细胞壁提取物作为毒素吸附剂,将小鼠随机分为7组,分别为空白组(只喂养基础饲料,K组),阳性对照组(基础饲料中添加AFB1,AFB1组),实验组:BOGM的低、中、高剂量组(基础饲料中添加AFB1并分别添加0.1%、0.2%、0.3%的BOGM,分别记为B1组,B2组,B3组),KGM组(基础饲料中添加AFB1以及0.2%的KGM,KGM组),酵母细胞壁提取物组(基础饲料中添加AFB1以及0.2%的酵母细胞壁提取物组,J组)。喂养结束后,AFB1组雌雄鼠的肝脏、肾脏、脾脏以及胸腺均有不同程度的肿胀,在实验组的饲料中添加吸附剂后,减轻了小鼠器官的肿胀情况,缓解了毒素对器官的损伤。在对小鼠血清的检测中,AFB1组的小鼠血清中的总蛋白、白蛋白含量较空白组均显著性降低(P<0.05),乳酸脱氢酶(LDH)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性较空白组均显著升高,超氧化物