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剑麻是世界上最早种植的纤维植物之一,但是新鲜剑麻叶片中纤维含量仅占约5%,所以剑麻纤维生产过程中会产生大量的废弃麻渣。如果将这些麻渣随意丢弃,不仅污染环境,而且也造成大量宝贵资源的浪费。近几十年来,多糖由于拥有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、免疫调节、降糖降脂等众多生物活性,吸引了很多研究人员的目光,但是迄今为止,还没有关于剑麻多糖的研究报道。本课题从废弃麻渣中提取分离剑麻多糖,并对其进行结构鉴定、化学修饰及部分生理活性研究,主要研究内容与结论如下:以抽取纤维后的废弃剑麻渣为原料,采用经典的水提醇沉和Sevag法脱蛋白,得到剑麻粗多糖CSP,多糖得率2.49%,糖含量59.36%,蛋白含量1.62%。粗多糖CSP经DEAE-Celluose纤维素柱色谱脱色分离后,得到三个主要含糖部分一CSP1、CSP2和CSP3,分别来自水洗脱部位以及0.3 M NaCl 和 0.4 M NaCl 洗脱部位。将 CSP1、CSP2 和 CSP3 经Sephacryl S-300HR凝胶柱多次纯化后得到三个精制的剑麻多糖SP1、SP2和 SP3。考查了剑麻多糖的提取工艺,最终得出的水提剑麻多糖的最佳参数为:提取温度85℃、提取时间3.0 h、料液比1:20、提取次数2次。在此最佳提取条件下,剑麻多糖得率为2.49%。考查了 Sevage法脱蛋白次数对蛋白质去除率和多糖回收率的影响。研究发现,随着脱蛋白次数的增加,蛋白质去除率在增高,但随之而来的是多糖回收率的下降,因此综合考虑后脱蛋白次数选择7次。采用红外、紫外、核磁共振波谱、气质连用和液相色谱技术,结合部分酸水解、高碘酸氧化和Smith降解以及甲基化分析对三种剑麻多糖进行了结构鉴定。SP1 的平均分子量约为 11800 Da,由 Gal、Glc、Man、Rha、GalA 和Ara 以 3.0:2.4:1.4:1.0:0.2:0.2 的摩尔比组成。其主链由 1,4-β-D-Galp、1,3-β-D-Glcp、1,3-α-D-Manp 和 1,2-α-L-Rhap残基以 3:1:1:1的摩尔比组成。主链上部分鼠李糖、葡萄糖和甘露糖残基被分支,1个单一的1-β-D-Arap残基或1-α-D-GalpA残基通过1,2-α-L-Rhap上的O-4位链接到主链上。一个由1-β-D-Glcp和1,3-β-D-Glcp残基组成的二糖支链通过葡萄糖残基上的O-4位链接到主链上。甘露糖残基在O-4位被1,3-β-D-Manp残基取代,后者在O-3位被一个1-β-D-Arap残基或1个1-α-D-GalpA残基取代。SP2的平均分子量约为9200Da,由Rha、GalA、Gal、Ara和Glc以1.8:1.7:1.0:0.2:0.2的摩尔比组成。其主链由交替的1,2-α-L-Rhap残基和l,4-α-D-GalpA 残基组成。由 1-β-D-Galp 和 1,4-β-D-Galp 残基组成的二糖支链通过1,2-α-L-Rhap残基的O-4位链接到主链上。另外,这个二糖支链上的部分1-β-D-Galp残基的O-4位上链接有1,5-α-L-Araf和1-β-L-Arap残基。SP3 的平均分子量约为 16700Da,由 Rha、GalA、Gal、Man、Glc 和Xyl以1.7:1.0:1.1:0.1:0.2:0.1的摩尔比组成。其主链由交替的1,2-α-L-Rhap、1,4-α-D-GalpA和1,4-α-D-Galp残基以7:3:4的摩尔比组成。SP3主链上的鼠李糖残基中约有25%被分支,1个单一的甘露糖残基或1个单一的木糖残基通过1,2-α-L-Rhap上的O-4位链接到主链上,二者的摩尔比是1:1。同时,SP3主链上的半乳糖残基中约有46%被分支,1个单一的1-β-D-Galp残基通过1,4-β-D-Galp上的O-2位链接到主链上。另外,还有一点需要指出,部分半乳糖残基的O-2位上的羟基被甲氨基取代。考查并确定了磷酸化多糖的合成工艺:以多糖为原料,以三氯氧磷为磷酰化试剂,以磷酸三甲酯和乙腈做溶剂,反应过程中用吡啶调节pH约为6。反应终止后,抽滤,沉淀部分用水溶解后对水透析48h,然后将透析液浓缩后冷冻干燥,即可得到剑麻多糖的磷酸化衍生物。通过单因素实验和正交实验设计考查了合成磷酸化多糖的最佳工艺条件,在反应温度50℃、反应时间3.0 h、三氯氧磷与剑麻多糖的液固比为3:1的条件下,可得到磷含量为12.75%的磷酸化剑麻多糖。对合成的磷酸化剑麻多糖进行了红外表征。通过比较剑麻多糖磷酸化修饰前后的红外谱图可知,剑麻多糖磷酸化修饰后其本身的结构没有被破坏,但是在1253.88 cm-1和1090.25 cm-1处多了 P=O伸缩振动和P-O-C伸缩振动两个特征吸收带,表明对剑麻多糖的磷酸化修饰已成功。ConA诱导的T-淋巴细胞免疫增殖实验结果表明,剑麻多糖SP2有T-细胞增殖活性,且其增殖活性成剂量依赖关系。中等磷含量的磷酸化剑麻多糖MPSP有明显的免疫抑制活性,但其免疫抑制活性与浓度之间的关系不是很有规律。其余受试样品SP1、SP3、LPSP和HPSP则随浓度不同出现不同的免疫活性,部分浓度则无免疫调节效应。因此可认为SP1、SP3、LPSP及HPSP没有免疫活性。DPPH自由基和羟基自由基清除能力实验结果表明,剑麻多糖及其衍生物都对DPPH自由基和羟基自由基有清除能力,而且它们的清除能力随样品浓度升高而增加,但是它们的清除能力都远小于抗坏血酸。三个剑麻多糖中SP2的清除能力最强,其次是SP3,SP1最弱,与它们的糖醛酸含量呈正相关,暗示着糖醛酸对于抗氧化活性的表达是有贡献的。剑麻多糖经磷酸化修饰后,其对DPPH自由基和羟基自由基的清除能力明显低于酸性糖SP2和SP3,且其清除能力随磷含量的增加而降低,表明磷酸化修饰不利于抗氧化活性的表达,这可能与磷酸化修饰减少了糖分子中的羟基有关。还原能力实验结果表明,剑麻多糖及其磷酸化衍生物都有还原能力,且它们的还原能力随样品浓度的增加而增强,但是它们的还原能力都远小于抗坏血酸。它们的还原能力从大到小依次为SP2、SP3、SP1、LPSP、MPSP、HPSP,与它们在清除自由基时表现出的清除能力吻合,表明抗氧化剂的还原能力可能对它的自由基清除能力有贡献。