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南瓜(Cucurbita)是一种具有显著经济价值和保健作用的蔬菜作物,南瓜多糖是南瓜中重要的生物活性物质,具有降血糖、抗氧化、抗肿瘤、降血脂等功效。本文以本实验室多年来收集并纯化的南瓜自交系为研究对象,以功能型南瓜品种的选育为最终目标,对南瓜多糖的提取、分离、纯化工艺进行优化,并对不同南瓜品种(系)多糖和不同温度连续提取南瓜多糖组分的理化性质深入研究,得到如下结论:1.南瓜多糖提取、分离纯化工艺的优化(1)影响南瓜水溶性多糖提取率的因素主要有:料液比、浸提时间、温度、提取次数。在单因素实验的基础上,结合正交实验对南瓜多糖的提取工艺进行优化。结果表明影响热水提取南瓜多糖提取率的因素顺序为:时间＞温度＞料液比＞提取次数。热水提取南瓜多糖的最佳工艺为:料液比1:40,70℃水浴,浸提4h,提取2次。(2)最佳醇沉工艺为:浓缩液与95%乙醇体积比为1:3。(3)最佳Sevage法脱蛋白工艺为:提取液与氯仿-正丁醇溶液体积比为2:1,振荡20min,重复6次。2.不同南瓜品种多糖的理化性质选取四个(代号为品系1、2、3、4)本实验室多年选育的南瓜新品系和一个(代号为5)市场主销品种“蜜本”为研究对象。品系1和品系2是甜度低,口感脆类型南瓜,而品系3、4和市购品种5是甜度高,口感粉类型南瓜。将从品系1、2、3、4和品种5中提取、分离纯化的水溶性多糖分别命名为PX1、PX2、PX3、PX4和PZ5,对五个南瓜品种(系)多糖的理化性质进行研究得出以下结论:(1)PX1、PX2、PX3、PX4和PZ5提取率分别为1.02%、1.13%、1.49%、1.32%和1.69%;中性糖含量依次为23.58%、22.41%、24.51%、24.03%和35.83%:而糖醛酸含量最高的是PX1,达56.49%,最低的是PZ5仅有33.21%。从实验结果可知,甜度高的南瓜品种多糖提取率和中性糖含量要高于甜度低的品种,但是甜度高的南瓜品种其糖醛酸含量并不一定是高的。(2)五个南瓜品种(系)多糖主要有L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖和D-半乳糖组成,PX3、PX4和PZ5还含有少量的D-甘露糖。从各个品种(系)的多糖单糖摩尔比可知,PX1、PX2、PX3和PX4单糖组成以L-阿拉伯糖和D-半乳糖为主。而PZ5单糖含量最多的是D-葡萄糖,这说明不同南瓜品种多糖的单糖组成存在差异。(3)红外图谱分析可知,PX1、PX2、PX3、PX4和PZ5都具有多糖的特征吸收峰,南瓜多糖以呋喃环和吡喃环存在,糖苷键有α型。(4)通过对五个南瓜品种(系)多糖溶液的黏度测定可知,南瓜多糖溶液具有聚电解质效应,PX1、PX2、PX3、PX4和PZ5的特性黏数[η]分别为74.29、60.57、85.77、15.82和34.59。从而推测各品种黏均分子量大小顺序为Mpx3＞Mpx1＞Mpx2＞Mpz5＞Mpx4。(5)五个南瓜品种(系)多糖对羟基自由基都具有清除作用,并且随着多糖浓度的增大,其清除能力增强,即存在剂量效应。当浓度为3mg/ml时,清除效果最好的是PX4,达到68.87%。最差的是PX1,仅有45.91%。(6)五个南瓜品种(系)多糖都具有清除超氧阴离子自由基的作用,当多糖浓度达到5mg/ml时,PX1、PX2、PX3、PX4和PZ5的清除率分别为14.35%、13.43%、16.67%、14.81%和13.89%.(7)通过对五个南瓜品种(系)多糖的抗氧化性研究表明,PX3、PX4具有强的抗氧化性,因此品系3和4是很好的功能性南瓜育种材料。3.不同温度连续提取南瓜多糖组分的理化性质本文首次对不同温度连续提取南瓜多糖组分的性质进行了系统研究。在20℃、40℃、60℃和80℃水浴条件下连续提取南瓜多糖,获得四个水溶性多糖组分PP1、PP2、PP3和PP4。通过对它们的组成和性质研究得到以下结论:(1)提取率最高的是PP1,中性糖含量最高的也是PP1,而糖酸酸含量最高的是PP4,这说明糖酸酸随着提取温度的升高其溢出量增加。(2)四个南瓜多糖组分的单糖主要有L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖和D-半乳糖,其中PP1、PP2、PP3以L-阿拉伯糖和D-半乳糖为主,含量最高的都是D-半乳糖。而PP4以L-鼠李糖和D-半乳糖为主,含量最高的是L-鼠李糖。(3)四个组分的水溶液具有聚电解质效应。PP1、PP2、PP3和PP4的特性黏数[η]分别为45.54、115.76、、120.62和155.42。可推测各组分黏均分子量大小顺序为PP4＞PP3＞PP2＞PP1,这说明温度是对多糖进行分级的有效方法,温度越高提取出来的组分的分子量越大。(4)四个组分具有清除羟基自由基的能力,并随着剂量的增大清除能力增强,其中清除效果最好是PP1,清除超氧阴离子自由基能力也存在剂量效应,清除效果最好的也是PP1。(5)从小鼠体外抗氧化实验可知,四个南瓜多糖组分对小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化有抑制作用。随着南瓜多糖浓度的增大,抑制能力逐渐增强。能力最强的是PP1。四个南瓜多糖组分对小鼠肝线粒体肿胀有减轻作用。其中效果最明显的是PP1。(6)从四个组分的抗氧化活性实验结果可知,在低温条件下提取的PP1的活性最好,这说明南瓜多糖活性成分在低温条件下提取就可以获得。本文的创新点是对两类具有代表性的南瓜品种多糖的理化性质进行研究,为今后功能性南瓜品种的选育提供实验基础和理论依据,并首次对不同温度连续提取南瓜多糖组分的组成和理化性质进行研究,为研究南瓜多糖探索一条新的途径。