羧甲基低聚异麦芽糖制备及生理活性研究
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摘要
植物病害生物防治一直是农业研究的热点。低聚异麦芽糖是无毒、无任何副作用，不被微生物分解利用，易被动植物吸收和运输，可发酵规模化生产，是成本低廉的优良载体，故本论文以低聚异麦芽糖为原料，在研究其抑菌作用及成膜作用的基础上，对其进行化学修饰，在其自由碳上引入“-COO~(-1)”。经正交试验筛选得最优改性条件为：氯乙酸：低聚糖=4∶1，NaOH含量为40％，反应温度25℃，反应时间6h，含水量50％。研究了改性低聚异麦芽糖的各生理活性：吸湿率比低聚异麦芽糖提高93％，保湿率比低聚异麦芽糖提高160％；对柑桔青霉菌、西瓜枯萎、大豆炭疽菌、粉红聚端孢、茄褐斑菌、番茄叶芽枝霉菌、立枯丝核菌等7种病原真菌有明显抑菌作用，抑菌圈直径约1.5—2.7cm。10％的改性低聚糖溶液成膜后可完全抑制上述7种病原真菌的生长，而对灰霉菌抑制率大于50％；取代度为0.79的改性低聚异麦芽糖对氧自由基的清除率达32.61％，对氢自由基清除率达39.63％；应用于冷库猕猴桃灰霉病防治，能有效抑制灰霉病，提高猕猴桃硬度，延长保鲜时间，防治效果可达75.5％。
The agriculture study has been focused on biocontrol of plant disease for a long time. Isomaltooligosaccharides(shorten for IMO) is a wonderful carrier. It is innocuity and no side-effect, at the same time, it can not be degraded by microorganism, further more, the cost of scale-up fermentation is quit low. Considering all of these, we choose IMO as material. We modified IMO after studying its inhibition and properties for membrane. The result of experimentation is as follows: ClCH2COOH: IMO =4:1,the content of NaOH is 40%, the reaction temperature is 25C,the reaction time is 6h and the content of water is 50%. Later on , we studied the physiological activities of this modified IMO: The moisture-absorption and moisture-retention are increased 93%and 160% respectively; The inhibition to 7 fungi is much in evidence. These fungi can not grow on the membrane of modified IMO at 10%concentrtion, but to Botrytic cinerea , the inhibition effect is higher than 50%;The modified IMO with 0. 79 substitute degree can sca
venge oxygen free radical 32. 61%and hydroxyl free radical 39. 63%;Applying to Chinese goosebeery biocontrol, it can inhibit Botrytic disease, improve the fruit' s hardness and prolong the green time. The biocontrol effect can be 75. 5%.
The agriculture study has been focused on biocontrol of plant disease for a long time. Isomaltooligosaccharides(shorten for IMO) is a wonderful carrier. It is innocuity and no side-effect, at the same time, it can not be degraded by microorganism, further more, the cost of scale-up fermentation is quit low. Considering all of these, we choose IMO as material. We modified IMO after studying its inhibition and properties for membrane. The result of experimentation is as follows: ClCH2COOH: IMO =4:1,the content of NaOH is 40%, the reaction temperature is 25C,the reaction time is 6h and the content of water is 50%. Later on , we studied the physiological activities of this modified IMO: The moisture-absorption and moisture-retention are increased 93%and 160% respectively; The inhibition to 7 fungi is much in evidence. These fungi can not grow on the membrane of modified IMO at 10%concentrtion, but to Botrytic cinerea , the inhibition effect is higher than 50%;The modified IMO with 0. 79 substitute degree can sca
venge oxygen free radical 32. 61%and hydroxyl free radical 39. 63%;Applying to Chinese goosebeery biocontrol, it can inhibit Botrytic disease, improve the fruit' s hardness and prolong the green time. The biocontrol effect can be 75. 5%.
引文
1．郑建仙，耿立萍。功能性低聚糖析论[J]。食品与发酵工业，1997，23(1)：39～46。
2．尤新。功能性发酵制品[M]．北京：中国轻工业出版社，2000。
3．毕金峰，刘长江。低聚异麦芽糖的特性及其应用[J]。粮油食品科技，2002，10(5)：42～44。
4. Jong W.Y. et al. Continuous Production of Isomaltooligosaccharides from Maltose Syrup by Immobilized Cells of Permeabiliaed Aureobasidium Puiiuians [J]. Biotechnology Letters, 1994, 16(11):1145～1150.
5．金其荣，徐勤。异麦芽低聚糖(寡糖)性质及生产与应用[J]。淀粉与淀粉糖，1996，3：5～9。
6. Kuriki T. Yanase M, et al.. A new way of Producing Isomaltooligosacchariole Syrup by Using the Transglysosylation Reaction of Eopullulanase [J]. Applied and Environmental Microbiology, 1994, 59(4):953～959.
7. Chen Bicheng, Hu Zhixiang. Studies on Isomaltooligosauharides Production by transglucosidase from Aspergillus Cinamonmous Schicnmann[J]. Food and Fermentation Industries, 1999,25(4):1～4.
8．郑建仙主编。低能量食品[M]。北京：中国轻工业出版社，2001。
9．郑建仙。功能性甜味剂[M]。北京：中国轻工业出版社，1997。
10．杨海军。低聚异麦芽糖的生理功能及其在食品工业中的应用[J]。中国食品添加剂，2001，4，43～44。
11．李茂龄。低聚异麦芽糖的生现功能研究[J]。中国食品添加剂，2002，2，37～39。
12．许晨，卢灿辉，丁马太。壳聚糖季铵盐的合成及结构表征[J]。功能高分子学报，1997，10(1)：51～55。
13. Davise D H, Elson C M, etal., chitin and New York, 1989.
14. Naggi A M, Iorri G O, etaal., Chitin in Nature and Technology Plemum Press; New York and London, 1986.
15. Muzzarelli R A A. Chitin. Oxford: Pergamon Press, 1977.
16．许晨，卢灿辉，丁马太。醇溶性壳聚糖衍生物合成及结构表征[J]。水处理技术，1997，23(5)：266～270。
17. Thomas C, etal., Ger. Offean. GE3912122.
18. Kurita K, Chitin Nature and Technology Plenum Press, New York and London, 1986.
19．吴根，罗人明，赵耘挚。丙烯酰胺该性壳聚糖的制备[J]。化学世界，2001，2：90～92。
20. Muzzarelli RAA, Tanfcmi F, etal,. Carbolydr. Res. 1982,107:199.
21. Hirano S, Matsads N, etal., Carbolydr. Res, 1979,71～344.
22．赵玉清，刘学江，李惠艳。巯基化壳聚糖的制备及水果保鲜。食品科学，2000，23(3)：142～144。
23. Chihara G, Hamura J, Maeda Y etal., Autitumor polysaccharide derived chemically from natural glucan(pachyman), Nature, 1970:943～944.
24．石清东，蒋光明。二次碱化法制备羧甲基茯苓多糖。天然产物研究与开发，1996，8(2)：78～81。
25．陈春霞。羧甲基茯苓多糖的看肿瘤活性与免疫效应。食用菌学报，2001，8(3)：39～44。
26．陈春霞。羧甲基茯苓多糖的生理活性。中国食用菌，1990，9(4)：12～14。
27．赵吉福，么雅娟，陈英杰等。磺酰化新茯苓多糖的制备及抗肿瘤作用。沈阳药科大学学报，1996，13(2)：125～128。
28. Hamuro J, Yamashita Y, Ohsaka Y, etal., Carboxy-methylpachymaran, a new water soluble polysacoharide with marked antilumour activity. Nature,1971, 233:486.
29．尉芹，马希汉，陈本文等。几种改性魔芋葡甘聚糖的生产工艺及其性能的研究。西北农林学院等报，1996，(1)：86～90。
30．尉芹，宁德鲁，陈海云等。苯甲酸对魔芋精粉化学改性的初步研究[J]。云南林业科技，1998，(2)：53～57。
31．贾成禹，陈素文，等。魔芋葡甘露聚糖研究。生物化学杂志，1988，4(5)：407～413。
32. Ito M. Baba M. Sato A, Pauwels R De Clercq E, Shigeta S. Inhibitory effect of dextran sulfate and heparin on the replication of human immunedeficency virus (HIV) in vitro[J]. Antiviral Res. 1987, 7:361～367.
33. Wagner WH. Hoe/Bay 946 a new compound with activity against the AIDS virus[J]. Arzneim. Forsch/Drug Res. 1989, 39:1～9.
34．张惟杰。糖复合物生化研究技术[M]。浙江大学出版社，1994。
35．许时婴，钱和。魔芋葡甘露聚糖的化学结构与流变性质。无锡轻工学院学报，1991，10(1)：1～12。
36．沈悦玉，杨湘庆。魔芋胶的特性和魔芋凝胶食品。食品科学，1995，16(6)：14～19。
37．杨敏，蒙义文。魔芋低聚糖硫酸酯的制备及抗病毒活性研究[J]。天然产物研究与开发，2001，14(1)：17～20。
38．李斌，谢笔钧，任熙儒。魔芋葡甘聚糖的羧甲基化改性及其应用研究[J]。西部粮油科技，2002，3，29～32。
39．刘惠君，胡慰望，谢笔钧 魔芋葡甘聚糖与丙烯酸丁酯接枝共聚反应[J]．食品科学，1998，19(11)：50～52。
40．胡耀星，谢笔钧，胡慰望 魔芋葡甘聚糖与马来酸酐酯化反应的研究[J]．食品科学，1992，13(4)：5～10。
41．余若海，谢笔钧，胡慰望 魔芋葡甘聚糖 丙烯腈接枝共聚反应的研究[J] 天然产物研究与开发，1990，2(2)：46～50。
42．张昌军，杨志孝，于敏 新型絮凝剂魔芋葡甘聚糖磷酸酯的研制与应用[J] 化学世界，1994，(2)：83～84。
43．中国食品添加剂生产应用工业学会 食品添加剂手册[M]。中国轻工业出版社，北京 1999。
44．凌关庭，天然食品添加剂手册[M]。化学工业出版社，北京 2000。
45．沈金玉等。蔗糖多酯及其开发应用[J]。中国食品用化学品，1997，3，29～30。
46．梁智，蔗糖衍生物中的食品添加剂[J]。中国食品添加剂，2002，3，50～53。
2．尤新。功能性发酵制品[M]．北京：中国轻工业出版社，2000。
3．毕金峰，刘长江。低聚异麦芽糖的特性及其应用[J]。粮油食品科技，2002，10(5)：42～44。
4. Jong W.Y. et al. Continuous Production of Isomaltooligosaccharides from Maltose Syrup by Immobilized Cells of Permeabiliaed Aureobasidium Puiiuians [J]. Biotechnology Letters, 1994, 16(11):1145～1150.
5．金其荣，徐勤。异麦芽低聚糖(寡糖)性质及生产与应用[J]。淀粉与淀粉糖，1996，3：5～9。
6. Kuriki T. Yanase M, et al.. A new way of Producing Isomaltooligosacchariole Syrup by Using the Transglysosylation Reaction of Eopullulanase [J]. Applied and Environmental Microbiology, 1994, 59(4):953～959.
7. Chen Bicheng, Hu Zhixiang. Studies on Isomaltooligosauharides Production by transglucosidase from Aspergillus Cinamonmous Schicnmann[J]. Food and Fermentation Industries, 1999,25(4):1～4.
8．郑建仙主编。低能量食品[M]。北京：中国轻工业出版社，2001。
9．郑建仙。功能性甜味剂[M]。北京：中国轻工业出版社，1997。
10．杨海军。低聚异麦芽糖的生理功能及其在食品工业中的应用[J]。中国食品添加剂，2001，4，43～44。
11．李茂龄。低聚异麦芽糖的生现功能研究[J]。中国食品添加剂，2002，2，37～39。
12．许晨，卢灿辉，丁马太。壳聚糖季铵盐的合成及结构表征[J]。功能高分子学报，1997，10(1)：51～55。
13. Davise D H, Elson C M, etal., chitin and New York, 1989.
14. Naggi A M, Iorri G O, etaal., Chitin in Nature and Technology Plemum Press; New York and London, 1986.
15. Muzzarelli R A A. Chitin. Oxford: Pergamon Press, 1977.
16．许晨，卢灿辉，丁马太。醇溶性壳聚糖衍生物合成及结构表征[J]。水处理技术，1997，23(5)：266～270。
17. Thomas C, etal., Ger. Offean. GE3912122.
18. Kurita K, Chitin Nature and Technology Plenum Press, New York and London, 1986.
19．吴根，罗人明，赵耘挚。丙烯酰胺该性壳聚糖的制备[J]。化学世界，2001，2：90～92。
20. Muzzarelli RAA, Tanfcmi F, etal,. Carbolydr. Res. 1982,107:199.
21. Hirano S, Matsads N, etal., Carbolydr. Res, 1979,71～344.
22．赵玉清，刘学江，李惠艳。巯基化壳聚糖的制备及水果保鲜。食品科学，2000，23(3)：142～144。
23. Chihara G, Hamura J, Maeda Y etal., Autitumor polysaccharide derived chemically from natural glucan(pachyman), Nature, 1970:943～944.
24．石清东，蒋光明。二次碱化法制备羧甲基茯苓多糖。天然产物研究与开发，1996，8(2)：78～81。
25．陈春霞。羧甲基茯苓多糖的看肿瘤活性与免疫效应。食用菌学报，2001，8(3)：39～44。
26．陈春霞。羧甲基茯苓多糖的生理活性。中国食用菌，1990，9(4)：12～14。
27．赵吉福，么雅娟，陈英杰等。磺酰化新茯苓多糖的制备及抗肿瘤作用。沈阳药科大学学报，1996，13(2)：125～128。
28. Hamuro J, Yamashita Y, Ohsaka Y, etal., Carboxy-methylpachymaran, a new water soluble polysacoharide with marked antilumour activity. Nature,1971, 233:486.
29．尉芹，马希汉，陈本文等。几种改性魔芋葡甘聚糖的生产工艺及其性能的研究。西北农林学院等报，1996，(1)：86～90。
30．尉芹，宁德鲁，陈海云等。苯甲酸对魔芋精粉化学改性的初步研究[J]。云南林业科技，1998，(2)：53～57。
31．贾成禹，陈素文，等。魔芋葡甘露聚糖研究。生物化学杂志，1988，4(5)：407～413。
32. Ito M. Baba M. Sato A, Pauwels R De Clercq E, Shigeta S. Inhibitory effect of dextran sulfate and heparin on the replication of human immunedeficency virus (HIV) in vitro[J]. Antiviral Res. 1987, 7:361～367.
33. Wagner WH. Hoe/Bay 946 a new compound with activity against the AIDS virus[J]. Arzneim. Forsch/Drug Res. 1989, 39:1～9.
34．张惟杰。糖复合物生化研究技术[M]。浙江大学出版社，1994。
35．许时婴，钱和。魔芋葡甘露聚糖的化学结构与流变性质。无锡轻工学院学报，1991，10(1)：1～12。
36．沈悦玉，杨湘庆。魔芋胶的特性和魔芋凝胶食品。食品科学，1995，16(6)：14～19。
37．杨敏，蒙义文。魔芋低聚糖硫酸酯的制备及抗病毒活性研究[J]。天然产物研究与开发，2001，14(1)：17～20。
38．李斌，谢笔钧，任熙儒。魔芋葡甘聚糖的羧甲基化改性及其应用研究[J]。西部粮油科技，2002，3，29～32。
39．刘惠君，胡慰望，谢笔钧 魔芋葡甘聚糖与丙烯酸丁酯接枝共聚反应[J]．食品科学，1998，19(11)：50～52。
40．胡耀星，谢笔钧，胡慰望 魔芋葡甘聚糖与马来酸酐酯化反应的研究[J]．食品科学，1992，13(4)：5～10。
41．余若海，谢笔钧，胡慰望 魔芋葡甘聚糖 丙烯腈接枝共聚反应的研究[J] 天然产物研究与开发，1990，2(2)：46～50。
42．张昌军，杨志孝，于敏 新型絮凝剂魔芋葡甘聚糖磷酸酯的研制与应用[J] 化学世界，1994，(2)：83～84。
43．中国食品添加剂生产应用工业学会 食品添加剂手册[M]。中国轻工业出版社，北京 1999。
44．凌关庭，天然食品添加剂手册[M]。化学工业出版社，北京 2000。
45．沈金玉等。蔗糖多酯及其开发应用[J]。中国食品用化学品，1997，3，29～30。
46．梁智，蔗糖衍生物中的食品添加剂[J]。中国食品添加剂，2002，3，50～53。