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虾夷扇贝糖胺聚糖的提取及降血脂活性的研究

更新时间:2009-03-28

虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis) 属软体动物门扇贝科,是我国北方重要的海水养殖贝类品种,其肉质鲜美、营养丰富,尤其干制的扇贝柱更是高档的海产品。苏秀榕等人[1]研究发现虾夷扇贝含有18种氨基酸,其中谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸含量较高。辛世刚等人[2]研究表明扇贝富含K,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu,Co,Mn等对人体有益的微量元素。此外,扇贝还含有丰富的多不饱和脂肪酸,特别是二十碳五烯酸(EPA) 和二十二碳六烯酸(DHA),二者约占多不饱和脂肪酸的73.55%[3]

近年来研究表明,扇贝体内含有氨基多糖、活性肽、多不饱和脂肪酸、维生素、牛磺酸等多种生理活性成分[4]。氨基多糖又称糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAG),是由含氨基己糖和己糖醛酸的重复复合单位聚合形成的长链不分枝多糖,普遍存在于动物组织的细胞外基质中,是细胞间质的重要组成部分[5]。海洋贝类的糖胺聚糖具有抗肿瘤[6-8]、抗凝血[9-11]、抗氧化[12-14]、抗病毒[15-16]、抗疲劳[17]、增强机体免疫力、保护肝损伤等生物活性。虾夷扇贝糖胺聚糖(PYG)是虾夷扇贝的主要生物活性成分,但目前尚没有虾夷扇贝糖胺聚糖降血脂活性的相关研究报道。试验旨在研究虾夷扇贝糖胺聚糖提取过程中各因素的作用,通过响应曲面法确定最优提取工艺条件,并研究虾夷扇贝糖胺聚糖的降血脂活性,试验结果可为有效开发和利用虾夷扇贝资源提供重要的基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料:虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis),购自大连渔大叔海洋食品有限公司,冰柜冷冻备用;木瓜蛋白酶(1∶100 000)、胰蛋白酶(1∶250),购自北京索莱宝科技有限公司;总胆固醇、总甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇测定试剂盒,购自南京建成生物工程研究所;其他化学试剂均为国产分析纯试剂;6~8周雄性昆明小鼠,购自大连医科大学动物实验中心,于通风良好标准养殖条件室内暂养。

仪器:BS-110S型分析天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司产品;UV-1750型紫外分光光度计,岛津仪器(苏州) 有限公司产品;GL-21M型离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司产品;HH-A型数显恒温水浴锅,国华电器有限公司产品;Waters 600E型高效液相色谱仪,美国Waters公司产品;FTS-175C型红外光谱仪,Bio-Rad Win公司产品;ZS-200型自动双重纯水蒸馏器,上海新嘉电子有限公司产品;Multiskan FC型全波长酶标仪,美国Thermo公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 虾夷扇贝糖胺聚糖的提取工艺流程

虾夷扇贝全脏器用组织捣碎机匀浆,木瓜蛋白酶与胰蛋白酶按4∶3比例混合,在45℃,pH值7.5条件下进行酶解,酶解结束后将酶解液煮沸使酶灭活,于10 000 r/min转速下离心10 min,收集上清液进行等电点除杂蛋白,干燥后即为虾夷扇贝糖胺聚糖粗品。通过酶添加量、料液比和酶解时间进行单因素试验后,利用响应面法优化提取工艺,以提取率为评价指标,采用阿利新蓝比色法进行糖胺聚糖含量的测定。

酶解时间对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响见图3。

1.2.2 虾夷扇贝糖胺聚糖提取工艺的单因素试验

选择料液比、酶添加量和酶解时间3个影响因素,设置不同水平,按1.2.1方法提取虾夷扇贝糖胺聚糖,研究其对糖胺聚糖提取率的影响。

本文针对裂隙岩基上修筑土石坝这种特殊渗流区域,根据裂隙系统与连续介质系统交界处节点水头一致的原则,将裂隙系统和连续介质系统的单元传导系数矩阵组集在一起,形成裂隙-连续介质整体耦合渗流刚度矩阵,然后对整体方程求解渗流场。编制了裂隙-连续介质耦合渗流分析程序,算例验证了程序的可靠性。

1.2.3 响应曲面法优化虾夷扇贝糖胺聚糖提取工艺

根据单因素试验结果,利用Box-Benhken响应面法,以虾夷扇贝糖胺聚糖提取率为响应值,在三因素三水平上优化提取条件。酶添加量、料液比、酶解时间3个因素分别用A,B,C表示,并以+1,0,-1代表变量的水平,按照方程对自变量进行编码,用Design expert 8.0软件对试验结果进行数据处理。

进一步的简单效应检验发现,在低收入组,低近邻信任组的平均k值(M=0.28,SD=0.02)会显著高于高近邻信任组而在高收入组,不同信任水平群体间的时间折扣不存在显著差异,另外,分别以对陌生人、亲戚、朋友的信任水平替换近邻信任进行方差分析,均未发现显著交互作用。研究结果支持了研究假设。

响应面试验因素及水平设计见表1。

农村土地“三权分置”的关键是确定土地经营权的法律性质。关于农村土地经营权的性质,目前主要有“物权说”和“债权说”两种观点。“物权说”虽然受到较多学者支持,但在理论、实践和立法层面还存在诸多问题。本文分析农村土地经营权物权化的现实基础和理论困境,并探讨科学配置集体土地所有权、承包权和经营权的制度方案。

 

表1 响应面试验因素及水平设计

  

水平 A酶添加量/% B料液比/g∶mL C酶解时间t/h-1 0 1 1.2 1.5 1.8 1∶3 1∶4 1∶5 2.0 2.5 3.0

1.2.4 虾夷扇贝糖胺聚糖降血脂活性的研究

将72只小鼠随机分成6组,分别为正常组、高血脂模型组、辛伐他丁阳性对照组,虾夷扇贝糖胺聚糖低、中、高剂量组。每天以0.1 mL/10 g·bw灌胃1次,虾夷扇贝糖胺聚糖低、中、高剂量组分别灌胃虾夷扇贝糖胺聚糖100,200,400 mg/kg·d,阳性对照组灌胃辛伐他丁0.2 mg/kg·d,正常组、模型组灌胃等量生理盐水;每次给药约1 h后,除正常组外各组均投放事先配制的高脂饲料,连续给予高脂饲料至试验结束。于末次灌胃后,禁食不禁水24 h后摘除眼球取血,离心得血清,测定血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)含量。试验所得数据用X±s来表示,多组比较采用无重复双因素分析进行数据差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果及分析

由图4~图6可看出,3个响应曲面图均为凸形曲面,开口向下,表明响应值(Y)存在最大值,响应面图的曲面倾斜角度越陡峭,表明2个因素的交互作用越显著,而曲面倾斜角度越平坦,表明2个因素的交互作用越微弱。通过软件优化,模拟得最佳提取条件为酶添加量1.44%,料液比1∶4,酶解时间2.54 h,预测提取率为1.877%,经验证试验,实际提取率为1.873%,与预测值基本相符,说明利用响应面法优化复合酶法提取虾夷扇贝糖胺聚糖是可行的,对生产实践具有一定的指导作用。

在复合酶添加量为1.0%(质量比),酶解时间2.5 h的条件下,研究料液比对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响。

料液比对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响见图1。

  

图1 料液比对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

主要包括针对CP的内镜微创治疗、体外震波碎石和外科手术,针对AP的药物和外科治疗,针对胰腺肿瘤的外科手术治疗。继发性PEI应注重原发病的治疗。原发病经过有效治疗后可以部分改善胰腺外分泌功能。

2.1.2 酶添加量对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

酶添加量对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响见图2。

在料液比1∶4,酶解时间2.5h的条件下,研究酶添加量对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响。由图2可看出,随着酶添加量的提高,糖胺聚糖提取率逐渐升高,当酶添加量大于1.5%后提取率略微下降。综合考虑糖胺聚糖提取率与生产成本,确定复合酶添加量以1.5%为最佳。

  

图2 酶添加量对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

2.1.3 酶解时间对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

资本市场又称长期资金市场,是金融市场的重要组成部分。资本市场通常是指由期限在1年以上的各种融资活动组成的市场,由于涉及资金期限长、风险大,具有长期较稳定收入,类似于资本投入,故称之为资本市场。日前,记者联系民生证券股份有限公司投资银行事业部宋彬,就行业普遍关注的新三板和IPO程序问题进行解读。

  

图3 酶解时间对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

在料液比1∶4,酶添加量1.5%的条件下,研究酶解时间对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响。由图3可看出,糖胺聚糖的提取率随着酶解时间的延长而升高,在酶解2.5 h后提取率有所下降。酶解时间对糖胺聚糖提取率影响较大,若时间过短,蛋白质降解不完全,组织内的糖胺聚糖没有得到充分释放;若时间过长,蛋白酶又可能水解部分糖胺聚糖,综合考虑确定酶解时间以2.5 h为最佳。

2.2 响应面设计的试验结果与分析

刘丽芳很不情愿地从包里拿出钥匙,交给吕凌子。吕凌子重新来到防盗门边,将钥匙插进锁孔,轻轻一旋,门开了。

Box-Behnken设计方案及糖胺聚糖提取率见表2。

由图1可看出,当料液比小于1∶4时,料液比越大,提取率越高。当料液比为1∶4时,糖胺聚糖的提取率达到最大。

近年来,随着经济水平的提高,我国各项发展项目积极稳妥地进行,这对我国现代化建设具有重要意义。我国北方更新造林是现阶段发展建设中的一项重要内容。更新造林是改善我国生态环境基本状况的重要举措。我国北方林业发展较快,但近年来的主要问题是树木更新速度慢,这使得北方的森林面积逐渐减少。本研究将对当前我国北方退耕还林改革进行详细的分析和思考,并提出合理的改革措施,对今后我国林业的发展起到积极的作用。

运用Design expert 8.0软件整理试验结果并进行数据分析,拟合得到虾夷扇贝糖胺聚糖提取试验的回归方程为:Y=1.84-0.11A-0.04B+0.036C+0.15AB-0.072AC-0.02BC-0.3A2-0.68B2-0.31C2

回归模型的方差分析及误差分析见表3,模型的可信度分析见表4。

由表3可知,对糖胺聚糖提取率所建立的回归模型是极显著的,而试验失拟项则不显著,这表明试验方案是可靠的。各一次项的p值均小于0.05,表明一次项对响应值影响显著,交叉相AB、AC的p值小于0.05,表明其具有一定的交互作用。各二次项的p值均小于0.05,说明二次项对响应值也有显著影响。由表3可看出,在试验所选的各因素水平范围内,各影响因素的主次顺序依次为料液比(B)>酶解时间(C) >酶添加量(A)。

根据单因素试验结果,利用Box-Benhken响应面法,以酶添加量(A)、料液比(B)、酶解时间(C)为自变量,糖胺聚糖提取率为响应值(Y),对虾夷扇贝糖胺聚糖的提取条件进行优化。

 

表2 Box-Behnken设计方案及糖胺聚糖提取率

  

试验号 A B C Y/%1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0-10 0 0 0 1 0 0 0 1-1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0-1-1-1 1-1 11 12 13 14 15 16 17-1 0-1 0 1 0 1 0 0 0 1 0-1 0 0 0 0 0 0 0-1-1-1 0 1.46 0.93 1.87 0.84 0.85 1.86 0.82 0.83 1.08 1.23 1.84 0.76 1.83 0.65 1.81 1.14 1.18

 

表3 回归模型的方差分析及误差分析

  

方差来源 平方和 自由度 均方 F值 p值 显著性模型 极显著A B C A B AC BC A2 B2 C2 3.230 0.100 0.013 0.011 0.096 0.021 1.600×10-3 0.390 1.930 0.400 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.360 0.100 0.013 0.011 0.096 0.021 1.600×10-3 0.390 1.930 0.400 557.33 160.84 19.89 16.33 149.32 32.67 2.49 607.61 3 000.80 627.71<0.000 1<0.000 1 0.002 9 0.004 9<0.000 1 0.000 7 0.158 9<0.000 1<0.000 1<0.000 1残差失拟项纯误差总离差4.505×10-3 2.225×10-3 2.280×10-3 3.23 7 3 4 1 6 6.436×10-4 7.417×10-4 5.700×10-4 1.30 0.389 4 不显著

 

表4 模型的可信度分析

  

项目 数值 项目 数值标准差均值变异系数PRESS 0.025 1.230 2.060 0.039复相关系数R2校正相关系数R2预测相关系数R2信噪比0.998 6 0.996 8 0.987 9 62.227 0

由表4可知,回归模型的复相关系数为0.998 6,校正相关系数为0.996 8,表明糖胺聚糖提取率的预测值和试验值之间具有较高的拟合相关性;表中Y的变异系数数值较低,说明试验具有较高的可靠性;信噪比数值较大,表明试验模型与试验结果能够很好地响应。因此,可利用该回归模型确定最佳提取工艺。

2.3 响应面试验结果分析及最佳提取条件确定

根据回归方程拟合及回归分析结果做出2个因素交互作用的响应曲面图。

现场实测与理论计算结果表明,本文方法能较准确地描述桩身负摩阻力传递过程以及沿桩身的分布,且计算参数易于获取,是一种可行的基桩负摩阻力分析方法。

酶解时间与酶添加量交互作用的响应面见图4,料液比与酶添加量交互作用的响应面见图5,酶解时间与液料比交互作用的响应面见图6。

  

图4 酶解时间与酶添加量交互作用的响应面

  

图5 料液比与酶添加量交互作用的响应面

  

图6 酶解时间与液料比交互作用的响应面

2.1.1 料液比对虾夷扇贝糖胺聚糖提取率的影响

2.4 虾夷扇贝糖胺聚糖降血脂活性研究

2.4.1 粗制品精制结果与分析

糖胺聚糖粗制品经Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱层析,收集速率为3 min/管,收集量为3 mL/管。收集样品采用阿利新蓝比色法测定糖胺聚糖含量,绘制洗脱曲线可见呈单峰。冻干后进行红外光谱扫描,根据参考文献[18]对虾夷扇贝糖胺聚糖红外光谱图进行分析,可以看出谱图中含有糖类的-OH(3 440 cm-1),-CH3(2 930 cm-1),C-O-C(1 036 cm-1),-NH(1 654 cm-1), -COO- (1 408 cm-1), -OSO3-(1 242 cm-1),这些均为氨基多糖的特征基团。另外,谱图显示在950~1 250 cm-1有强吸收峰,表明该多糖的单糖组成为吡喃单体。综上所述,虾夷扇贝糖胺聚糖的图谱显示其具有典型的糖胺聚糖特征吸收峰,为具有吡喃型糖环的氨基多糖。

虾夷扇贝糖胺聚糖的红外光谱见图7。

浅表层的危岩清理,采用人工配合风镐、撬棍、钢钎进行,施工作业前拴好安全绳,安全绳拴于稳定的树桩上或插筋上,清理时按4~6人为1作业小组,1人负责安全监护,其余人员用风镐、撬棍和钢钎进行清撬,多组平行错距作业,表层的危岩清撬完成后,及时请地质工程师及相关工程人员现场判定确认处理效果,明确是否继续进行清撬施工,如图2所示。

1932年《东方杂志》第7期刊载了《论矛盾诸规律》一文。该文将矛盾等同于辩证法,从而重点论述辩证法的三大规律,即“矛盾统一律”“数变质变律”“否定律”,以及三个规律之间的关系,且认为矛盾统一律是“最基本的规律”,其它两个规律是“建筑”于其上的规律。[注]赤英:《论矛盾诸规律》,《东方杂志》1932年第29卷第7号。 虽然此文只是对《自然辩证法》中三大规律的介绍,但已经具备将“矛盾”概念建构为理论的雏形。

  

图7 虾夷扇贝糖胺聚糖的红外光谱

2.4.2 虾夷扇贝糖胺聚糖降血脂活性研究

虾夷扇贝糖胺聚糖对高血脂小鼠血脂水平的影响见表5。

由表5可知,高脂模型组与空白对照组比较,TC,TG,HDL,LDL含量差异均极显著,表明小鼠高血脂模型造模成功。与模型组比较,虾夷扇贝糖胺聚糖中、高剂量组均能显著降低高血脂小鼠血清中的 TC,TG,LDL-C水平 (p<0.05 或 p<0.01),高剂量组显著增大高血脂小鼠血清中的HDL-C水平(p<0.05),且高剂量组的各项指标与空白对照组比较p>0.05,无显著性差异,上述结果表明虾夷扇贝糖胺聚糖对高血脂小鼠具有较好的降血脂作用。高剂量组的虾夷扇贝糖胺聚糖能使高血脂小鼠血清中的TC,TG,LDL-C水平分别降低35.38%,31.07%,22.58%,使HDL-C水平升高41.18%。

3 结论

通过响应曲面法建立酶添加量、料液比、酶解时间3个因素与虾夷扇贝糖胺聚糖提取率相互作用的模型:Y=1.84-0.11A-0.04B+0.036C+0.15AB-0.072AC-0.02BC-0.3A2-0.68B2-0.31C2。各影响因素的主次顺序依次为料液比>酶解时间>酶添加量。回归模型的方差分析表明试验模型与试验结果拟合度较好,试验方案可靠。通过响应面法优化,得出虾夷扇贝糖胺聚糖的最佳提取工艺为酶添加量1.44%,料液比1∶4,酶解时间2.54 h,在此条件下虾夷扇贝糖胺聚糖提取率为1.873%。

在对钢轨波磨区进行波磨统计分析和系统的测量研究后认为,钢轨的波磨直接与钢轨的材质有关。通过对各种类型的钢轨波磨进行研究发现,发现波磨主要跟钢材的化学成分、钢轨的处理和钢轨的表面状态三大因素有关。

 

表5 虾夷扇贝糖胺聚糖对高血脂小鼠血脂水平的影响

  

2.13±0.32**3.72±0.39▲▲3.47±0.57▲▲3.53±0.62▲▲3.38±0.44*▲2.88±0.52**注:*p<0.05,即有显著性差异;**p<0.01,即有极显著差异(与高脂模型组比较);▲p<0.05,即有显著性差异;▲▲p<0.01,即有极显著差异(与空白对照组比较)。组别 剂量 /mg·(kg·d)-1 TC/mmol·L-1 TG/mmol·L-1 HDL-c/mmol·L-1 LDL-c/mmol·L-1空白组模型组药物组低剂量组中剂量组高剂量组--0.2 100 200 400 3.53±0.46**5.40±0.49▲▲4.03±0.74*▲▲4.59±0.96*▲4.17±0.50*3.50±0.51**0.83±0.13**1.37±0.19▲▲0.96±0.17**1.10±0.160.99±0.15*0.95±0.14*0.32±0.08**0.17±0.09▲▲0.21±0.070.15±0.04▲▲0.20±0.070.24±0.08*

虾夷扇贝糖胺聚糖中、高剂量组均能显著降低高血脂小鼠血清中的TC,TG,LDL-C水平(p<0.05或p<0.01),高剂量组显著增大高血脂小鼠血清中的HDL-C水平(p<0.05),高剂量组的虾夷扇贝糖胺聚糖能使高血脂小鼠血清中的TC,TG,LDL-C水平分别降低35.38%,31.07%,22.58%,使HDL-C水平升高41.18%,试验结果表明虾夷扇贝糖胺聚糖对高脂模型小鼠具有较好的降血脂作用。

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栾君笑,刘雨博,佟长青,李伟,金桥
《农产品加工》 2018年第10期
《农产品加工》2018年第10期文献

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