鈍頂螺旋藻藻藍(lán)蛋白與多糖的制備及生物活性研究

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1、分類號：TS202學(xué)號：201500370020碩士學(xué)位論文鈍頂螺旋藻藻藍(lán)蛋白與多糖的制備及生物活性研究PreparationofC-phycocyaninandPolysaccharidesfromSpirulinaplatensisandtheirBiologicalActivities研究生姓名：朱孝晨指導(dǎo)教師：孫利芹教授學(xué)科門類：工學(xué)專業(yè)名稱：生物化工論文提交日期：2018年4月1日摘要螺旋藻為一種多細(xì)胞、纖維狀的藍(lán)藻，在醫(yī)藥保健、食品等方面具有廣泛的應(yīng)用。目前有關(guān)螺旋藻的應(yīng)用主要以出售螺旋藻藻粉、膠囊、片劑等為主，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高附加值利用。本文以鈍頂螺旋藻（Spiru

2、linaplatensis）為原材料，分別制備了不同分子量的螺旋多糖（PSP）和不同純度的藻藍(lán)蛋白（C-PC），同時采用體內(nèi)、外活性實(shí)驗(yàn)研究了C-PC和PSP對應(yīng)的抗疲勞、降血糖活性。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：（1）螺旋藻多糖的分級制備及活性研究：脫蛋白后的螺旋藻多糖（PSP1），采用H2O2-Vc體系結(jié)合超濾法降解得到兩種分子量多糖PSP2和PSP3，理化性質(zhì)測定表明降解后多糖的溶解性、硫酸基含量增加，紅外光譜分析多糖結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。體外抗氧化活性以及抑制α-葡萄糖苷酶活性實(shí)驗(yàn)顯示，隨著多糖分子量的降低，其抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶活性明顯加強(qiáng)，PSP3活性最好。（2）螺

3、旋藻藻藍(lán)蛋白的分離純化：反復(fù)凍融破壁后得到純度（A620/A280）為0.56的C-PCⅠ；然后分別采用鹽析法、雙水相萃取法以及鹽析結(jié)合雙水相萃取法制備三種不同純度的藻藍(lán)蛋白C-PCⅡ、C-PCⅢ和C-PCⅣ。鹽析法最佳硫酸銨飽和度為40%，鹽析后得到的C-PCⅡ純度和回收率分別為1.08、83%；響應(yīng)面法優(yōu)化出PEG/KHP雙水相萃取體系最佳工藝為：聚乙二醇（PEG）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.3%（m/m），磷酸鹽（KHP，K2HPO4:KH2PO4=1:1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)15.1%（m/m），pH為5.9，此工藝條件下所得C-PCⅢ的純度及回收率分別為2.33和79%；鹽析結(jié)合雙水相萃取法

4、得到的C-PCⅣ純度最高，其對應(yīng)的純度和回收率分別為3.47、63%。（3）藻藍(lán)蛋白的抗疲勞活性評價：小鼠力竭游泳實(shí)驗(yàn)表明表明，不同純度的C-PC均能提高小鼠的力竭時間。其中，純度為3.47的C-PCⅣ中劑量組（200mg/kg）小鼠力竭游泳時間最長，與陽性對照相比提高了82.4%。四種純度的C-PC均能提高運(yùn)動后小鼠的乳酸脫氫酶（LDH）、肝糖原（LG）含量，同時降低血乳酸（BLA）、血尿素氮（BUN）含量。同時，常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)表明C-PC能夠提高小鼠的缺氧耐力。綜合各項指標(biāo)分析，藻藍(lán)蛋白純度越高，抗疲勞效果越好。純度為3.47的C-PCⅣ抗疲勞效果最好，但與純度為2.33的

5、C-PCⅢ相比沒有顯著性差異。I（4）藻藍(lán)蛋白與多糖的降血糖活性研究：建立體外3T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素抵抗模型，研究發(fā)現(xiàn)PSP1、PSP2和PSP3三種多糖均能改善3T3-L1脂肪細(xì)胞的胰島素抵抗作用，提高葡萄糖糖攝取能力，低分子量多糖PSP3的作用效果最好。通過腹腔注射鏈脲佐菌素（STZ）建立小鼠糖尿病模型，灌胃給藥PSP3、C-PCⅢ以及PSP3/C-PCⅢ復(fù)合物（CPM，質(zhì)量比1:1）連續(xù)給藥28d后，檢測糖尿病小鼠的空腹血糖值、血脂含量以及氧化應(yīng)激等指標(biāo)。結(jié)果表明三者均能降低糖尿病小鼠空腹血糖值，與模型組相比，C-PCⅢ200mg/kg劑量組小鼠體內(nèi)血糖值降低了60.

6、35%。同時可通過降低糖尿病小鼠血清中膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-c）含量，提高高密度脂蛋白（HDL-c）含量來改善糖尿病引起的小鼠脂質(zhì)代謝紊亂現(xiàn)象。給藥治療后糖尿病小鼠的胰島素（FINS）含量升高，胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）下降。檢測氧化應(yīng)激指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，灌胃PSP3、C-PCⅢ和CPM治療后能夠降低糖尿病小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（γ-GGT）活性，提高肝臟組織中過氧化氫酶（CAT）、超氧化歧化酶（SOD）以及谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性。其中，C-PCⅢ降血糖效果最好。關(guān)鍵詞：鈍頂螺旋藻；

7、多糖；藻藍(lán)蛋白；抗疲勞效果；降血糖效果IIAbstractSpirulinaismulticellularandfilamentouscyanobacteriathathaveachievedaconsiderablepopularityinthehealthcareandfoodindustry.However,themainapplicationofindustryissaleofdrypowder,capsules,tablets,etc.,anditisdifficulttoachi