硫酸软骨素的提取工艺研究+文献综述(2)
3.2.4 酶促反应时间对提取效果的影响 11
3.2.5 最优酶解条件的确定 12
3.3 放大试验 14
3.4 硫酸软骨素的纯化 15
3.4.1 洗脱曲线 15
3.4.2 旋转蒸发浓缩 15
4 结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1硫酸软骨素概述
硫酸软骨素一般存在动物的软骨组织中，是一类糖胺聚糖。由多种酸性多糖的混合，其多糖是通过共价键与蛋白质相连形成蛋白聚糖。硫酸软骨素存在多种异构体，硫酸软骨素的组成主要是由D-葡萄糖醛酸、N-乙酰-D-氨基半乳糖组成[1]，异构体是由硫酸基所在的不同位置而形成的。硫酸软骨素通常分布于动物组织的细胞外基质和细胞表面，且通过共价键与核心蛋白结合[1-3]。
硫酸软骨素存在非常普遍，除植物外，从线虫到人的所有生物的软骨中，喉骨、骨健、皮肤中都含有硫酸软骨素。对于哺乳动物，硫酸软骨素是非常重要的，它是血液血管中的主要成分，发挥着重要的生理功能。虽然多糖的主链结构并不复杂，但就硫酸化程度、硫酸基和两种差向异构糖醛酸在链内的分布来说，呈现高度的不均一性。硫酸软骨素的精细结构决定着功能的特异性和与多种蛋白质分子的相互作用。
硫酸软骨素是一种动物酸性粘多糖类物质，其外观为白色或类白色粉末；无臭且略带咸；有引湿性[4]。硫酸软骨素吸水性强，在水中易溶且粘度大[5]，不溶于乙醇、丙酮、和乙醚等有机溶剂中[6-7]，其盐类对热较稳定，受热可高达80℃结构亦不被破坏。硫酸软骨素水溶液，遇较高温度或酸即不稳定，主要是脱乙酰基，易被水解成单糖或分子量较小的多糖[8-9]。
硫酸软骨素在酸性、碱性及酶解条件下生成的不饱和糖，包括低分子硫酸软骨素和硫酸软骨素的寡糖或双糖均与β-消除反应有关。硫酸软骨素在酸性、碱性和中性条件下的降解程度以232nm处的紫外吸光度值表示，紫外吸光度值越大表示降解程度越大，从而反映出CS在不同条件下的稳定性。
1.2硫酸软骨素的作用
硫酸软骨素是组成结缔组织的重要部分，具有众多的生物活性。有研究发现硫酸软骨素可以预防动脉粥样硬化，硫酸软骨素可以与血浆脂蛋白形成复合物，限制脂蛋白的渗入。硫酸软骨素还可以加强毛细血管中脂酶活性，降解甘油三酯，即达到降低血脂的作用。并针对心肌和动脉等结缔组织产生明显的抗炎作用。
在医学方面，由于硫酸软骨素能补充软骨基质的成分、缓解轻软骨的降解、促进细胞代谢、回复软骨细胞的分泌作用、抑制关节胶原酶的活性，所以对治疗风湿和关节炎有良好的帮助 [10]。同时，还可以应用在防治动脉硬化和血栓，通过纤文蛋白原系统而抗凝血的作用，润滑并支撑[11]，可增加细胞的mRNA和DNA的生物合成，保存角膜。
在食品方面，硫酸软骨素可与苯丙氨酸配制成药膳，用于止痛。亦可加强肉质的水分，嫩滑的口感，改善光泽。而具有强化结缔组织的硫酸软骨素，用于化妆品可抗氧化，保持皮肤的光泽度和锁水保湿的能力。
1.3 硫酸软骨素的提取工艺方法
当前，在生产上，作为提取硫酸软骨素的原材料大多是猪、牛、鸡等动物。传统的工艺流程一般是预处理、提取、纯化、沉淀。其中，提取的主要目的是除去结合的核心蛋白杂质。
而提取硫酸软骨素的方法一般为碱提法、中性盐法、酶法、碱-酶法等。中性盐法多采用氯化钾或氯化钠等溶液作为浸提液，在一定的离子强度下，软骨中蛋白质与硫酸软骨素发生分离产生沉淀。碱法用浓度不同的氢氧化钠碳酸钾等溶液作为浸提液，在强碱的作用下，使连接硫酸软骨素与蛋白质中O-糖苷键发生β-消去反应，带动糖-肽键断裂，使硫酸软骨素被释放出，而O-糖苷键上的羟基氨基酸则转化为相应酮酸[12]。酶法大多采用胰酶、木瓜蛋白酶等蛋白酶来提取硫酸软骨素[13]。碱盐法的优点是可防止在强碱的作用下硫酸软骨素发生降解，原理是蛋白多糖的O-糖苷键断裂，硫酸软骨素得以释放，且离子强度能让蛋白质沉淀析出[14]。
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