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不同取代度的
硫酸化肠浒苔多糖抗氧化活性研究
刘玉凤，贾淑颖，刘飞飞，郝再彬，李 霞*
(广西高校食品安全与检测重点实验室，桂林理工大学化学与生物工程学院，广西桂林 541004)
收稿日期:2015－10－30
作者简介:刘玉凤(1990－) ，女，硕士研究生，研究方向:天然产物的结构和生物活性，E－mail:liuyufengdyx@ 163.com。
* 通讯作者:李霞(1981－) ，女，博士，副教授，研究方向:生物大分子的结构和生物活性研究，E－mail:biology754@ 163.com。
基金项目:国家自然科学基金 (31200269) ;广西自然科学基金项目 (2014GXNSFBA118134) ;广西壮药产业化工程院科研项目
(2014GXZYCYH03) ;桂林理工大学博士科研启动资金项目资助
檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾
。
成的因素初探［J］.食品工业科技，2006，10:106－108.
［29］陈振，黄维娜，康玉凡，等 .食用豆品种萌发过程中 γ－氨
基丁酸(GABA)含量变化［J］.食品工业科技，2014，35(17) :
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［30］谢海玉 .小杂粮中 γ－氨基丁酸形成机理及富集技术的研
究［D］.兰州:兰州理工大学，2013:2－3.
摘 要:采用氨基磺酸－N，N－二甲基甲酰胺法进行多糖的硫酸化修饰，获得不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖，通过测
定硫酸化肠浒苔多糖对 DPPH自由基，羟基自由基，超氧阴离子的清除能力和还原能力，考察了肠浒苔多糖取代度与
抗氧化活性的关系。结果表明，取代度的大小受到硫酸化温度、硫酸化时间、DMF用量、氨基磺酸用量等的影响，其中
氨基磺酸用量的影响最显著。随着取代度增大，肠浒苔多糖的抗氧化性先增强后减小，取代度在 0.8～1.2 范围内，肠浒
苔多糖的抗氧化性较强，表明适度进行硫酸化修饰是提高肠浒苔多糖抗氧化活性的有效方式。
关键词:肠浒苔多糖，取代度，抗氧化活性
Antioxidant activity of sulfated polysaccharides
with different substituting degrees from Enteromorpha intestinalis
LIU Yu－feng，JIA Shu－ying，LIU Fei－fei，HAO Zai－bin，LI Xia*
(Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Food Safety and Detection，College of
Chemistry and Bioengineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China)
Abstract:Enteromorpha intestinalis polysaccharides were modified by sulfamic acid － N，N－ dimethyl formamide
method to prepare different substitution degree(DS).And the relationship between DS and its antioxidant activity
was evaluated by determining the scavenging ability of DPPH radical，hydroxyl fadical，superoxide anion radical
and reducing power.The results indicated that the DS was affected by sulfated temperature，sulfated time，dosage
of DMF and dosage of sulfamic acid.The dosage of sulfamic acid was the most significant factor.The antioxidant
activity of E.intestinalis polysaccharides was increased at first and then decreased with the increasing of DS，and
E.intestinalis polysaccharides showed good antioxidant activity when the DS was in the range of 0.8 ～ 1.2. It
suggested that moderate sulfated modification was the most effective method to improve the antioxidant activity of
E.intestinalis polysaccharides.
Key words:Enteromorpha intestinalis polysaccharides;substituting degrees;antioxidant activity
中图分类号:TS201 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2016)19－0142－06
doi:10． 13386 / j． issn1002 － 0306． 2016． 19． 019
浒苔多糖是天然无毒的生物大分子物质之一，
具有抗肿瘤、抗氧化、免疫活性调节、降血压血脂等
生物活性［1－4］。浒苔多糖的生物活性受其结构、分子
量等的影响，通过对浒苔多糖结构修饰可以改变多
糖的空间结构、分子量及取代基种类、数目和位置从
而改变其生物活性［5］。结构修饰的方法有很多，包括
化学法、物理法和生物法，其中硫酸化是一个颇为常
用且有效的修饰手段［6］。多糖硫酸化常用的方法有
浓硫酸法、氯磺酸－吡啶法、三氧化硫－吡啶法、氯磺
酸－N，N－二甲基甲酰胺法(DMF)、氨基磺酸－吡啶
法、氨基磺酸－N，N－二甲基甲酰胺法等［7－12］。这些方
法的原理可以简单的概括为:溶解或分散于一定溶
剂体系中的多糖与相应的硫酸酯化试剂在一定的条
件下反应，使得单糖残基上的某些羟基接上硫酸基
143
团［12］。研究表明，硫酸化修饰后可以改变多糖的抗
氧化［13－15］、免疫［16］、抗病毒［17－19］、抗肿瘤［20－21］等生物活
性，但只有适度的硫酸化才能得到生物活性较强的
硫酸化多糖［22－23］。氨基磺酸－N，N－二甲基甲酰胺法
与其他方法相比，具有原料廉价，反应条件温和，操
作简单的特点［12］，所以本实验采用此方法修饰肠浒
苔多糖结构，并比较了肠浒苔多糖硫酸化后取代度
大小对其抗氧化活性的影响，探究其变化规律，为肠
浒苔多糖的开发利用提供实验依据。
1 材料和方法
1.1 材料与仪器
本实验材料肠浒苔(Enteromorpha intestinalis)采
于中国浙江杭州湾。
氨基磺酸、硫酸钾 天津博迪化工股份有限公
司;无水乙醇、氯化铁、三氯乙酸、N，N－二甲基甲酰
胺(DMF) 西陇化工股份有限公司;2－脱氧－D－核
糖 上海蓝季生物;DPPH 东京化成工业株式会
社;K3Fe(CN)6 广东兴华化学厂有限公司;邻苯三
酚 天津市光复精细化工研究所;硫代巴比妥
酸 国药集团化学试剂有限公司;明胶 Sigma 公
司，分析试剂均为分析纯。
EL303 型电子天平 梅特勒－托利多仪器(上
海)有限公司;旋转蒸发器 ＲE－52A 上海亚荣生化
仪器厂;UV760CＲT型紫外可见分光光度计 上海傲
谱分析仪器有限公司;DL－5－B 型离心机 上海安亭
科学仪器厂;XH－300A 祥鹄电脑微波超声波组合合
成 /萃取仪 北京祥鹄科技发展有限公司;FD－1B－50
型冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司;ＲET
basic(安全控制型)加热磁力搅拌器 德国 IKA 公
司;傅里叶红外光谱分析仪 Nicolet iS 10，美国
Thermo Fisher公司。
1.2 实验方法
1.2.1 肠浒苔多糖提取 取肠浒苔样品，按液料比
1∶ 30加入去离子水，在功率 500 W，浸提时间 15 min，
浸提温度 90 ℃的提取条件下微波提取 2 次。提取液
离心，得到上清液。将上清液浓缩，加无水乙醇醇
沉，然后离心，取沉淀，冷冻干燥，得肠浒苔粗多糖
(Enteromorpha intestinalis polysaccharides，EIP)［24］。
1.2.2 硫酸化肠浒苔多糖的制备 肠浒苔多糖硫酸
化参照刘昱均［12］等的报道采用氨基磺酸－N，N－二甲
基甲酰胺法并稍作调整。量取 50 mL N，N－二甲基
甲酰胺于三颈瓶中，加入 100 mg肠浒苔多糖样品，于
KQ－500 型超声波清洗器在功率 100 W，室温的条件
下超声震荡至多糖溶解。用恒温磁力搅拌器搅拌升
温到 80 ℃后，加入 2.5 g氨基磺酸，升温至 100 ℃，在
100 ℃条件下搅拌反应 1 h。反应结束后，向瓶内加
入冰水终止反应，调 pH7，对流水透析 3 d，蒸馏水透
析 1 d，冻干得硫酸化后肠浒苔多糖(Enteromorpha
intestinalis polysaccharides A，EIPA)。
1.2.3 红外光谱分析 分别称取 2 mg 对 EIP 和
EIPA加入 150 mg干燥的 KBr于玛瑙研钵中，在白炽
灯下干燥研磨均匀，压片成均匀透明、无明显颗粒，
于傅里叶红外光谱分析仪 Nicolet iS 10(光谱分辨
率优于 0.4 cm －1)进行红外光谱分析，测定范围为
4000～400 cm －1。
1.2.4 EIP硫酸化单因素实验 以取代度(DS)为考
察指标，选取硫酸化温度(A)、硫酸化时间(B)、DMF
用量(C)、氨基磺酸用量(D)进行单因素实验。实验
均重复 3 次。
硫酸化温度(A) :设定 EIP 100 mg，氨基磺酸
0.5 g，DMF 50 mL，硫酸化温度为 60、70、80、90、
100 ℃，反应 1 h。
硫酸化时间(B) :设定 EIP 100 mg，氨基磺酸
0.5 g，DMF 50 mL，硫酸化温度为 100 ℃，硫酸化时间
为 1、2、3、4、5 h。
DMF用量(C) :设定 EIP 100 mg，氨基磺酸
0.5 g，硫酸化温度为 100 ℃，DMF 用量为 20、30、40、
50、60 mL，反应 1 h。
氨基磺酸用量(D) :设定 EIP 100 mg，DMF
50 mL，硫酸化温度为 100 ℃，氨基磺酸用量为 0.5、
1.0、1.5、2.0、2.5 g，反应 1 h。
1.2.5 肠浒苔多糖硫酸根含量测定 肠浒苔多糖中
硫酸根的含量采用 BaCl2－明胶比浊法
［25］测定。
1.2.5.1 标准曲线的制备 制备 0.1 mg /mL K2SO4 标
准液;分别取 0.0，0.2，0.4，0.6，1.2，1.6 mL(每管做 3
个平行)。加去离子水补到 1.6 mL，加三氯乙酸(8%
水溶液)1.4 mL，BaCl2 明胶溶液 1.4 mL，混合，静置
15 min。360 nm 波长测吸光度，三组平行管取平均
值，以硫酸钾质量为横坐标，吸光度平均值为纵坐标
绘制标准曲线。
1.2.5.2 样品中硫酸根含量的测定 实验组:称取样
品 3 mg，放入带盖可密封的小瓶，加 3 mL 1 mol /L
HCl，100 ℃水解 6 h，内容物 50 ℃蒸干(用蒸发皿，无
水乙醇促挥发) ，用 2 mL 去离子水溶解。取水解液
0.4 mL 加蒸馏水补到 1.6 mL，加三氯乙酸(8%水溶
液)1.4 mL，BaCl2 明胶溶液 1.4 mL，混合(同时做 3 组
平行组) ，静置 15 min。360 nm波长条件下测定吸光
度值 A1。
对照组:对照组操作同上，每个样品做一管，用
1.4 mL的明胶溶液代替 BaCl2 明胶溶液。360 nm 波
长测定吸光度值 A2。
所求吸光度 A0 = A1 －A2，A1 －A2 目的是消除水解
液中所含自外吸收物质的影响。由 A0 根据硫酸根标
准曲线可计算出硫酸钾的质量。
1.2.6 EIPA 硫酸化取代度的计算 取代度计算公
式:DS =(1.62 × S)/(32－1.02 × S)［12］。其中，S－样品
中硫的质量分数，(%)。
1.2.7 肠浒苔多糖的抗氧化活性测定 通过测定硫
酸化肠浒苔多糖对 DPPH 自由基，羟基自由基，超氧
阴离子的清除能力和还原能力来判断肠浒苔多糖的
抗氧化活性［26－27］。本实验旨在比较不同取代度硫酸
化肠浒苔多糖的抗氧化活性，选取取代度为 0.43、
0.56、0.61、0.72、0.81、0.90、0.95、1.00、1.14、1.42、1.53、
1.66 的硫酸化肠浒苔多糖进行抗氧化实验。将抗坏
血酸(VC)粉末、硫酸化前肠浒苔多糖冻干样品 EPI 和
硫酸化后不同取代度的肠浒苔多糖冻干样品 EPIA分
别用去离子水配制成0、0.016、0.08、0.4、2、10 mg /mL等
144
6 种不同浓度。
1.2.7.1 DPPH自由基清除能力测定 量取配制好的
待测样品 2.0 mL，加入 2 mL 0.04 mg /mL DPPH 溶液
(无水乙醇做为溶剂) ，在室温下混匀后避光反应
0.5 h，在波长 517 nm 处测定其吸光值 Ai;同时测定
无水乙醇(2.0 mL)和 DPPH(2.0 mL)混合液的吸光
值 Ac，无水乙醇(2.0 mL)和待测样品(2.0 mL)混合
液的吸光值 Aj。则 DPPH 自由基清除率计算公式:
K(%)=［1－(Ai－Aj)/Ac］× 100
1.2.7.2 还原性能力测定 量取配制好的待测样品
0.5 mL 于试管，依次加入 0.5 mL 的 1% K3Fe(CN)6
溶液与 0.5 mL PBS 溶液(0.2 mol /L，pH6.7) ，于
50 ℃水浴反应 20 min后立即冷却，依次加入 0.5 mL
10% TCA溶液，0.5 mL 0.1% FeCl3 溶液和 2.0 mL去
离子水，充分摇匀，静置 10 min，在波长 700 nm 下摇
匀测定其吸光度值 A，以抗坏血酸作为阳性对照。
1.2.7.3 羟基自由基清除能力测定 取 0.2 mL 的
FeSO4－EDTA混合液(10 mmol /L)于带塞试管中，加
入 0.2 mL的 α－脱氧核糖溶液(20 mmol /L) ，然后再
加入 0.2 mL 配制好的待测样品，并用磷酸缓冲液
(pH7.4)定容至 1.8 mL，然后加入 0.2 mL 的 H2O2
(10 mmol /L) ，40 ℃恒温水浴 1 h，加入 1 mL 2.8%的
三氯乙酸终止反应，再加入 1 mL 1%硫代巴比妥酸，
混匀之后于沸水浴中加热 10 min，冷却后于 532 nm
处测光吸收值 As。以去离子水为阴性对照，测定吸
光值 A0，抗坏血酸为阳性对照，测定吸光值 Ac。则样
品的自由基清除能力(Scavenging Activity，SA)可表
示为:SA(%)=［1－(As－A0)/(Ac－A0) ］× 100
1.2.7.4 超氧阴离子清除能力测定 精确量取
4.5 mL Tris－HCl溶液(50 mmol /L，pH8.2)于试管，在
25 ℃温水中预热 20 min，之后依次加入同样预热条
件下预热的邻苯三酚溶液(25 mmol /L)0.3 mL 和配
制好的待测样品 0.2 mL，并迅速混匀倒入比色皿，波
长 319 nm 处测定吸光度 At，每 30 s 测一次，测定 8
次。以去离子水作为空白对照，同样操作条件下测
定并计算出邻苯三酚自氧化速率 V0。以 At 为纵坐
标，时间为横坐标作图，计算斜率 Vt。超氧阴离子自
由基清除率计算公式:Y(%)=(1－Vt /V0)× 100
1.2.8 统计学处理 结果采用 t 检验方法统计分析。
检测数据采用平均值 ±标准差(珋x ± SD)来表示。
2 结果与分析
2.1 EIP和 EIPA红外光谱分析
将 EIP和 EIPA进行红外表征，测定红外光谱波
长范围为 400～4000 cm －1，结果见图 1。
参考张维杰［28］《糖复合物生化研究技术》分析红
外谱图(图 1) ，EIPA保留了 EIP的特征吸收峰外，在
1257.71 cm －1处是 OSO －3 中 S = O 的伸缩振动，吸收
峰明显增大，说明硫酸根增加，822.61 cm －1处的吸收
峰为 C－O－S的拉伸振动，这是硫酸酯键的特征吸收
峰，表明硫酸基团已连接在多糖链上。说明用氨基
磺酸法修饰肠浒苔多糖结构可行。
2.2 硫酸化单因素实验
采用 BaCl2 －明胶比浊法测定肠浒苔多糖中硫酸
图 1 浒苔多糖红外光谱
Fig.1 IＲ spectrum of E.intestinalis polysaccharides
根含量，以硫酸根含量为横坐标，吸光度值为纵坐标
绘制标准曲线，获得标准曲线方程为 y = 2.2287x +
0.0043，Ｒ2 = 0.9993。
采用氨基磺酸－N，N－二甲基甲酰胺法按照单因
素实验设计硫酸化 EIP，通过设计单因素实验改变硫
酸化条件以获得不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖。
由硫酸根标准曲线计算出 EIPA 的硫酸根含量以及
取代度，以影响因素为横坐标，取代度(DS)为纵坐
标，结果如图 2 所示。
由图2可知，温度在80 ℃时 EIPA的取代度最高，
达 1.66。这说明硫酸化的最适温度为 80 ℃，温度过低
不利于肠浒苔多糖硫酸化，温度过高可能会破坏糖链
自身的结构［29］。图中显示硫酸化时间越长取代度越
高，DMF用量越多取代度越低，可能是由于 DMF用量
少肠浒苔多糖分散密集，酸度适宜，使得取代度较
高［30］。氨基磺酸的用量在 2.0 g时的取代度最高，说明
氨基磺酸用量太少，可能达不到反应所需的酸性环境，
但酸性过酸是会引起肠浒苔多糖的降解［12］。分析实
验结果，硫酸化 100 mg肠浒苔多糖在温度 80 ℃左右，
加入 20～40 mL DMF，2.0 g左右氨基磺酸，磁力搅拌反
应 4～5 h所得硫酸化肠浒苔多糖取代度比较高。
2.3 肠浒苔多糖的抗氧化活性测定
2.3.1 DPPH自由基清除能力 不同取代度的硫酸
化肠浒苔多糖对 DPPH自由基的清除率结果见表 1。
分析实验结果可知，EIPA对 DPPH自由基的清除
随着浓度的增大而增大，但在浓度大于 2.0 mg /mL 后
其清除 DPPH自由基的能力变化趋于平缓，相比于抗
坏血酸 VC，EIPA的清除能力略低。但硫酸化后，EIPA
对 DPPH自由基的清除效果比 EIP 明显提高，并且随
着取代度的增加，EIPA对 DPPH自由基的清除能力呈
增大趋势，质量浓度为 2、10 mg /mL取代度为 0.95 时，
对 DPPH自由基的清除效果最好，当取代度大于 0.95
时，EIPA对 DPPH自由基的清除能力有所下降。
2.3.2 还原能力测定结果 不同取代度的硫酸化肠
浒苔多糖的还原能力结果见表 2。
EIPA的还原能力与其吸光度值呈正相关，吸光
度值越大其还原能力就越强。因此通过比较吸光度
值的大小，可以反映出多糖的抗氧化活性大小。
EIPA有一定的还原能力，而且在浓度范围内，还原能
力随着其浓度的增大而增大。但与 VC 相比，EIPA的
还原能力较低，但硫酸化后，EIPA 的还原能力比 EIP
明显增强，并且随着取代度的增加，EIPA的还原能力
145
图 2 不同因素对取代度的影响
Fig.2 Effects of different factors on the DS
表 1 不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖对 DPPH自由基的清除率(%)
Table 1 Scavenging rate of different DS of sulfated polysaccharides from E.intestinalis on DPPH free radicals(%)
取代度
质量浓度(mg /mL)
0 0.016 0.08 0.4 2 10
1.66 0 16.61 ± 0.10 22.22 ± 0.25 37.31 ± 0.56 56.54 ± 0.61 64.37 ± 0.58
1.53 0 13.99 ± 0.10 11.95 ± 0.22 32.66 ± 0.45 50.46 ± 0.05 61.37 ± 0.50
1.42 0 13.38 ± 0.51 20.13 ± 0.92 30.97 ± 0.93 52.12 ± 0.53 61.71 ± 0.21
1.14 0 13.14 ± 0.36 19.71 ± 0.04 31.60 ± 0.51 58.27 ± 0.10 65.87 ± 0.26
1.00 0 13.17 ± 0.50 14.22 ± 0.28 27.18 ± 0.42 59.97 ± 0.39 68.80 ± 0.11
0.95 0 11.41 ± 0.22 19.30 ± 0.51 36.74 ± 0.48 63.59 ± 0.38 72.88 ± 0.13
0.90 0 11.59 ± 0.38 11.41 ± 0.69 24.76 ± 0.86 58.84 ± 0.17 67.63 ± 0.38
0.81 0 11.20 ± 0.15 13.65 ± 0.07 25.27 ± 0.55 58.24 ± 0.12 65.59 ± 0.28
0.72 0 9.08 ± 0.64 12.04 ± 0.10 23.33 ± 0.68 56.27 ± 0.42 64.67 ± 0.46
0.61 0 10.19 ± 0.70 17.05 ± 0.87 34.86 ± 0.31 51.34 ± 0.03 61.44 ± 0.30
0.56 0 8.87 ± 0.62 18.61 ± 0.44 22.61 ± 0.56 40.23 ± 0.37 49.37 ± 0.64
0.43 0 7.38 ± 0.12 11.20 ± 0.15 23.00 ± 0.48 40.52 ± 0.11 56.48 ± 0.44
VC 0 41.73 ± 0.31 44.83 ± 0.66 54.99 ± 0.93 79.84 ± 0.32 89.87 ± 0.45
EIP 0 7.55 ± 0.16 20.47 ± 0.34 30.41 ± 0.57 45.55 ± 0.29 49.37 ± 0.17
增大，但当取代度大于某个值时(如质量浓度为
10 mg /mL组，取代度大于 0.95 时) ，EIPA 的还原能
力也有所降低。
2.3.3 羟基自由基清除能力测定结果 硫酸化后浒
苔多糖的羟基自由基清除率结果如表 3 所示。
分析实验结果，EIPA 对羟基自由基的清除呈线
性增长，但在浓度大于 2.0 mg /mL时后其清除羟基自
由基的能力增长趋于平缓，硫酸化后多糖 EIPA 对羟
基自由基的清除率适当浓度的适当取代度下(如质
量浓度为 10 mg /mL，取代度为 0.95 时)能达到抗坏
血酸 VC(清除率 90%以上)的 50%以上，相比于硫酸
化前，其清除羟基自由基的能力有所提高。虽然
EIPA对羟基自由基的清除效果比 EIP 有所提高，但
提高幅度没有对 DPPH 自由基的清除效果和还原能
力大，随着取代度的增加，EIPA对羟基自由基的清除
能力增大，但不是取代度越大越好，取代度在 0.95 左
右时，质量浓度为 2、10 mg /mL EIPA 对羟基自由基
的清除效果较好，达 50%左右。
2.3.4 超氧阴离子清除能力测定结果 不同取代度
的硫酸化后浒苔多糖对超氧阴离子的清除率，结果
如表 4 所示。
分析实验结果可知，EIPA 有一定的清除超氧阴
离子的能力，并且清除超氧阴离子的能力随着浓度
的增大而增大，但在浓度达到 2.0 mg /mL时其清除超
氧阴离子的能力增长趋于平缓，清除率达 40%左右。
EIPA对超氧阴离子的清除效果比 EIP 有所提高，并
且随着取代度的增加，EIPA 对超氧阴离子的清除能
力增大，但当取代度大于 0.95 时，EIPA 对超氧阴离
子的清除能力有所下降。取代度在 0.8～1.2 范围内，
肠浒苔多糖的抗氧化性较强。
146
表 2 不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖的还原能力
Table 2 The reducing power of different DS of sulfated polysaccharides from E.intestinalis
取代度
质量浓度(mg /mL)
0 0.016 0.08 0.4 2 10
1.66 0 0.0086 ± 0.0012 0.0698 ± 0.0032 0.1288 ± 0.0074 0.2744 ± 0.0010 0.8301 ± 0.0055
1.53 0 0.0066 ± 0.0007 0.0565 ± 0.0011 0.0997 ± 0.0020 0.2556 ± 0.0091 0.3517 ± 0.0056
1.42 0 0.0213 ± 0.0065 0.0613 ± 0.0027 0.1372 ± 0.0032 0.3858 ± 0.0010 0.8486 ± 0.0144
1.14 0 0.0279 ± 0.0038 0.0621 ± 0.0021 0.1116 ± 0.0071 0.3951 ± 0.0054 0.9747 ± 0.0066
1.00 0 0.0169 ± 0.0052 0.1330 ± 0.0038 0.3858 ± 0.0034 0.6670 ± 0.0101 1.3821 ± 0.0097
0.95 0 0.0147 ± 0.0007 0.1175 ± 0.0088 0.2859 ± 0.0056 0.6345 ± 0.0099 1.5147 ± 0.0123
0.90 0 0.0122 ± 0.0034 0.1203 ± 0.0020 0.2843 ± 0.0059 0.6479 ± 0.0077 1.1088 ± 0.0049
0.81 0 0.0102 ± 0.0029 0.1028 ± 0.0044 0.2170 ± 0.0023 0.3691 ± 0.0052 0.9335 ± 0.0103
0.72 0 0.0160 ± 0.0018 0.1176 ± 0.0067 0.2264 ± 0.0099 0.4096 ± 0.0141 0.7031 ± 0.0028
0.61 0 0.0164 ± 0.0010 0.0891 ± 0.0043 0.1219 ± 0.0019 0.3413 ± 0.0056 0.6524 ± 0.0078
0.56 0 0.0109 ± 0.0010 0.0382 ± 0.0023 0.1014 ± 0.0009 0.2039 ± 0.0078 0.5454 ± 0.0034
0.43 0 0.0107 ± 0.0010 0.0335 ± 0.0009 0.0927 ± 0.0039 0.2126 ± 0.0054 0.3390 ± 0.0050
VC 0 0.2968 ± 0.0061 0.6889 ± 0.0056 2.4828 ± 0.0044 2.6403 ± 0.0060 2.7103 ± 0.0089
EIP 0 0.0055 ± 0.0015 0.0416 ± 0.0006 0.1225 ± 0.0034 0.2033 ± 0.0055 0.3592 ± 0.0052
表 3 不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖对羟基自由基的清除率(%)
Table 3 Scavenging rate of different DS of sulfated polysaccharides from E.intestinalis on hydroxyl free radicals(%)
取代度
质量浓度(mg /mL)
0 0.016 0.08 0.4 2 10
1.66 0 8.89 ± 0.64 12.94 ± 0.11 30.95 ± 0.71 41.00 ± 0.78 42.99 ± 0.10
1.53 0 5.51 ± 0.38 7.49 ± 0.33 10.55 ± 0.07 34.78 ± 0.13 37.85 ± 0.23
1.42 0 6.36 ± 0.14 7.09 ± 54 8.18 ± 0.27 28.91 ± 0.25 31.67 ± 0.12
1.14 0 7.51 ± 0.10 7.58 ± 0.43 8.20 ± 0.04 32.80 ± 0.89 34.88 ± 0.56
1.00 0 8.64 ± 0.32 11.90 ± 0.31 21.55 ± 0.51 42.78 ± 0.25 47.85 ± 0.58
0.95 0 8.64 ± 0.10 12.10 ± 0.31 27.57 ± 0.14 49.67 ± 0.58 54.95 ± 0.79
0.90 0 6.76 ± 0.21 9.90 ± 0.24 11.55 ± 0.10 39.78 ± 0.50 46.85 ± 0.33
0.81 0 6.76 ± 0.12 7.90 ± 0.40 11.55 ± 0.18 31.48 ± 0.23 49.22 ± 0.62
0.72 0 6.14 ± 0.07 6.90 ± 0.77 9.55 ± 0.16 33.78 ± 0.49 33.85 ± 0.43
0.61 0 7.89 ± 0.46 11.46 ± 0.38 25.80 ± 0.43 41.58 ± 0.67 44.58 ± 0.92
0.56 0 3.63 ± 0.05 9.00 ± 64 13.55 ± 0.46 27.78 ± 0.78 30.50 ± 0.45
0.43 0 6.76 ± 0.52 2.90 ± 57 13.46 ± 0.52 20.78 ± 0.11 26.85 ± 0.67
VC 0 51.78 ± 0.78 62.78 ± 0.56 77.35 ± 0.54 92.79 ± 0.87 95.30 ± 0.91
EIP 0 3.01 ± 0.03 8.12 ± 0.31 18.73 ± 0.38 30.35 ± 0.10 38.77 ± 0.44
表 4 不同取代度的硫酸化肠浒苔多糖对超氧阴离子的清除率(%)
Table 4 Scavenging rate of different DS of sulfated polysaccharides from E.intestinalis on superoxide anion(%)
取代度
质量浓度(mg /mL)
0 0.016 0.08 0.4 2 10
1.66 0 15.18 ± 0.23 20.46 ± 0.34 24.73 ± 0.44 29.30 ± 0.47 33.72 ± 0.18
1.53 0 19.90 ± 0.60 20.47 ± 0.13 21.93 ± 0.49 26.63 ± 0.23 32.60 ± 0.54
1.42 0 10.89 ± 0.47 11.76 ± 0.15 14.21 ± 0.67 22.79 ± 0.18 26.63 ± 0.13
1.14 0 20.30 ± 0.25 23.79 ± 0.06 24.96 ± 0.11 29.36 ± 0.22 36.58 ± 0.48
1.00 0 21.06 ± 0.11 21.87 ± 0.48 26.63 ± 0.14 29.31 ± 0.19 37.54 ± 0.24
0.95 0 30.37 ± 0.10 32.67 ± 0.58 35.22 ± 0.27 40.13 ± 0.73 45.36 ± 0.42
0.90 0 21.72 ± 0.56 21.84 ± 0.03 22.85 ± 0.32 26.56 ± 0.22 36.70 ± 0.29
0.81 0 20.06 ± 0.11 21.16 ± 0.50 21.92 ± 0.35 23.01 ± 0.33 37.54 ± 0.12
0.72 0 18.33 ± 0.09 20.06 ± 0.46 25.98 ± 0.08 28.26 ± 0.24 34.79 ± 0.10
0.61 0 10.28 ± 0.14 10.76 ± 0.54 12.48 ± 0.24 17.61 ± 0.54 26.16 ± 0.43
0.56 0 12.18 ± 0.03 18.21 ± 0.46 20.53 ± 0.05 22.52 ± 0.26 26.52 ± 0.14
0.43 0 21.88 ± 0.05 22.56 ± 0.55 22.94 ± 0.41 25.07 ± 0.34 25.74 ± 0.67
VC 0 18.08 ± 0.56 19.65 ± 0.42 31.53 ± 0.88 88.21 ± 0.78 99.47 ± 0.50
EIP 0 9.66 ± 0.05 11.49 ± 0.36 11.49 ± 0.07 24.15 ± 0.29 24.80 ± 0.32
147
3 结论与讨论
通过氨基磺酸－N，N－二甲基甲酰胺法对肠浒苔
多糖进行结构修饰，能增加其硫酸根的数量，改变其
糖链的结构。硫酸化过程受到硫酸化温度、硫酸化
时间、DMF 用量、氨基磺酸用量等的影响，从而影响
肠浒苔多糖硫酸根增加的量，即取代度大小。其中，
温度过高，氨基酸用量过多都会使取代度降低。这
可能是由于高温会破坏多糖的结构［28］，氨基磺酸用
量过多使得反应环境过酸，肠浒苔多糖容易降解［12］。
DMF用量多少直接影响肠浒苔多糖的分散和整个反
应环境的酸碱度;增长时间有利于硫酸化反应，但这
会使得生产成本增加，降低经济效益。肠浒苔多糖
硫酸化在温度 80 ℃左右，DMF用量范围 20～40 mL，
氨基磺酸用量 2.0 g 左右，4～5 h 的反应条件所得硫
酸化肠浒苔多糖取代度比较高。
硫酸化修饰后肠浒苔多糖对于 DPPH 自由基、
羟基自由基、超氧阴离子的清除能力和还原能力均
能增强。这与 Wang［14］等用氯磺酸法硫酸化修饰白
沙蒿多糖并研究其抗氧化活性的实验结果一致。在
本实验中，尤其是肠浒苔多糖对 DPPH 自由基的清
除效果和还原能力的增幅比较大，质量浓度为 2 mg /
mL DPPH 自由基的清除效果由原来的 45.55%增加
到了 63.59%(取代度 0.95) ，质量浓度为 2 mg /mL的
EIPA还原能力吸光值由 0.3592 增长到 1.5147(取代
度 0.95) ，增强效果明显。随着取代度增大，肠浒苔
多糖的抗氧化性先增强后减小，取代度在 0.8～1.2 范
围内，肠浒苔多糖的抗氧化活性较强。此取代度范
围对应的肠浒苔多糖硫酸化条件为 60～70 ℃左右，
DMF用量范围 20～40 mL，氨基磺酸用量 1.0～1.5 g左
右，反应 4～5 h。这说明取代度并不是越大越好。适
度的硫酸化修饰才是提高肠浒苔多糖抗氧化活性的
有效方式。至于取代度过大为何会导致其抗氧化活
性下降，其原因尚不得知，需要进一步分析其结构，
研究其抗氧化机理才能最终确定。
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152
色泽变化 Δa* 见图 6。分析可知随着甘氨酸或 L－半
胱氨酸浓度的增大，抑制南美白对虾红变的效果越
好。1.5 mg /mL的 L－半胱氨酸、1 mg /mL 的甘氨酸
效果最好，而 1 mg /mL与 1.5 mg /mL的 L－半胱氨酸
相比，差异不显著。因此在南美白对虾中添加 1 ～
1.5 mg /mL的 L－半胱氨酸或甘氨酸时可一定程度上
抑制南美白对虾的红变。
图 6 甘氨酸、L－半胱氨酸与 Δa* 关系
Fig.6 Ｒelationship between Δa*
and Glycine，L－cysteine
3 结论
pH为 5.3～6.5 的酸性溶液能显著加快南美白对
虾的红变速率(p ＜ 0.01) ，pH 为 7.3～8.3 时其红变程
度最低(p ＜ 0.01)。温度也是影响其红变的重要因
素，随着温度的升高，红变速率显著加快(p ＜ 0.01)。
且阳光直射、90 μW/cm2 的紫外线照射能显著加快
其红变(p ＜ 0.01)。因此南美白对虾的红变抑制应于
低温冻藏、避光条件下进行;添加 1～1.5 mg /mL 的
L－半胱氨酸或甘氨酸，且调 pH 为 7.3～8.3 时可在一
定程度上抑制南美白对虾的红变。本文的研究结果
可为南美白对虾的色变控制及贮运保鲜提供一定的
参考价值。
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