通讯:13983250545
微信:ycsh638
QQ:469764481邮箱:ycsh6318@163.com
罗非鱼加工副产物不同部位硫酸软骨素的制备、理化性质及结构表征
硫酸软骨素(CS)是一种高度硫酸化的糖胺聚糖,由交替的D-葡萄糖醛酸(GlcA)和N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)连接的二糖单位组成。相比之下,由于陆地动物存在疯牛病,猪霍乱和口蹄疫等疾病,海洋来源的CS安全性更高。然而,商品化CS主要是鲨鱼来源,其资源珍稀且价格昂贵,因此寻找经济且安全性高的CS新来源受到学者们的广泛关注。
广东海洋大学食品科技学院,广东省水产品加工与安全重点实验室,广东省海洋生物制品工程实验室,广东省海洋食品工程技术研究中心的左格格、钟赛意*等以罗非鱼副产物不同部位为原料制备CS,并对其理化性质和精细结构进行分析,评估罗非鱼下脚料是否可以作为商品化CS的一个潜在来源,旨在为罗非鱼副产物的高值化开发利用提供参考。
1、理化性质分析
如表1所示,罗非鱼副产物不同部位CS的理化性质具有差异性。4 个部位CS的总糖含量和糖醛酸含量没有显著差异。鱼头和鱼尾的CS含量、GlcN含量、硫酸基含量没有显著差异。其中鱼头部位的CS质量分数和提取率最高,分别达到(90.37±1.77)%和1.02%,可能是CS主要存在于软骨中;鱼尾、鱼鳍和鱼脊骨CS质量分数分别为(83.33±17.88)%、(59.76±1.22)%和(52.01±3.15)%。GlcN质量分数依次为鱼尾、鱼头、鱼鳍、鱼脊骨,最高达(19.28±1.62)%,最低为(2.49±0.62)%。4 个部位CS的硫酸基质量分数依次为鱼头(22.89±0.11)%、鱼尾(22.72±2.92)%、鱼鳍(18.34±0.42)%、鱼脊骨(12.56±0.28)%,差异明显。4 个部位CS的蛋白质含量较低,说明三氯乙酸除蛋白效果较好。
2、结构表征
紫外波长扫描光谱
如图1所示,罗非鱼副产物不同部位CS和CS标准品都在190~200 nm之间具有糖类特征吸收峰,且峰形均较窄、尖锐、无其他杂峰。其中鱼头和鱼脊骨CS在260 nm波长处有微弱的吸收峰,说明含有少量的核酸。4 个部位CS在280 nm波长处都没有蛋白质的吸收峰,表明纯度较好。
醋酸纤维膜电泳
如图2所示,CS-C和CS-A的结构相似,但CS-C的硫酸化程度和电荷密度较高,因此迁移率表现比CS-A快。罗非鱼副产物不同部位CS的电泳条带单一、较窄,说明不含其他糖胺聚糖且电荷均一。4 个样品的迁移率与CS标准品接近,均含有不同比例的CS-A和CS-C。
傅里叶变化红外光谱分析
如图3所示,4 个部位CS在4 000~1 300 cm-1范围内无明显区别,而在1 300~400 cm-1指纹区域内有细微差别。鱼头和鱼尾CS红外图谱在指纹区与CS-C标准品相近,而鱼脊骨和鱼鳍CS与CS-A标准品相似。如表2所示,4 个样品CS相同之处在于:在3 400 cm-1附近处由O—H伸缩振动引起,说明存在氢键,且峰形均较宽;2 900 cm-1附近有糖类物质的特征吸收峰;1 640 cm-1和1 550 cm-1附近有—NHCOCH3—的C=O伸缩振动和N—H变角振动,属于酰胺I吸收带;1 420 cm-1附近存在羧基的C=O伸缩振动;1 370 cm-1附近有以GlcA形式存在的O—H变角振动;1 240 cm-1附近存在硫酸基;1 040 cm-1和920 cm-1附近存在吡喃糖伸缩振动,说明4 个部位CS都存在糖环、乙酰氨基、硫酸基、羟基和羧基等官能团,具有CS的基本结构。
分子质量分析
如图4所示,罗非鱼下脚料不同部位CS的出峰时间和CS标准品一致,其中倒峰是溶剂NaNO3的峰,相比较而言样品CS的峰形对称性较差且有杂峰,表明样品中含有小分子杂质。将保留时间代入不同分子质量葡聚糖所得的线性回归方程,结果如表3所示。
CS的相对分子质量一般在5 000~50 000范围内,罗非鱼副产物不同部位CS的分子质量属于CS类。比较发现,鲨鱼来源CS-C标准品的mn、mw和mz均显著高于牛软骨来源的CS-A标准品。鱼脊骨和鱼鳍CS的mn较接近,分别为18 402和19 481,接近但均低于CS-A。而鱼头和鱼尾CS的mn介于CS-A和CS-C之间,分别为51 422和76 371。鱼头CS的mw和mz都高于其他3 个部位CS,显著低于CS-C标准品。
单糖组成分析
采用PMP衍生法,以CS-A和CS-C为参照,对罗非鱼副产物不同部位CS进行单糖组成测定,色谱图如图5所示,分析结果如表4所示。
4 个部位CS和标准品的单糖种类相似,主要含有GlcA、Glc、GalN,以及少量的GlcN、GalA、GlcNA、Gal、Xyl、Ara。鱼头CS不含有GalA,鱼尾CS含有少量的Man。不同部位CS在13 min都在出现了与标准品出峰时间不匹配的未知峰,可能是未降解的寡糖片段,这与分子质量分析结果一致。
二糖组成分析
将罗非鱼副产物不同部位CS用硫酸软骨素酶降解,利用强阴离子交换-HPLC对酶解产物进行分析,色谱图如图6所示。CS-A和CS-C的硫酸基团位置和数量不同,CS-A中Δdi4S比Δdi6S多,而CSC相反。如表5所示,4 个部位CS均不含三硫酸化二糖。其中鱼头CS不含有二硫化二糖,Δdi6S(46.10%)比Δdi4S(41.01%)含量高,属于CS-C。鱼尾也是CS-C,与鱼头不同的是还含有0.68%二硫酸二糖(Δdi2,6S)。鲨鱼CS主要由单硫酸二糖Δdi6S(40.8%)和Δdi4S(34.9%)组成,从罗非鱼头和鱼尾提取的CS与鲨鱼CS的二糖组成相似。Δdi4,6S(1.21%)只在鱼脊骨CS中存在,除此之外还包含Δdi2,4S(0.46%),但Δdi4S(71.86%)含量最高,主要为CS-A。鱼鳍CS与鱼脊骨CS二糖组成相似,但不含有Δdi4,6S而是含有0.41%的Δdi2,6S二硫化二糖,主要为CS-A。根据Δdi4S和Δdi6S物质的量比(4S/6S)可得出相同结论,与红外光谱扫描的结果一致。硫酸化程度和电荷密度呈正比,4 个部位CS的电荷密度0.96~0.81不等,其中鱼鳍CS电荷密度最高,硫酸根含量最高;其次是鱼脊骨CS,最低的是鱼尾CS,这与醋酸纤维膜电泳结果相同。
一
结论
结果表明,鱼头、鱼尾所含硫酸软骨素主要为C型(Δdi6S),含量分别为46.10%和41.01%;鱼脊骨、鱼鳍所含硫酸软骨素主要为A型(Δdi4S),含量分别为71.86%和69.59%。纯度从高到低依次为鱼头90.37%、鱼尾83.33%、鱼脊骨59.76%、鱼鳍52.01%。鱼头、鱼脊骨、鱼鳍、鱼尾硫酸软骨素的单糖组成主要由不同比例的葡萄糖醛酸、葡萄糖和氨基半乳糖构成,mn依次为51 422、18 402、19 481、76 371。不同部位提取的硫酸软骨素的种类和组成有明显差异,其中罗非鱼头、鱼尾提取的硫酸软骨素与鲨鱼软骨来源硫酸软骨素结构相似,有望作为代替鲨鱼硫酸软骨素的潜在来源。
声明:本站未注明出处的转载文章是出于传递更多信息之目的。若有未注明出处或标注错误或侵犯了您的合法权益,请与本网站联系,我们将及时更正、删除,谢谢!
欢迎关注本站(可搜索)"养鱼第一线"微信公众号和微信视频号"养鱼第一线刘文俊视频号"!以及头条号"水花鱼@渔人刘文俊",将会定期向你推送信息!