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1、待修正格式正文4农学校编码 10390 分类号 密级 学 号 2007229003 UDC 硕 士 学 位 论 文数据库的应用指 导 教 师： X X X教授 作 者 姓 名： X X 申 请 学位级别： 硕士 专 业 名 称： 食品科学 论 文 提交日期： 2010年 月 日 论 文 答辩日期： 2010年 月 日 学 位 授予单位： 集美大学 学 位 授予日期： 2010年 月 日 答辩委员会主席： 论 文 评 阅 人： 硕 士 学 位 论 文数据库的应用The Application Of Database学 科 门 类： 工学 作 者 姓 名： X X 指 导 教 师： X X X教授

2、 专 业 名 称： 食品科学 学位授予单位： 2010年 月 日 论文答辩日期： 2010年 月 日 集美 大学硕士学位论文数据库的应用黄娟学术诚信声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）： 时 间： 保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同

3、媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作 者（签名）： 导 师（签名）：时 间： 水杨酸、水杨酸甲酯生物活性研究摘 要水杨酸 (salicylic acid，SA)、水杨酸甲酯(methyl salicylate，MeSA)是食品、化妆品等领域应用的一种酚类香料。存在于植物体内的SA、MeSA可强化植物的抗逆性，常被作为植物应对胁迫反应的一种信号分子。有关SA、MeSA生物活性及机理的探究报道目前主要为细胞、生理层面，至今还鲜见从分子水平对SA、MeSA生物活性和作用机制的探讨。本文利用稳态的邻苯三酚自氧化法、微生物法、紫外光解法、琼脂糖凝胶电泳法分别研究了SA、MeSA在水、O/W微乳液

4、中清除有毒物超氧自由基（O2-）、单线态氧（1O2）、亚硝胺的生物活性及其主要影响因子；在此基础上，研究了水、O/W微乳液体系中SA、MeSA对DNA紫外辐射损伤的拮抗活性。并与传统抗氧化剂（Vc）进行了对照。辅以时间分辨脉冲辐解技术，通过观测SA、MeSA分别与DNA相互作用的特征瞬态吸收谱和生成-衰减动力学，获得了SA、MeSA快速修复DNA的损伤产物的原初证据，测取了反应的速率常数。探讨了反应的分子机理。全文共分为六章：第一章 引言部分。详细介绍了SA、MeSA的结构与性质，综合评述SA、MeSA农业、食品、医学等方面应用及其生物活性的研究进展情况，并在此基础上提出了本论文的设想。第二章

5、 采用邻苯三酚自氧化法对水、O/W微乳液体系中SA、MeSA清除O2-的性能及其主要影响因子进行了研究。结果表明：SA、MeSA对O2- 均具有良好的清除能力。在水浴20min，25、pH8.20的最佳条件下，1.60 mmol/L 的SA、MeSA水溶液对O2-的清除率为41.53%、46.60%；在O/W乳液体系中相应为27.49%、37.74%。第三章 利用微生物法研究水、微乳液体系中SA、MeSA对1O2 的抑制效果。结果表明：SA、MeSA对1O2 均具有良好的抑制能力。尤其O/W微乳液体系中SA、MeSA对1O2 的清除率最高分别可达74.70%、95.31%，比等浓度的Vc (6

6、3.17%)还要高。MeSA水溶液对1O2的清除率最高可达94.37%，效果优于等浓度的Vc(88.69%)。第四章 利用紫外光解法研究SA、MeSA在水、微乳液体系中对亚硝胺合成的阻断效果及其主要影响因子。研究结果表明，在最佳反应条件下，与水溶液体系对比，1.28 mmol/L 的SA、MeSA在O/W微乳溶液中对亚硝胺合成的阻断率可升高至72.27 %、73.34 %；3.20 mmol/L SA、MeSA在O/W微乳溶液中对亚硝胺合成的阻断率可分别高达74.77%、81.48%。第五章 利用琼脂糖凝胶电泳、脉冲辐解技术分别研究了水、微乳液体系中强光、电子束引发SA、MeSA与DNA的相互

7、作用。通过凝胶电泳分别确定了SA、MeSA在两种不同体系中对DNA紫外辐射损伤所产生的拮抗、协同作用及其相应的浓度。与水溶液体系结果对比，O/W微乳液体系中，0.10.8 mmol/LSA、MeSA、Vc 对DNA紫外辐照损伤均显示了明显的拮抗作用，而未出现协同破坏作用。脉冲辐解实验观测结果表明：在SA、MeSA与DNA的瞬态反应中，0.1mmol/L SA、MeSA均可通过电子转移反应，分别产生相应的酚氧自由基（PhSAO、PhMeSAO）、并快速修复DNA的损伤产物-DNA羟基加合物（DNA-OH），反应速率常数分别为9.07 109 dm3mol-1s-1和5.23 109 dm3mol

8、-1s-1。第六章 结论与建议。对本文的研究结果进行了总结，提出了今后继续开展相关研究内容的建议。关键词 水杨酸，水杨酸甲酯，活性氧，亚硝胺，小牛胸腺DNA，微乳液，脉冲辐解Study On the Biological Activities Of Salicylic Acidand Methyl SalicylateAbstractSalicylic acid (SA) and Methyl Salicylate (MeSA) are important phenolic spices applied in the area of food and cosmetic products. SA

9、 and MeSA in plants may serve to strengthen the plants resistance to adverse condition as signal molecules in plants to response to stress. So far, investigation reports with regard to the biological activity and mechanisms of SA and MeSA have been conducted mainly in cellular and physiological leve

10、ls, but rarely in molecular level. In this paper we use steady-state pyrogallol autoxidation method, microbiological method, UV method and agarose gel electrophoresis to study the biological activities and main affecting factors of SA and MeSA to remove toxicants such as superoxidate radicals(O2-),

11、singlet oxygen (1O2) and nitrosamines in water and O/W microemulsion. Based on this, we investigated the antagonistic activities of SA and MeSA in water or O/W microemulsion system to DNA damages by UV radiation and compared that with traditional antioxidant. With the assistance of time-resolved pul

12、se radiolysis technology, through the observation of the feature transient absorption spectra and kinetics of interactions between SA, MeSA and DNA, the original evidence that SA and MeSA may quickly repair the damaged product of DNA was obtained and the rate constant of reaction were measured. The

13、molecular mechanism of the reaction was also discussed. This paper is divided into six chapters:Chapter 1: Introduction. The structure and nature of SA and MeSA are introduced in details. The comprehensive review on SA and MeSA applications in agriculture, food and medicine and research progress of

14、the biological activities of SA and MeSA is also involved in this chapter, based on which the assumption of this paper is put forward.Chapter 2: The performance of SA and MeSA in clearing O2- in water or O/W microemulsion system and the main affecting factors are assessed by pyrogallol autoxidation

15、method. The result showed that both SA and MeSA have a good clearance ability towards O2-. In optimal conditions (water bath for 20 min, 25 , pH8.20), the clearance of 1.60 mmol/L SA and MeSA in aqueous solution to O2- are 27.49% and 37.74%, and 42.20%, 78.90% in O/W microemulsion system.Chapter 3:

16、The inhibitory effect of SA and MeSA on 1O2 in water or O/W microemulsion system is assessed through microbiological method. The results showed that: SA and MeSA had a favorable inhibition ability to 1O2 , Especially in 8 mmol/L MeSA aqueous solution, the highest clearance rate could reach 94.37%, w

17、hich is better than Vc(88.69%) with the same concentration.Chapter 4: The Blocking effect and its main affecting factors for SA and MeSA on nitrosamines in water and O/W micro-emulsion system are investigated using UV method. The results show that under optimal reaction conditions, 1.28 mmol/L SA an

18、d 1.28 mmol/L MeSA in O/W microemulsion solution have a high nitrosamine-blocking rate up to 72.27 % and 73.34 %，respectively, compared with that in aqueous system.Chapter 5: We investigated the interactions between DNA and SA or MeSA in water and O/W microemulsion system induced by strong light and

19、 electron beam with agarose gel electrophoresis and pulse radiolysis respectively. The antagonistic and synergistic effect of SA and MeSA on DNA damage due to UV radiation and the corresponding concentrations are determined by gel electrophoresis in two different systems. Compared with that in aqueo

20、us solution, 0.10.8 mmol/L SA, MeSA and Vc in microemulsion system have not shown synergistic but significant antagonistic effect to DNA damage caused by UV radiation. The findings obtained from pulse radiolysis confirmed that 0.1mmol/L SA, MeSA could repair the damage products of DNA（DNA-OH）by tran

21、sferring electrons quickly and produce corresponding phenoxy radicals (PhSAO、PhMeSAO). The rate constants of transient reaction are 9.07 109 dm3mol-1s-1and 5.23 109 dm3mol-1s-1, respectively. Chapter 6: Conclusions and recommendations. Make a summary for the results of this study and propose recomme

22、ndations for further relaed research in the future. Keywords: Salicylic Acid，Methyl Salicylate，Reactive Oxygen Species，Nitrosamine，Calf Thymus DNA，microemulsion，pulse radiolysis目 录第一章 引言 11.1 SA、MeSA的结构与性质 11.2 SA和MeSA的应用及其生物活性研究进展 21.2.1 SA、MeSA在农业、果品、蔬菜保鲜等领域的应用 21.2.2 SA、MeSA在医学上的应用 61.2.3 SA、MeSA

23、的生物活性机理研究进展 71.3 本论文的设想 8第二章 水溶液和微乳液体系中SA、MeSA清除O2- 性能的研究 102.1 材料与方法 102.1.1 材料与试剂 102.1.2 实验仪器 102.1.3 实验方法 112.3 结果与分析 122.3.1水溶液体系中SA、MeSA清除O2- 的测定 122.3.2 O/W微乳液体系中SA、MeSA清除O2- 的测定 162.3 结果与讨论 21第三章 水溶液体系和O/W微乳液体系中SA、MeSA对单1O2的抑制作用研究 233.1 材料与方法 233.1.1 材料与试剂 233.1.2 实验仪器 233.1.3 实验方法 243.2 结果与

24、分析 243.2.1 水溶液体系中SA、MeSA对1O2的抑制作用 243.2.2 O/W微乳液体系中SA、MeSA对1O2的抑制作用 253.3 结果与讨论 25第四章SA、MeSA以及SA微乳、MeSA微乳对亚硝胺合成阻断作用研究 274.1 材料与方法 274.1.1 材料与试剂 274.1.2 实验仪器 274.1.3 实验原理与方法 284.2结果与分析 284.2.1 水溶液体系中SA、MeSA对亚硝胺合成阻断作用研究 284.2.2 SA、MeSA微乳对亚硝胺合成阻断作用研究 334.3 结果与讨论 36第五章 UV引发SA、MeSA与DNA相互作用的凝胶电泳及脉冲辐解 385.

25、1 材料与方法 385.1.1 材料与试剂 385.1.2 实验仪器 385.1.3 实验方法 395.2 结果与分析 395.2.1 水溶液体系中SA、MeSA对DNA紫外辐射损伤的凝胶电泳 395.2.2 水溶液体系中SA与DNA相互作用的脉冲辐解 425.2.3 水溶液体系中MeSA与DNA相互作用的脉冲辐解 475.2.4 SA、MeSA微乳液对DNA紫外辐射损伤的凝胶电泳 515.3 结果与讨论 55第六章 结论与建议 57致 谢 59参考文献 60在学期间发表的学术论文 68第一章 引言1.1 SA、MeSA的结构与性质我国地域辽阔，拥有极其丰富的生物资源，在动、植物和微生物资源中

26、，蕴藏着对人类具有重要作用的天然有机化合物，为人类利用自然资源创造了得天独厚的条件。从植物中提取出来的不少天然有机物具有一定的生物活性，为生物化学工业、医学化学工业提供了原料1。挖掘开发具有生物活性的天然产物是多年来的研究热点。 水杨酸(SA，邻羟基苯甲酸)，分子式为：C7H6O3，结构式：SA纯品为白色结晶性粉末，溶于乙醇、乙醚、丙酮、松节油等有机溶剂。存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中，是植物体内自身合成的一种类似植物激素的简单酚类化合物2,3。SA是香料、食品、染料、医药和农药等工业的重要中间体3-7，主要应用于香料、紫外线吸收剂、医药、农药、染料等工业。药用级SA本身就是一种外用

27、药品，制成SA软膏，可用于皮肤病的冶疗，对于杀灭真菌、霉菌有良好疗效。我国国标GB7916- 1987 规定化妆品中SA的最高允许用量质量分数为0.5 %（以酸计）8。大部分水果，尤其是浆果和干果，都含有SA。平均每100 gm（实质等同性）蔬菜中含有06 mg SA，某些草药和香料的SA含量也很高。人体吸收的SA量大约为每天10200 mg9。SA与醇类反应，可制得一系列酯类香精，如与甲醇反应制得水杨酸甲酯（MeSA，邻羟基苯甲酸甲酯），分子式：C8H8O3，结构式：MeSA为无色或淡黄色液体，有特征性芳香气味，易溶于乙醇、乙醚、冰醋酸等有机溶剂，微溶于水10。是一类重要的酯类化合物，天然存

28、在于冬青叶中，是很多植物的有效成分。近些年来，MeSA 的生物功能不断被发现，如在医学领域MeSA有消炎镇痛作用，局部用于关节或肌肉疼痛，常做搽剂治疗风湿痛之用11-14。此外，MeSA还可作为化妆品、牙膏、食品等的香料；还用作溶剂和中间体制造涂料、油墨、杀虫剂、杀菌剂、上光剂及纤维助染剂等7。全世界大概每年使用10100吨的MeSA15。尤其在农业上，SA、MeSA已被证实可以强化植物的抗逆性，被作为植物应对胁迫反应的一种信号分子16。随着SA、MeSA在许多领域的广泛应用，SA、MeSA的需求量将大大增加。1.2 SA和MeSA的应用及其生物活性研究进展1.2.1 SA、MeSA在农业、果

29、品、蔬菜保鲜等领域的应用1.2.1.1 SA、MeSA在农业上的应用SA、MeSA是一种经济安全的植物生长调节剂，在果蔬和农作物中的应用具有用量少、处理成本低、使用安全方便等优点。SA、MeSA通过调节植物体内的生理生化反应来发挥作用，不会造成环境污染，对人、畜安全，可在植物生长的各个时期施用，适应绿色无公害农业发展的要求17。20 世纪60 年代以来，人们逐渐认识了SA 和MeSA一些生理功能。例如，外源SA 能改变光周期诱导植物开花、影响植物产热、性别调控和抑制乙烯的生物合成，参与植物离子吸收、气孔开闭、种子萌发、果实产量等18-21。SA 和MeSA被认为是一类新型植物激素18，20 世

30、纪90 年代以来的生物化学研究表明，SA 和MeSA是植物体内重要的内源信号物质，在植物诱导抗病性以及系统获得抗病性过程中起到信号转导作用22。SA 和MeSA等信号物质能诱导脂类过氧化产物的积累，可以诱导植物抗病相关防御基因的表达以及相应防御物质的产生23,24，也可能在植物防御虫害、植株间传递伤害信息方面起传递信号的作用25。已有相关研究报道SA、MeSA能诱导植物产生抗热性、耐寒性、抗氧化和抗旱性、抗盐性、抗病性以及重金属的胁迫。1.2.1.1.1 抗热性、耐寒性高温胁迫能够在植物体内产生过氧化物和超氧化物造成氧化胁迫26，对植物细胞产生破坏作用。郁松林将“京秀”葡萄幼苗分别用40高温和

31、150 mol/L SA不同时间处理，发现在高温胁迫和外源SA处理在叶片和果肉细胞中游离态和结合态SA含量均明显上升，游离态水杨酸的变化与52 kD MAPK类和42 kD CDPK类的蛋白激酶活性变化有高度的一致性。证明了SA的确是高温胁迫应激响应中的信号分子27。陈秋明等研究发现高温胁迫下，活性氧迅速产生并攻击生物分子，造成膜脂过氧化，DNA 突变，蛋白质变性等。此时，植物体内抗氧化系统起着维持活性氧代谢平衡的重要作用。超氧化物歧化酶(SOD) 是抗氧化系统的第一道防线，能将O2- 歧化为O2 和H2O2，减轻O2- 对细胞的伤害。外源SA 提高了高温胁迫下百合植株中的SOD 活性，从而将过量生成的O2- 迅速分解为O2 和H2O2 28。Dat 等报道外施SA后，烟草中过氧化氢酶(CAT)活性减少的同时，细胞内的H2O2水平上升，能提高植物抗热能力29。SA 还可显著提高豌豆、高羊茅、马铃薯、芥菜及黄瓜幼苗的耐热性30-32，经SA 预处理可以有效提高葡萄在高温下的抗氧化能力33。有研究证明，外源SA可缓解低温胁迫对黄瓜幼苗生长所产生的抑制作用34。肖崇德通过实验发现，在冷害胁迫时，用101 000 mol/L 的SA喷施暧季型草坪草，能够提高草叶抗氧