双酶法制备莲房原花青素及其抗氧化性、稳定性研究

论文摘要

莲房是莲科植物莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）的成熟花托,具有散瘀、止血、去湿的功效。现已研究发现莲房中含有的主要活性物质为原花青素,具有很强的生理活性,在食品化妆品及医药领域具有广阔的前景。本课题旨在对莲房原花青素的提取、纯化工艺进行优化,建立了一种新的测定莲房原花青素抗氧化活性的方法,并全面评价了它的稳定性,为莲房原花青素的有效应用提供理论依据。本课题主要研究结果如下：1.首先为选择一种比较准确、方便的测定莲房原花青素的方法,对紫外分光光度法、硫酸-香草醛法和盐酸-正丁醇法这3中常见的测量原花青素含量的有效方法进行对比研究,文中研究了这3种方法在测定莲房中原花青素含量时的灵敏度、稳定性、精密度和回收率,并依据不同的反应原理对3种测定方法进行了比较分析,结果表明：紫外分光光度法简单快捷但只适用于原花青素含量纯度特别高的产品,不适合纯度低的原花青素的测定；硫酸香草醛法线性范围宽、精密度高但它测定的是黄烷-3-醇单体与原花青素的总量,导致测定结果偏高；盐酸-正丁醇法测定的产品质量最高,但该法操作相对复杂,难以严格控制反应条件,导致该法的精密度低,且正丁醇对实验人员伤害较大。2.文中利用BOX-Behnken的中心组合设计及响应而分析,研究了双酶法提取莲房原花青素（LSPC）的提取条件对原花青素的提取率的影响,利用SAS软件对莲房原花青素提取率的二次回归模型进行分析。结果显示双酶法提取莲房原花青素的最佳工艺参数为：酶解温度53.07℃、酶解时间1.56h、pH值4.8、果胶酶：纤维素酶1：1.08,在此工艺参数下原花青素的提取率为5.28%,优化后的工艺相对单一醇提法提取率提高了35.8%。采用DPPH法进行了抗氧化性的对比,结果显示双酶法提取的莲房原花青素比单一醇法提取的原花青素的清除DPPH自由基的能力强。3.比较了AB-8、HP-20、ADS-17、D101四种型号的大孔树脂的吸附量、解吸率。并对吸附量和解吸率较高的AB-8、HP-20进行了吸附动力学研究,选定AB-8作为莲房原花青素纯化的最佳树脂。AB-8型树脂对原花青素具有吸附量大、解吸率高、易解吸等特点,适于莲房原花青素的分离纯化。AB-8型大孔树脂纯化莲房原花青素的最优工艺条件为：上样液浓度10.0mg/mL,上样流速1mL/min,用3.5 BV的60%乙醇即可基本将原花青素完全从树脂上解吸下来,此条件得到的原花青素产品纯度为102.39%。4.流动注射-化学发光法是在静态化学发光法的基础上进行改进,可以克服静态化学发光法重现性和选择性较差等缺点,得到稳定、重现性好的检测结果。通过实验确定出了流动注射-化学发光法的最佳反应条件：鲁米诺浓度：0.5mmol/L;邻苯三酚溶液浓度：0.3mmol/L;Na2CO3-NaHCO3缓冲液pH：10.45。该方法的稳定性好、精密度高、线性范围为0.02-0.50mg/mL。用该法测定的莲房原花青素的抗氧化能力大于抗坏血酸,结果与DPPH法测定的抗氧化结果一致。5.对莲房原花青素（LSPC）的稳定性和热降解动力学进行了研究。结果表明：LSPC在低温、避光和弱酸条件下能表现出良好的稳定性；NaCl、蔗糖、葡萄糖等食品原料和防腐剂对LSPC的稳定性影响不明显；H202对莲房原花青素破坏作用较大,NaHSO3对其有保护作用；Fe3+、Fe2+、Pb2+和A13+对LSPC有明显的破坏作用,其它金属离子影响不大；4种不同灭菌方式对LSPC的稳定性有不同程度影响,其中巴氏灭菌的影响较小,高压蒸汽灭菌的影响最大。LSPC的热降解符合动力学一级反应,其反应活化能E。为43.10kJ/mol,反应常数k0为1.51×105,得出了LSPC降解的预测模型。经验证,模型与实测值拟合较好,表明该模型是合理的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 第一章 前言
• 1 莲及莲房的概述
• 1.1 莲的概述
• 1.2 莲房的概述
• 2 原花青素研究概况
• 2.1 原花青素简介
• 2.2 原花青素的理化性质
• 2.3 原花青素的提取、分离及测定方法的研究现状
• 2.3.1 原花青素的提取
• 2.3.2 原花青素的分离纯化
• 2.3.3 原花青素的测定方法
• 2.4 原花青素稳定性的研究现状
• 2.5 原花青素抗氧化活性的测定方法的研究现状
• 3 莲房原花青素的研究现状
• 4 本课题研究的目的及意义
• 5 本课题的创新点
• 第二章 莲房原花青素测定方法的对比研究
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 主要仪器设备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 样品制备
• 1.3.2 标准曲线制作
• 1.3.3 三种方法的稳定性试验
• 1.3.4 三种方法的精密度试验
• 1.3.5 三种方法的加标回收率试验
• 1.3.6 样品测定
• 2 结果与讨论
• 2.1 标准曲线及其灵敏度
• 2.2 稳定性试验
• 2.3 精密度试验
• 2.4 回收率试验
• 2.5 样品原花青素含量测定
• 3 结论
• 第三章 响应曲面法优化双酶法提取莲房原花青素
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 主要仪器设备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 莲房原花青素提取率的测定
• 1.3.2 莲房原花青素双酶法提取的单因素试验
• 1.3.3 响应曲面法优化双酶法提取莲房原花青素的工艺
• 1.3.4 双酶法与单一醇提法提取的原花青素的清除DPPH·的能力的比较
• 2 结果与讨论
• 2.1 单因素试验分析
• 2.1.1 酶解温度对原花青素提取率的影响
• 2.1.2 酶解时间对原花青素提取率的影响
• 2.1.3 酶解pH对原花青素提取率的影响
• 2.1.4 加酶比对原花青素提取率的影响
• 2.2 正交试验结果
• 2.2.1 实验设计和统计分析
• 2.2.2 响应曲面法实验设计及结果
• 2.2.3 模型的显著性检验
• 2.2.4 响应面交互作用分析
• 2.2.5 最优提取条件
• 2.2.6 试验模型的验证和比较
• 2.3 双酶法与单一醇提法对莲房原花青素的提取率的对比
• 2.4 双酶法与单一醇提法提取的原花青素清除DPPH·的能力的比较
• 3 结论
• 第四章 莲房原花青素的纯化工艺
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 主要仪器设备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 原花青素提取液的制备
• 1.3.2 大孔吸附树脂的的筛选
• 1.3.3 上样液浓度对吸附效果的影响
• 1.3.4 上样液流速对吸附效果的影响
• 1.3.5 乙醇浓度对洗脱效果的影响
• 1.3.6 动态洗脱曲线的考察
• 1.3.7 大孔树脂纯化后的莲房原花青素的纯度
• 1.3.8 液相色谱分析
• 2 结果与讨论
• 2.1 大孔吸附树脂的筛选
• 2.2 静态吸附动力学曲线
• 2.3 上样液浓度对吸附效果的影响
• 2.4 上样液流速对吸附效果的影响
• 2.5 乙醇浓度对洗脱效果的影响
• 2.6 动态洗脱曲线的考察
• 2.7 大孔树脂纯化后的莲房原花青素的纯度测定
• 2.8 液相色谱分析
• 3. 结论
• 第五章 流动注射化学发光法测定莲房原花青素的抗氧化活性
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 主要仪器设备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 流路及仪器参数的选择
• 1.3.2 反应条件的选择
• 1.3.3 体系的稳定性、方法的精密度及线性范围
• 1.3.4 抗氧化能力的测定
• 1.3.5 与DPPH法测定的抗氧化结果的对比
• 2 结果与讨论
• 2.1 流路及仪器参数的选择
• 2.1.1 流路的选择
• 2.1.2 仪器参数的选择
• 2.2 反应条件的选择
• 2.2.1 鲁米诺浓度的选择
• 2.2.2 邻苯三酚浓度的选择
• 2CO₃-NaHCO₃缓冲液pH的选择'>2.2.3 Na₂CO₃-NaHCO₃缓冲液pH的选择
• 2.3 体系的稳定性、方法的精密度及线性范围
• 2.4 抗氧化能力的测定
• 2.5 与DPPH法测定的抗氧化结果的对比
• 3 结论
• 第六章 莲房原花青素的稳定性研究
• 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 仪器与试剂
• 1.2.1 主要试剂
• 1.2.2 主要仪器设备
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 莲房原花青素的制备
• 1.3.2 原花青素含量的测定及保存率的计算
• 1.3.3 莲房原花青素的稳定性实验
• 1.3.4 动力学理论
• 2 结果与分析
• 2.1 光对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.2 温度对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.3 PH值对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.4 糖和食盐对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.5 氧化剂和还原剂对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.6 防腐剂对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.7 金属离子对莲房原花青素稳定性影响
• 2.8 不同灭菌方式对莲房原花青素稳定性的影响
• 2.9 莲房原花青素热降解动力学
• 2.9.1 反应级数（n）确定
• 2.9.2 莲房原花青素热降解动力学参数的确定
• 2.9.3 莲房原花青素热处理过程中含量变化的预测模型
• 2.9.4 动力学模型的验证
• 3 结论
• 第七章 结论与讨论
• 1 主要结论
• 2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 发表的文章