南瓜多糖提取工艺的优化及其抗氧化活性研究

论文摘要

以南瓜多糖得率为实验指标,将超声波处理辅助热水浸提的方法应用于南瓜多糖的提取研究。根据介质阻挡放电（DBD）产生冷电弧（NTP）的原理,设计制作了冷电弧反应器,利用冷电弧中的紫外线能激发光催化剂产生自由基的原理,将负载有Ti02光催化剂的活性炭颗粒置于冷电弧反应器内,整合成冷电弧-光催化-吸附反应器,应用于南瓜多糖的脱色研究。以Vc为对照,研究了南瓜多糖的抗氧化活性以及经过脱色后南瓜多糖的抗氧化活性的变化。在单因素实验研究的基础上,利用二次回归正交旋转组合设计对南瓜多糖提取工艺进行优化,得到回归方程：Y=37.0+0.415X1+0.200X2+0.345X3+0.415X4-0.343X12-0.294X22-0.333X32-0.406X42实验结果表明最优提取工艺条件为：水浸提时间11.5min、水浸提温度71.6℃、液固比52.6：1/（ml：g）、超声波处理时间16.3mmin,在此条件下提取南瓜多糖得率为37.5%。在研究探讨多指标不同权重系数对实验指标影响的基础上,实验确定以南瓜多糖脱色率和多糖保留率各占50%权重。在单因素实验实验基础上,利用二次回归正交旋转组合设计对脱色工艺条件进行优化,得到回归方程：Y=49.0+1.31Z1-0.0239Z12+3.85Z2-4.64Z22+0.533Z4-0.00536Z42+0.234Z2Z3-0.280Z3实验结果表明：冷电弧-光催化-吸附反应器对南瓜多糖脱色的最佳工艺条件为：脱色时间27.4min、脱色电压1.2万伏、活性炭在装置中的填充率15%、多糖溶液进入装置中的流速49.7ml/min。此条件下南瓜多糖提取液脱色率和多糖保留率的综合指标达到78.0%。采用同一批新鲜南瓜果肉组织作为实验原材料。抗氧化活性实验结果表明：南瓜多糖具有一定的抗氧化活性,和Vc相比南瓜多糖清除羟基自由基的能力相当于Vc的7.32%,清除超氧阴离子的能力相当于Vc的8.06%,还原力相当于Vc的5.06%,螯合金属离子的能力相当于Vc的1.19%,经过脱色处理后的南瓜多糖抗氧化活性下降了13.2%～35.6%,说明该脱色条件对南瓜多糖的结构及抗氧化活性产生一定的破坏。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 多糖概述
• 1.1.2 南瓜多糖简介
• 1.1.3 课题相关技术背景
• 1.2 多糖提取技术研究进展
• 1.2.1 水提醇沉法
• 1.2.2 酸、碱提取法
• 1.2.3 超声波提取法
• 1.2.4 微波提取法
• 1.2.5 超临界流体萃取法
• 1.2.6 酶解提取法
• 1.3 植物多糖提取过程中脱色技术的研究进展
• 1.3.1 氧化脱色
• 2O₂脱色'>1.3.1.1 H₂O₂脱色
• 1.3.1.2 臭氧氧化脱色
• 1.3.2 吸附脱色
• 1.3.2.1 活性炭脱色
• 1.3.2.2 树脂吸附脱色
• 3O₂吸附脱色'>1.3.2.3 Al₃O₂吸附脱色
• 1.3.3 近年来发展的新型脱色技术
• 1.3.3.1 臭氧-超声波组合脱色技术
• 1.3.3.2 冷电弧-光催化脱色技术
• 1.4 冷电弧技术简介
• 1.4.1 冷电弧概述
• 1.4.2 冷电弧技术的研究现状
• 1.5 光催化技术
• 1.5.1 光催化概述
• 1.5.2 冷电弧-光催化技术研究进展
• 1.5.3 冷电弧-光催化-吸附耦合技术
• 1.6 课题研究创新点和意义
• 1.6.1 课题研究创新点
• 1.6.2 课题研究的意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 仪器设备和试剂材料
• 2.1.1 仪器设备
• 2.1.2 实验材料与试剂
• 2.2 脱色装置的设计制作
• 2.2.1 冷电弧-光催化-吸附脱色装置的设计
• 2.2.2 脱色装置的制作流程
• 2.3 实验流程与实验方法
• 2.3.1 实验流程
• 2.3.2 南瓜多糖的提取实验因素的选择与实验条件的控制
• 2.3.3 葡萄糖标准曲线的制作
• 2.3.4 总糖浓度与还原糖浓度的测定
• 2.3.5 南瓜多糖得率的测定
• 2.3.6 南瓜多糖粗提液脱色实验因素的选择与实验条件的控制
• 2.3.7 南瓜多糖溶液脱色实验流程
• 2在活性炭颗粒上的负载'>2.3.8 光催化剂TiO₂在活性炭颗粒上的负载
• 2.3.9 南瓜多糖提取液脱色率的测定
• 2.3.10 南瓜多糖提取液多糖保留率的测定
• 2.3.11 南瓜多糖抗氧化性的测定方法
• 2.3.11.1 南瓜多糖清除羟基自由基（·OH）能力的测定
• 2^-·）能力的测定'>2.3.11.2 南瓜多糖清除超氧阴离子（O₂^-·）能力的测定
• 2.3.11.3 南瓜多糖还原力的测定
• 2.3.11.4 南瓜多糖螯合金属能力的测定
• 2.3.12 数据分析与处理
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 蒽酮-硫酸法葡糖糖标准曲线的制作
• 3.2 DNS法葡萄糖标准曲线的制作
• 3.3 超声波辅助热水浸提南瓜多糖的工艺技术研究
• 3.3.1 水浴浸提时间对提取效果的影响
• 3.3.2 水浴浸提温度对提取效果的影响
• 3.3.3 液固比对提取效果的影响
• 3.3.4 超声波处理时间对提取效果的影响
• 3.3.5 二次回归正交旋转组合设计优化提取工艺条件
• 3.3.5.1 二次回归正交旋转组合设计
• 3.3.5.2 二次回归正交旋转组合设计结构矩阵及计算
• 3.3.6 小结
• 3.4 双指标实验设计指标权重影响的讨论
• 3.5 冷电弧-光催化-吸附集成脱色技术的研究
• 3.5.1 多糖溶液进入装置的流速对脱色效果的影响
• 3.5.2 脱色处理时间对脱色效果的影响
• 3.5.3 脱色处理电压对脱色效果的影响
• 3.5.4 活性炭在脱色装置中的填充率对脱色效果的影响
• 3.5.5 二次回归正交旋转组合设计优化脱色工艺条件
• 3.5.5.1 二次回归正交旋转组合设计
• 3.5.5.2 二次回归正交旋转组合设计结构矩阵及计算
• 3.5.5.3 回归方程及回归系数的检验
• 3.5.5.4 零水平重复实验
• 3.5.5.5 最佳脱色工艺条件的确定
• 3.5.6 冷电弧-光催化-吸附技术脱色机理分析
• 3.6 小结
• 3.7 南瓜多糖氧化性的研究
• 3.6.1 南瓜多糖清除羟基（·OH）自由基能力的测定
• 2^-··）能力的测定'>3.6.2 南瓜多糖清除超氧阴离子（O₂^-··）能力的测定
• 3.6.3 南瓜多糖还原力的测定
• 3.6.4 南瓜多糖螯合金属离子能力的测定
• 3.6.5 植物多糖抗氧化机理的探讨
• 3.6.6 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 表南瓜多糖提取工艺二次回归正交旋转组合表
• 附录B 南瓜多糖脱色工艺二次回归正交旋转组合设计表
• 附录C 双指标综合指标得分与各指标不同权重系数r之间的关系讨论
• C-1 脱色率权重占100%
• C-2 脱色率权重80%多糖保留率权重20%
• C-3 脱色权重60%多糖保留率40%
• C-4 脱色权重占20%多糖保留率占80%
• C-5 权重系数r和回归方程系数之间的相关性讨论
• 个人简历