本文主要研究内容
作者薛宏坤（2019）在《微波诱导压力强化萃取蓝莓花青素的机理、特性与工艺研究》一文中研究指出：蓝莓中花青素具有较高的营养、保健和药用价值,市场认知度高,需求量大。因此,对蓝莓花青素提取工艺的研究显得十分必要。微波作为一种高效、环保、过程易控制和节约成本的提取手段,已经广泛应用于天然产物的提取。但微波辅助萃取(Microwave-assisted extraction,MAE)由于电磁场分布不均和物料特性等诸多因素的影响,使得萃取液温度分布不均,局部高温导致花青素降解,降低了蓝莓的营养价值。针对该问题,本课题拟从获得高得率和低降解率花青素角度出发,首先,建立萃取条件与萃取液介电特性的数学模型,分析萃取条件对萃取液介电特性的变化规律,同时建立MAE过程中的仿真模型,分析蓝莓萃取液内部传热、传质和微波能吸收规律;其次,基于电磁场、固体传热和固体力学理论,建立微波压力作用下蓝莓细胞壁破裂多物理场耦合的数学模型,进而分析微波强化萃取蓝莓花青素的本质原因;再次,依据Fick第二定律建立MAE花青素获取和降解的同步模型,揭示蓝莓花青素在微波作用下的传递机理;最后,在以上理论研究的基础上,研究MAE蓝莓花青素的提取和纯化工艺、花青素结构鉴定及体外抗氧化活性。基于上述研究内容,研究结论主要从花青素的萃取机理、特性(萃取、纯化和抗氧化)及工艺(萃取和纯化)三方面进行归纳,具体结论如下:(1)在机理方面,首先依据所建立介电特性的变化模型,得出试验因素(微波强度、萃取时间、乙醇体积分数和料液比)均能显著影响萃取液介电常数和介电损耗因子;其次,通过建立MAE过程中的仿真模型,研究发现在萃取容器中心处有最大的微波能吸收,温度由容器中心向边缘呈降低趋势;通过台架试验得出萃取花青素的临界温度为50℃℃,在高于50℃℃花青素降解起主导作用,低于50℃℃花青素获取起主导作用。然后,建立微波作用下压力破裂蓝莓细胞壁多物理场耦合的数学模型,通过对比细胞内模拟温度与试验温度及电镜观察模型所预测破壁点时细胞微观结构,以验证该模型的合理性和可靠性;依据所建立的模型,发现细胞内压力和应力变化均呈现由内向外逐渐降低的趋势,从受力云图发现正六棱柱细胞的破裂危险点先出现在端面中心处,后出现在正六棱柱棱上。最后,建立MAE过程中能同时表征花青素获取和降解的同步模型,研究发现萃取动力学常数和降解动力学常数均随萃取温度升高而增大,而随料液比增加均呈现先增加后降低的趋势。(2)在特性方面,通过萃取花青素特性研究发现,花青素萃取率随萃取温度和萃取时间增加均呈现先增加后降低趋势,而随料液比增加呈现先增加后趋于平稳趋势。花青素的纯化特性研究表明,随上样流速、上样液浓度和上样液pH增加,AB-8大孔树脂对花青素吸附率均呈现先增加后降低的趋势;随洗脱剂浓度、洗脱流速和洗脱流速pH增加,AB-8大孔树脂对花青素解吸率均呈现先增加后降低的趋势。花青素的抗氧化特性结果表明,纯化前花青素粗提物(A00)和经AB-8大孔树脂-Sephadex LH-20联用纯化后获得的花青素组分飞燕草素-3-葡萄糖苷(A3)和矢车菊素-3-葡萄糖苷(A4),其对抑制脂质过氧化和DPPH自由基清除率的 IC50分别为 0.77±0.02、0.34±0.02、0.42±0.01 mg/mL 和 0.40±0.01、0.16±0.01、0.18±0.01 mg/mL,对 ABTS+和 OH 自由基清除率的 IC50 分别为 117.32±3.59、64.16± 1.33、85.18±2.01 mg/mL 和 0.58±0.02、0.29±0.02、0.34±0.01 mg/mL,对α-葡萄糖苷酶抑制率的 IC50 分别为8.51±0.12、4.81±0.15、6.40±0.28 mg/mL。(3)在工艺方面,首先采用遗传算法优化得到变功率微波萃取蓝莓花青素工艺参数组合为:第I阶段微波功率870 W、转换点温度36℃、第Ⅱ阶段微波功率为400 W,花青素萃取率和降解率分别为85.19%和6.69%,并建立该模式下相似准则模型,利用该模型可将萃取工艺推广到更大型的微波萃取设备中。然后,在最佳提取工艺基础上,所得AB-8大孔树脂的纯化工艺为最佳吸附条件:上样流速1.0 mL/min、蓝莓花青素浓度1.0 mg/mL、pH 3.0,最佳解吸条件:洗脱剂乙醇浓度60%、洗脱剂流速1.0 mL/min、pH 3.0;花青素纯度从4.58%增加到45.62%,再经Sephadex LH-20进一步纯化,花青素纯度又提高了 45.34%,得到两种花色苷:飞燕草-3-葡萄糖苷(含量35.82 mg/100g、纯度90.55%)和矢车菊-3-葡萄糖苷(含量41.06mg/100g、纯度91.37%)。最后,经HPLC-ESI/MS鉴定,得出蓝莓粗提液中具有13种花青素组分:飞燕草素-3-半乳糖苷、飞燕草素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-半乳糖苷、飞燕草素-3-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、牵牛花素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷、牵牛花素-3-葡萄糖苷、芍药素-3-(6-丙二酰)-葡萄糖苷、牵牛花素-3-阿拉伯糖苷、芍药素-3-葡萄糖苷、锦葵素-3-半乳糖苷和芍药素-3,5-二已糖苷。本研究揭示了微波辅助萃取蓝莓花青素传热传质、微波能吸收、压力破裂细胞壁的机理,解析了花青素萃取、纯化和抗氧化特性,优化得出高得率、低降解率的萃取工艺,研究结果可为高附加值浆果中活性成分的高效提取和纯化提供依据。
Abstract
lan mei zhong hua qing su ju you jiao gao de ying yang 、bao jian he yao yong jia zhi ,shi chang ren zhi du gao ,xu qiu liang da 。yin ci ,dui lan mei hua qing su di qu gong yi de yan jiu xian de shi fen bi yao 。wei bo zuo wei yi chong gao xiao 、huan bao 、guo cheng yi kong zhi he jie yao cheng ben de di qu shou duan ,yi jing an fan ying yong yu tian ran chan wu de di qu 。dan wei bo fu zhu cui qu (Microwave-assisted extraction,MAE)you yu dian ci chang fen bu bu jun he wu liao te xing deng zhu duo yin su de ying xiang ,shi de cui qu ye wen du fen bu bu jun ,ju bu gao wen dao zhi hua qing su jiang jie ,jiang di le lan mei de ying yang jia zhi 。zhen dui gai wen ti ,ben ke ti ni cong huo de gao de lv he di jiang jie lv hua qing su jiao du chu fa ,shou xian ,jian li cui qu tiao jian yu cui qu ye jie dian te xing de shu xue mo xing ,fen xi cui qu tiao jian dui cui qu ye jie dian te xing de bian hua gui lv ,tong shi jian li MAEguo cheng zhong de fang zhen mo xing ,fen xi lan mei cui qu ye nei bu chuan re 、chuan zhi he wei bo neng xi shou gui lv ;ji ci ,ji yu dian ci chang 、gu ti chuan re he gu ti li xue li lun ,jian li wei bo ya li zuo yong xia lan mei xi bao bi po lie duo wu li chang ou ge de shu xue mo xing ,jin er fen xi wei bo jiang hua cui qu lan mei hua qing su de ben zhi yuan yin ;zai ci ,yi ju Fickdi er ding lv jian li MAEhua qing su huo qu he jiang jie de tong bu mo xing ,jie shi lan mei hua qing su zai wei bo zuo yong xia de chuan di ji li ;zui hou ,zai yi shang li lun yan jiu de ji chu shang ,yan jiu MAElan mei hua qing su de di qu he chun hua gong yi 、hua qing su jie gou jian ding ji ti wai kang yang hua huo xing 。ji yu shang shu yan jiu nei rong ,yan jiu jie lun zhu yao cong hua qing su de cui qu ji li 、te xing (cui qu 、chun hua he kang yang hua )ji gong yi (cui qu he chun hua )san fang mian jin hang gui na ,ju ti jie lun ru xia :(1)zai ji li fang mian ,shou xian yi ju suo jian li jie dian te xing de bian hua mo xing ,de chu shi yan yin su (wei bo jiang du 、cui qu shi jian 、yi chun ti ji fen shu he liao ye bi )jun neng xian zhe ying xiang cui qu ye jie dian chang shu he jie dian sun hao yin zi ;ji ci ,tong guo jian li MAEguo cheng zhong de fang zhen mo xing ,yan jiu fa xian zai cui qu rong qi zhong xin chu you zui da de wei bo neng xi shou ,wen du you rong qi zhong xin xiang bian yuan cheng jiang di qu shi ;tong guo tai jia shi yan de chu cui qu hua qing su de lin jie wen du wei 50℃℃,zai gao yu 50℃℃hua qing su jiang jie qi zhu dao zuo yong ,di yu 50℃℃hua qing su huo qu qi zhu dao zuo yong 。ran hou ,jian li wei bo zuo yong xia ya li po lie lan mei xi bao bi duo wu li chang ou ge de shu xue mo xing ,tong guo dui bi xi bao nei mo ni wen du yu shi yan wen du ji dian jing guan cha mo xing suo yu ce po bi dian shi xi bao wei guan jie gou ,yi yan zheng gai mo xing de ge li xing he ke kao xing ;yi ju suo jian li de mo xing ,fa xian xi bao nei ya li he ying li bian hua jun cheng xian you nei xiang wai zhu jian jiang di de qu shi ,cong shou li yun tu fa xian zheng liu leng zhu xi bao de po lie wei xian dian xian chu xian zai duan mian zhong xin chu ,hou chu xian zai zheng liu leng zhu leng shang 。zui hou ,jian li MAEguo cheng zhong neng tong shi biao zheng hua qing su huo qu he jiang jie de tong bu mo xing ,yan jiu fa xian cui qu dong li xue chang shu he jiang jie dong li xue chang shu jun sui cui qu wen du sheng gao er zeng da ,er sui liao ye bi zeng jia jun cheng xian xian zeng jia hou jiang di de qu shi 。(2)zai te xing fang mian ,tong guo cui qu hua qing su te xing yan jiu fa xian ,hua qing su cui qu lv sui cui qu wen du he cui qu shi jian zeng jia jun cheng xian xian zeng jia hou jiang di qu shi ,er sui liao ye bi zeng jia cheng xian xian zeng jia hou qu yu ping wen qu shi 。hua qing su de chun hua te xing yan jiu biao ming ,sui shang yang liu su 、shang yang ye nong du he shang yang ye pHzeng jia ,AB-8da kong shu zhi dui hua qing su xi fu lv jun cheng xian xian zeng jia hou jiang di de qu shi ;sui xi tuo ji nong du 、xi tuo liu su he xi tuo liu su pHzeng jia ,AB-8da kong shu zhi dui hua qing su jie xi lv jun cheng xian xian zeng jia hou jiang di de qu shi 。hua qing su de kang yang hua te xing jie guo biao ming ,chun hua qian hua qing su cu di wu (A00)he jing AB-8da kong shu zhi -Sephadex LH-20lian yong chun hua hou huo de de hua qing su zu fen fei yan cao su -3-pu tao tang gan (A3)he shi che ju su -3-pu tao tang gan (A4),ji dui yi zhi zhi zhi guo yang hua he DPPHzi you ji qing chu lv de IC50fen bie wei 0.77±0.02、0.34±0.02、0.42±0.01 mg/mL he 0.40±0.01、0.16±0.01、0.18±0.01 mg/mL,dui ABTS+he OH zi you ji qing chu lv de IC50 fen bie wei 117.32±3.59、64.16± 1.33、85.18±2.01 mg/mL he 0.58±0.02、0.29±0.02、0.34±0.01 mg/mL,dui α-pu tao tang gan mei yi zhi lv de IC50 fen bie wei 8.51±0.12、4.81±0.15、6.40±0.28 mg/mL。(3)zai gong yi fang mian ,shou xian cai yong wei chuan suan fa you hua de dao bian gong lv wei bo cui qu lan mei hua qing su gong yi can shu zu ge wei :di Ijie duan wei bo gong lv 870 W、zhuai huan dian wen du 36℃、di Ⅱjie duan wei bo gong lv wei 400 W,hua qing su cui qu lv he jiang jie lv fen bie wei 85.19%he 6.69%,bing jian li gai mo shi xia xiang shi zhun ze mo xing ,li yong gai mo xing ke jiang cui qu gong yi tui an dao geng da xing de wei bo cui qu she bei zhong 。ran hou ,zai zui jia di qu gong yi ji chu shang ,suo de AB-8da kong shu zhi de chun hua gong yi wei zui jia xi fu tiao jian :shang yang liu su 1.0 mL/min、lan mei hua qing su nong du 1.0 mg/mL、pH 3.0,zui jia jie xi tiao jian :xi tuo ji yi chun nong du 60%、xi tuo ji liu su 1.0 mL/min、pH 3.0;hua qing su chun du cong 4.58%zeng jia dao 45.62%,zai jing Sephadex LH-20jin yi bu chun hua ,hua qing su chun du you di gao le 45.34%,de dao liang chong hua se gan :fei yan cao -3-pu tao tang gan (han liang 35.82 mg/100g、chun du 90.55%)he shi che ju -3-pu tao tang gan (han liang 41.06mg/100g、chun du 91.37%)。zui hou ,jing HPLC-ESI/MSjian ding ,de chu lan mei cu di ye zhong ju you 13chong hua qing su zu fen :fei yan cao su -3-ban ru tang gan 、fei yan cao su -3-pu tao tang gan 、shi che ju su -3-ban ru tang gan 、fei yan cao su -3-a la bai tang gan 、shi che ju su -3-pu tao tang gan 、qian niu hua su -3-ban ru tang gan 、shi che ju su -3-yun xiang tang gan 、qian niu hua su -3-pu tao tang gan 、shao yao su -3-(6-bing er xian )-pu tao tang gan 、qian niu hua su -3-a la bai tang gan 、shao yao su -3-pu tao tang gan 、jin kui su -3-ban ru tang gan he shao yao su -3,5-er yi tang gan 。ben yan jiu jie shi le wei bo fu zhu cui qu lan mei hua qing su chuan re chuan zhi 、wei bo neng xi shou 、ya li po lie xi bao bi de ji li ,jie xi le hua qing su cui qu 、chun hua he kang yang hua te xing ,you hua de chu gao de lv 、di jiang jie lv de cui qu gong yi ,yan jiu jie guo ke wei gao fu jia zhi jiang guo zhong huo xing cheng fen de gao xiao di qu he chun hua di gong yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北农业大学的薛宏坤，发表于刊物东北农业大学2019-08-27论文，是一篇关于微波辅助萃取论文,蓝莓花青素论文,压力强化论文,机理论文,特性论文,工艺论文,东北农业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北农业大学2019-08-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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