三种野生浆果花色苷的提取、纯化及抗氧化活性研究

论文摘要

花色苷（Anthocyanin）是植物多酚类化合物,是花青素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物。广泛存在于自然界中,它是许多花、果实、蔬菜的着色物质。目前食品工业上所用的色素多为合成色素,几乎都有不同程度的毒性,长期使用会危害人的健康,因此天然色素就越来越引起了科研领域的关注。花色苷类色素不但具有很好的着色能力,还具有一些保健功能,如抗氧化、抑制肿瘤、预防心脑血管疾病等。因此近几年来成为人们研究的熟点。本课题以三种东北野生浆果（蓝靛果、黑豆、笃斯越橘）为原料,主要进行了花色苷的提取、纯化、稳定性及抗氧化活性功能的研究和探讨。本试验主要采用酸化乙醇法和超声波辅助法提取花色苷。通过单因素试验结果以及结合响应面试验设计确定了酸化乙醇法的最佳提取条件,提取时间2.56h、提取温度55.1℃、乙醇浓度69.8%、料液比1:20,浸提一次提取率为79.6%,产品色价为37.4,提取2次后提取率可达93.0%。通过单因素试验结果以及结合正交试验确定了超声波辅助法的最佳提取条件,超声波作用时间30min、超声波作用功率500W、料液比1:15。研究了温度、pH值、光照、金属离子以及常见的几种食品添加剂对三种花色苷稳定性的影响。结果表明,当温度低于60℃时三种花色苷均表现出了较好的稳定性;当温度为100℃时对三种花色苷有很强的破坏作用;pH值对三种花色苷有较大的影响;光照对三种花色苷有一定的影响,避光保存优于室内自然光条件下保存;金属离子中Fe3+对三种花色苷有很强的破坏作用,避光保存12d后花色苷溶液的颜色由红色变为黄色,Al3+对三种花色苷都有增色和护色作用,其它金属离子影响不大。食品添加剂中NaCl、蔗糖和柠檬酸对三种花色苷都有很好的增色和护色作用;抗坏血酸对三种花色苷的稳定性影响较大,随着抗坏血酸浓度的增加破坏作用越显著。采用大孔树脂法对花色苷进行纯化精制,比较了8种大孔树脂对花色苷类化合物的吸附效果,确定X-5大孔树脂为最佳吸附树脂,乙醇为最佳解吸溶剂。静态试验研究表明该树脂对花色苷的吸附为快速平衡型,在140min左右即可达到吸附平衡;最佳上样液的pH为2.0,最佳解吸液为乙醇,浓度为60%。动态试验研究表明:动态上样流速在1.0ml/min时吸附效果最好,动态上样浓度为8g/L,动态解吸流速为1.0ml/min,在此条件下动态吸附分离效果较好,饱和吸附量为0.0517g/ml,蓝靛果花色苷E1cm0.1%=89.8,越橘花色苷E1cm0.1%=74.3,黑豆花色苷E1cm0.1%=85.5。X-5大孔树脂在循环使用8次后吸附率没有明显变化,说明有很好的循环使用性能。体外抗氧化能力试验结果表明三种花色苷在总抗氧化活性,抑制羟自由基,抑制超氧自由基,抑制DPPH·自由基以及抗脂质体过氧化能力均表现出了较强的活性,且随着样品浓度的增加三种花色苷的抗氧化活性都有所增强,显示出较好的量效关系。在总抗氧化活性和抑制羟自由基试验中三种样品的活性都高于抗坏血酸对照组。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 花色苷的研究概况
• 1.2 花色苷的结构及性质
• 1.3 花色苷稳定性的影响因素
• 1.3.1 结构对稳定性的影响
• 1.3.2 pH值对稳定性的影响
• 1.3.3 温度对稳定性的影响
• 1.3.4 光照对稳定性的影响
• 1.3.5 氧以及过氧化物对稳定性的影响
• 1.3.6 酶对稳定性的影响
• 1.3.7 辅色作用对稳定性的影响
• 1.3.8 其它因素对稳定性的影响
• 1.4 花色苷的生理活性功能
• 1.4.1 抗氧化作用
• 1.4.2 抗突变活性
• 1.4.3 抗癌活性
• 1.4.4 降低血清中脂肪含量的作用
• 1.4.5 预防心脑血管疾病
• 1.4.6 保护肝脏及改善肝功能
• 1.4.7 抗菌抗病毒作用
• 1.4.8 其它功能
• 1.5 花色苷的提取与纯化
• 1.5.1 花色苷的提取方法
• 1.5.2 花色苷的分离纯化方法
• 1.5.3 花色苷的结构鉴定
• 1.6 本课题研究的目的与意义
• 1.7 本课题研究内容及方法
• 1.7.1 花色苷的提取
• 1.7.2 花色苷的纯化
• 1.7.3 花色苷的稳定性研究
• 1.7.4 抗氧化活性研究
• 2 花色苷的提取
• 2.1 材料及仪器
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 花色苷可见波段最大吸收峰的确定
• 2.2.2 花色苷的测定
• 2.2.3 原料的预处理
• 2.2.4 花色苷的提取
• 2.2.5 样品色价的测定
• 2.2.6 两种提取方法的比较
• 2.3 试验结果与讨论
• 2.3.1 花色苷可见波段最大吸收峰的确定
• 2.3.2 乙醇提取法的试验结果
• 2.3.3 超声波提取法最佳条件的确定
• 2.3.4 两种提取方法的比较
• 2.4 本章小结
• 3 花色苷类化合物的纯化
• 3.1 材料及仪器
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 花色苷类化合物的纯化工艺
• 3.2.2 大孔树脂分离纯化工艺研究
• 3.3 试验结果与讨论
• 3.3.1 大孔树脂的筛选
• 3.3.2 大孔树脂的动力吸附曲线的确定
• 3.3.3 pH值对吸附效果的影响
• 3.3.4 不同的解吸液对解吸效果的影响
• 3.3.5 解吸液的浓度对解吸效果的影响
• 3.3.6 上样液的流速对吸附效果的影响
• 3.3.7 上样液浓度对吸附效果的影响
• 3.3.8 解吸液的流速对吸附效果的影响
• 3.3.9 饱和吸附量及色价的计算
• 3.3.10 X-5大孔树脂的循环使用性能
• 3.4 本章小结
• 4 花色苷的稳定性研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 仪器
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 花色苷的测定
• 4.2.2 花色苷的稳定性研究
• 4.3 试验结果与讨论
• 4.3.1 温度对花色苷稳定性的影响
• 4.3.2 pH值对花色苷稳定性的影响
• 4.3.3 光照对花色苷稳定性的影响
• 4.3.4 金属离子对花色苷稳定性的影响
• 4.3.5 NaCl对花色苷稳定性的影响
• 4.3.6 蔗糖对花色苷稳定性的影响
• 4.3.7 柠檬酸对花色苷稳定性的影响
• 4.3.8 抗坏血酸对花色苷稳定性的影响
• 4.3.9 苯甲酸钠对花色苷稳定性的影响
• 4.4 本章小结
• 5 花色苷类化合物的抗氧化活性研究
• 5.1 材料与仪器
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 仪器
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 总抗氧化能力的测定
• 5.2.2 抑制羟自由基能力测定
• 5.2.3 抑制超氧阴离子自由基能力的测定
• 5.2.4 抑制 DPPH·自由基能力的测定
• 5.2.5 抗脂质体过氧化能力的测定
• 5.3 试验结果与讨论
• 5.3.1 总抗氧化能力测定的结果
• 5.3.2 抑制羟自由基能力测定的结果
• 5.3.3 抑制超氧自由基能力测定的结果
• 5.3.4 抑制 DPPH·自由基能力测定的结果
• 5.3.5 抗脂质体过氧化能力测定的结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢