莲子壳多酚的提取、分离纯化、结构鉴定及抗氧化活性研究

论文摘要

莲子壳是睡莲科植物莲（Nelumbo Nucifera Gaertn）种子的壳,是莲属植物不可食用部分,其在自然成熟过程中（青熟期—半成熟期—老熟期）伴随着由绿到褐、由软到硬的变化,已有文献报道青熟期莲子壳含有活性成分多酚,而湘莲加工副产物—老熟期莲子壳尚未引起学者重视,明确老熟期莲子壳的开发价值具有实际意义。本文以不同成熟期莲子壳为原料,优化莲子壳多酚的提取条件和树脂法纯化的工艺参数；采用HPLC-MS法鉴定莲子壳多酚的结构；通过体外抗氧化能力和稳定性的测定研究莲子壳多酚的性质,明确莲子壳在成熟过程中多酚的组成及活性的变化,旨在为老熟期莲子壳活性成分的开发提供一定的理论基础。主要研究结果如下：1.在单因素试验的基础上,设计4因素3水平正交试验优化莲子壳多酚超声波提取的工艺参数。青熟期莲子壳多酚超声波提取的最适条件为：乙醇浓度50%,提取温度40℃,提取时间60 min,料液比1：50;半成熟期莲子壳多酚超声波提取的最适条件为：乙醇浓度60%,提取温度60℃,提取时间30 min,料液比1：50;老熟期莲子壳多酚超声波提取的最适条件为：乙醇浓度60%,提取温度50℃,提取时间45 min,料液比1：30。在各自最适提取条件下,青熟期、半成熟期、老熟期莲子壳多酚提取得率分别为16.02%、12.98%、8.59%。通过紫外、红外色谱分析,不同成熟期莲子壳多酚的结构无明显差异且实验所用超声波处理条件对莲子壳多酚提取物的结构无影响。2. 以老熟期莲子壳多酚粗提物为原料,通过6种树脂的静态吸附与解吸试验,确定AB-8树脂最适合于莲子壳多酚的分离纯化；通过动态吸附与解吸试验确定最适纯化工艺条件为：上样浓度4.5 mg/mL,上样速度0.5 mL/min,水洗至无糖后,以50%的乙醇洗脱,洗脱流速2mL/min,洗脱体积4 BV。在此条件下,得到青熟期、半成熟期、老熟期莲子壳多酚初纯物且纯度分别为71.2%、66.5%、69.3%。3.不同成熟期莲子壳多酚经Sephadex LH-20凝胶柱分离,均得到9个组份。采用HPLC、HPLC-MS等方法对不同成熟期莲子壳多酚组份5进行分析,确定其均含有儿茶素、表儿茶素、金丝桃苷、异槲皮苷,但不同成熟期莲子壳多酚组份5中这4种化合物的含量并不相同。青熟期和半成熟期莲子壳多酚组份5中主要以儿茶素为主,老熟期莲子壳多酚组份5中主要以金丝桃苷为主。4.通过还原力、清除DPPH自由基能力和清除ABTS+自由基能力的测定,确定青熟期、半成熟期、老熟期莲子壳多酚初纯物均具有一定的抗氧化活性,且抗氧化能力依次减弱。不同成熟期莲子壳多酚初纯物对DPPH自由基和ABTS+自由基的清除能力均强于Vc。老熟期莲子壳有可能成为获得天然活性成分的新型原材料。5.不同光照、温度、pH、食品添加剂、金属离子等条件下莲子壳多酚初纯物稳定性的测定结果表明：莲子壳多酚对光照、温度和pH条件敏感,温度越高,光照越强,碱性越强,降解程度越大;葡萄糖对其有保护作用,蔗糖、氯化钠、苯甲酸钠对莲子壳多酚的稳定性影响不明显,山梨酸钾对其有破坏作用；Fe3+、Fe2+、Al3+、Sn2+、Cu2+、Pb2+这6种离子对莲子壳多酚具有显著的破坏作用；另外,巴氏灭菌、微波灭菌、煮沸灭菌、高压蒸汽灭菌对莲子壳多酚的影响程度依次增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 多酚的研究进展
• 1.1.1 多酚的简介
• 1.1.2 多酚的提取
• 1.1.3 多酚的分离纯化
• 1.1.4 多酚的鉴定
• 1.1.5 多酚的活性
• 1.1.6 多酚的稳定性
• 1.2 莲子壳的研究进展
• 1.3 课题研究的目的与意义
• 1.4 课题的研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 主要材料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 莲子壳硬度和色度的测定
• 2.2.1.1 硬度的测定
• 2.2.1.2 色度的测定
• 2.2.2 莲子壳营养成分的测定
• 2.2.2.1 水分的测定
• 2.2.2.2 蛋白质的测定
• 2.2.2.3 脂肪的测定
• 2.2.2.4 多糖的测定
• 2.2.2.5 粗纤维的测定
• 2.2.2.6 多酚的测定
• 2.2.2.7 原花青素的测定
• 2.2.2.8 黄酮的测定
• 2.2.3 莲子壳多酚的提取
• 2.2.3.1 莲子壳粉末的制备
• 2.2.3.2 莲子壳多酚的热浸提
• 2.2.3.3 莲子壳多酚的电动搅拌辅助提取
• 2.2.3.4 莲子壳多酚的超声波辅助提取
• 2.2.4 莲子壳多酚的分离纯化
• 2.2.4.1 大孔树脂的预处理
• 2.2.4.2 大孔树脂的筛选
• 2.2.4.3 AB-8树脂对莲子壳多酚的动态吸附和解吸
• 2.2.4.4 AB-8树脂的吸附特征
• 2.2.4.5 莲子壳多酚的萃取
• 2.2.4.6 莲子壳多酚的Sephadex LH-20葡聚糖凝胶柱分离
• 2.2.5 莲子壳多酚的鉴定
• 2.2.5.1 紫外光谱扫描
• 2.2.5.2 红外光谱扫描
• 2.2.5.3 莲子壳多酚的HPLC检测
• 2.2.5.4 莲子壳多酚的HPLC-ESI/MS检测
• 2.2.6 莲子壳多酚抗氧化活性的测定
• 2.2.6.1 还原力的测定
• 2.2.6.2 清除DPPH自由基能力的测定
• +自由基能力的测定'>2.2.6.3 清除ABTS⁺自由基能力的测定
• 2.2.7 莲子壳多酚稳定性的测定
• 2.2.7.1 光照对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.2 温度对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.3 pH对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.4 糖对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.5 食盐对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.6 防腐剂对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.7 灭菌方式对莲子壳多酚稳定性的影响
• 2.2.7.8 金属离子对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3 结果与分析
• 3.1 不同成熟期莲子壳硬度和色度的比较
• 3.1.1 硬度的比较
• 3.1.2 色度的比较
• 3.2 不同成熟期莲子壳营养成分的比较
• 3.3 Folin-Ciocalteus法测定莲子壳多酚含量的可行性分析
• 3.3.1 Folin-Ciocalteus法的精密度
• 3.3.2 Folin-Ciocalteus法的重复性
• 3.3.3 Folin-Ciocalteus法的加标回收率
• 3.4 不同成熟期莲子壳多酚提取条件的优化
• 3.4.1 提取方法对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.2 不同成熟期莲子壳多酚超声波提取单因素的研究
• 3.4.2.1 乙醇浓度对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.2.2 提取时间对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.2.3 提取温度对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.2.4 料液比对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.2.5 提取次数对不同成熟期莲子壳多酚提取得率的影响
• 3.4.3 不同成熟期莲子壳多酚超声波提取工艺的正交优化
• 3.4.4 超声波提取对莲子壳多酚结构的影响
• 3.4.4.1 紫外图谱分析
• 3.4.4.2 红外图谱分析
• 3.5 不同成熟期莲子壳多酚的分离纯化
• 3.5.1 大孔树脂的筛选
• 3.5.1.1 大孔树脂的静态吸附性能
• 3.5.1.2 大孔树脂的静态解吸性能
• 3.5.2 AB-8树脂的动态吸附条件的优化
• 3.5.2.1 上样浓度对吸附效果的影响
• 3.5.2.2 上样速度对吸附效果的影响
• 3.5.3 AB-8树脂的动态解吸条件的优化
• 3.5.3.1 洗脱剂浓度对解吸效果的影响
• 3.5.3.2 洗脱速度对解吸效果的影响
• 3.5.3.3 洗脱体积对解吸效果的影响
• 3.5.4 AB-8树脂的动态吸附特征
• 3.5.5 莲子壳多酚的溶剂萃取
• 3.5.6 莲子壳多酚的Sephadex LH-20葡聚糖凝胶柱分离
• 3.6 不同成熟期莲子壳多酚的结构鉴定
• 3.6.1 莲子壳多酚的HPLC分析
• 3.6.2 莲子壳多酚的HPLC-MS分析
• 3.6.2.1 化合物1的质谱图和裂解途径
• 3.6.2.2 化合物2的质谱图和裂解途径
• 3.6.2.3 化合物3的质谱图和裂解途径
• 3.6.2.4 化合物4的质谱图和裂解途径
• 3.7 不同成熟期莲子壳多酚抗氧化活性的评价
• 3.7.1 不同成熟期莲子壳多酚的还原力
• 3.7.2 不同成熟期莲子壳多酚清除DPPH自由基的能力
• +自由基的能力'>3.7.3 不同成熟期莲子壳多酚清除ABTS⁺自由基的能力
• 3.8 莲子壳多酚稳定性的评价
• 3.8.1 光照对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.2 温度对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.3 pH对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.4 糖对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.5 食盐对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.6 防腐剂对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.7 灭菌方式对莲子壳多酚稳定性的影响
• 3.8.8 金属离子对莲子壳多酚稳定性的影响
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 科研成果