米糠功能组分的制备及研究

论文摘要

米糠（RB）是稻米加工的主要副产物之一,含有多种具备生理活性的成分,具有良好的开发前景。本论文以米糠为原料,进行全效系统开发,制备三种具备不同生理活性的功能组分,并研究这三种组分的体外活性,以期为工业化生产及米糠资源多样化利用提供理论支持。采用乙醇微波辅助提取法制备米糠功能组分I（RBE1）,以此过程剩下的沉淀为原料,采用淀粉酶、蛋白酶水解法制备米糠功能组分II（RBE2）及功能组分III（RBE3）。对三种功能组分的活性初步研究发现,RBE1具有体外抗氧化活性,RBE2具有体外降血糖活性,RBE2具有体外降胆固醇活性。优化工艺条件得到,RBE1制备的最佳工艺条件为温度55℃、时间6h、料液比15mL/g。RBE2和RBE3最佳工艺条件:碱性蛋白酶添加量350U/g、提取时间5h、中温α-淀粉酶添加量0.2%。RBE1在体外抗氧化模型中表现出抗氧化活力,显示出较强的DPPH·、·OH、O2-清除力和较强的还原力、Fe2+螯合力。其中,RBE1浓度为4mg/mL时,O2·-清除率可达90.36%。以体外抑制α-葡萄糖苷酶活性研究了RBE2体外降血糖的活性。结果表明,当RBE2质量浓度为100mg/mL时,其抑制率达到88.94%。RBE2抑制α-葡萄糖苷酶活性机制属可逆抑制,动力学实验得到的Linweaver-Burk双倒数曲线表征出其抑制机制属于混合型抑制。RBE2的体外血管紧张素转换酶（ACE）的半数抑制浓度为20mg/mL,证明RBE2在一定程度上可预防或减轻糖尿病人更易并发的高血压症状。RBE2中肽的分子质量分布为180-1000Da,此分子量区域的低分子量肽段约占总含量的72.62%。采用模拟胆固醇胶束溶解度抑制模型和体外结合胆酸盐模型研究了RBE3的体外降胆固醇活性。实验结果表明,RBE3呈现出抑制胆固醇微胶束溶解度的能力,其浓度为40mg/mL时,抑制率达到56.85%。以胆酸钠、脱氧胆酸钠、牛磺胆酸钠、鹅脱氧胆酸钠为吸附质,相对于消胆胺,RBE3体外结合胆酸钠的能力为:鹅脱氧胆酸钠49.38%、脱氧胆酸钠48.50%、胆酸钠52.13%、牛磺胆酸钠43.64%;RBE3对这四种胆酸盐的结合两两不相关,表明RBE3对不同胆酸盐的结合机制存在差异。以上两种方法说明RBE3具有体外降胆固醇的活性。X-衍射和SEM观察到RBE3比米糠的无定形区规整度低,在超微结构上呈现出更复杂的窝巢网络结构。这从另一方面解释了RBE3对胆固醇及胆酸盐的结合力。RBE3的持水力、持油力、膨胀力和阳离子交换能力高于米糠,更利于结合胆固醇、胆酸盐。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写符号说明
• 1 引言
• 1.1 米糠的概况和研究现状
• 1.2 抗氧化功能成分的研究简介
• 1.2.1 抗氧化剂的研究进展
• 1.2.2 米糠中抗氧化物的研究进展
• 1.3 降血糖功能成分的研究简介
• 1.3.1 血糖控制研究现状
• 1.3.2 米糠中降血糖功能成分的研究进展
• 1.4 降胆固醇功能成分的研究概述
• 1.4.1 降胆固醇药物的研究现状
• 1.4.2 米糠降血脂功能的研究近况
• 1.5 立题背景和研究意义
• 1.6 主要研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验原料及试剂
• 2.2 仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 基本成分的测定
• 2.3.2 米糠功能组分Ⅰ、Ⅱ 和Ⅲ 的制备
• 2.3.3 米糠功能组分Ⅰ 成分含量测定
• 2.3.4 米糠功能组分Ⅰ 体外抗氧化活性测定
• 2.3.5 米糠功能组分Ⅱ 多肽分子量分布分析
• 2.3.6 米糠功能组分Ⅱ 体外降血糖活性研究
• 2.3.7 米糠功能组分Ⅲ 的性质研究
• 2.3.8 米糠功能组分Ⅲ 体外降胆固醇活性研究
• 2.4 数据统计与分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 三种功能组分基本成分分析及得率计算
• 3.2 米糠功能组分Ⅰ、Ⅱ 和Ⅲ 的活性初探
• 3.3 米糠功能组分Ⅰ、Ⅱ 和Ⅲ 制备工艺优化
• 3.3.1 米糠功能组分Ⅰ 制备工艺的响应面优化
• 3.3.2 米糠功能组分Ⅱ 的制备工艺优化
• 3.3.3 蛋白酶的筛选
• 3.3.4 米糠功能组分Ⅱ 制备的单因素试验结果
• 3.3.5 米糠功能组分Ⅱ 制备的正交试验结果分析
• 3.4 米糠功能组分Ⅰ 中活性成分的测定
• 3.5 米糠功能组分Ⅰ 体外抗氧化活性测定
• 3.5.1 DPPH
• 3.5.2 还原力试验
• 2+螯合试验'>3.5.3 Fe²⁺螯合试验
• 3.6 米糠功能组分Ⅱ 多肽分子量分布
• 3.7 米糠功能组分Ⅱ 体外降血糖活性研究
• 3.7.1 米糠功能组分ⅠⅠ 体外抑制α-葡萄糖苷酶活性
• 3.7.2 米糠功能组分Ⅱ 体外抑制血管紧张素转换酶的活性
• 3.8 米糠功能组分Ⅲ 的性质研究
• 3.8.1 X-ray 研究
• 3.8.2 扫描电镜（SEM）超微结构研究
• 3.8.3 米糠功能组分Ⅲ 中膳食纤维性质的研究
• 3.9 米糠功能组分Ⅲ 体外降胆固醇活性研究
• 3.9.1 模拟胆固醇胶束溶解度的抑制
• 3.9.2 米糠功能组分Ⅲ 对胆酸盐结合能力的研究
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文