动态超高压微射流对甘薯叶黄酮提取、结构以及抗氧化性的影响

论文摘要

甘薯（Ipomoea batatas LAM.）又名红薯、番薯、地瓜、山芋、红苕等,是我国四大粮食作物之一,其叶作为蔬菜具有丰富的营养价值,享有“蔬菜皇后”的美誉。研究表明,甘薯叶中黄酮化合物含量高于一般蔬菜,具有抗氧化、抗肿瘤抑菌等生理功效,但是甘薯收获后的甘薯叶并没有引起人们的重视,而是作为农业垃圾而丢弃。本论文以秋季甘薯收获后的甘薯叶为原料,利用动态超高压微射流技术处理提取甘薯叶中黄酮类化合物,研究该处理技术对甘薯叶黄酮得率、结构和抗氧化性的影响。主要研究内容和结果如下：1、以芦丁为对照,采用硝酸铝显色法测定甘薯叶中黄酮含量。结果表明,经显色反应后,芦丁和甘薯叶黄酮最大吸收波长基本一致,分别在505nm和504nm,芦丁标准曲线回归方程线性良好,并且精密度较高,能够用于甘薯叶黄酮含量的测定。2、比较了甘薯叶、叶柄、藤的黄酮含量,结果表明,甘薯叶中黄酮含量最高,并确定其为最佳试验原料进行后续试验。3、通过正交试验优化了动态超高压微射流处理提取甘薯叶黄酮的最佳提取工艺,结果表明,提取温度是影响甘薯叶黄酮提取的最主要因素,确定最佳工艺参数为：乙醇体积分数70%、料液比1：40（g/mL）,微射流处理压力为100 MPa、提取温度75℃、提取时间120 min、微射流处理次数2次、样品提取3次。最佳条件下得率为5.75%。4、分别采用扫描电镜放大300倍和5000倍观察甘薯叶样品的微观结构,结果表明：经动态超高压微射流处理的甘薯叶颗粒的粒度小于均质机处理的甘薯叶颗粒的粒度；随着微射流处理压力的增加,甘薯叶颗粒的粒度降低,在120MPa时效果最佳,在140 MPa下甘薯叶颗粒会产生凝聚作用,凝结为较大的颗粒；微射流处理对细胞破碎程度随着压力的增加而增加。5、研究了LK001、AB-8、HPD-722、HPD-720等九种树脂对甘薯叶黄酮的静态吸附-解析试验,并筛选出5种树脂进行静态吸附动力学试验,确定性能最佳的树脂为LK001树脂,最佳上样浓度在2-3mg/mL之间,并通过动态吸附解析试验确定最佳工艺参数为：上样流速为2 mL/min,洗脱剂为70%（V/V）乙醇,洗脱流速为1.5 mL/min。6、利用HPLC-MS/MS对提取得到的甘薯叶黄酮进行结构分析和槲皮素含量测定,研究动态超高压微射流处理对甘薯叶黄酮结构和槲皮素含量的影响。结果表明,甘薯叶中含有槲皮素、杨梅黄酮、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、鼠李柠檬素、商陆黄素、紫云英苷、4’,7-二甲氧基山奈酚7种黄酮类化合物,还含有绿原酸及其衍生物；微射流处理对甘薯叶黄酮结构没有显著影响,微射流处理提取的甘薯叶黄酮,槲皮素含量降低,鼠李柠檬素含量增加；建立了槲皮素的HPLC-MS/MS的定量分析方法,测定甘薯叶常规提取样品中槲皮素含量百分比为1.798%,甘薯叶经微射流处理提取样品中槲皮素含量百分比为1.425%。7、通过对常规提取、常规提取液100 MPa微射流处理、微射流100 MPa处理提取的甘薯叶黄酮样品粗提液和纯化样品进行清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟基自由基试验,研究微射流处理对甘薯叶黄酮抗氧化性的影响。结果表明,不同方法处理的提取液均具有清除3种自由基的效果,并且随着甘薯叶黄酮浓度增加清除自由基能力增强,但清除效果弱于Vc,对自由基的清除能力依次为清除DPPH自由基能力>清除O2-能力>清除-OH能力。纯化的样品清除自由基效果优于提取粗液；3种不同处理方法未纯化样品的清除自由基的能力没有明显区别,微射流100MPa处理提取纯化后样品清除能力优于常规提取以及常规提取液100MPa微射流处理样品。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 甘薯叶研究进展
• 1.1.1 甘薯茎叶中的基本营养成分组成
• 1.1.2 甘薯茎叶中的活性组成成分
• 1.1.3 甘薯茎叶的功能活性
• 1.2 黄酮的研究进展
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 黄酮类化合物的提取研究
• 1.2.3 大孔吸附树脂纯化黄酮工艺
• 1.2.4 HPLC-MS/MS在黄酮结构鉴定以及定量分析中的应用
• 1.2.5 黄酮类化合物的抗氧化性研究
• 1.3 动态超高压微射流的研究进展
• 1.3.1 高压射流技术对活性成分的影响以及在提取中的应用
• 1.3.2 动态超高压微射流对蛋白质和酶改性的研究
• 1.3.3 其他方面的研究
• 1.4 课题研究意义与主要内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 研究意义
• 1.4.3 研究主要内容
• 1.4.4 创新点
• 第2章 甘薯叶黄酮的提取
• 2.1 材料与设备
• 2.1.1 试验材料与试剂
• 2.1.2 仪器与设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 黄酮样品的制备
• 2.2.2 甘薯叶黄酮测定方法的确定
• 2.2.3 甘薯叶黄酮的微射流提取最佳工艺的确定
• 2.2.4 微射流处理对甘薯叶细胞结构的影响
• 2.3 结果分析
• 2.3.1 黄酮测定方法的确定
• 2.3.2 甘薯叶黄酮微射流提取工艺的确定
• 2.3.3 微射流处理对甘薯叶细胞的影响
• 小结
• 第3章 大孔吸附树脂纯化甘薯叶黄酮的研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验试剂与仪器
• 3.2.1 试验试剂
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 大孔吸附树脂
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 树脂的预处理和再生
• 3.3.2 甘薯叶总黄酮的提取液的制备与测定
• 3.3.3 大孔吸附树脂的筛选
• 3.3.4 上样质量浓度对大孔吸附树脂的吸附效果的影响
• 3.3.5 不同上样流速对LK001树脂吸附效果的影响
• 3.3.6 洗脱剂浓度对洗脱效果的影响
• 3.3.7 洗脱流速对洗脱效果的影响
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 大孔吸附树脂的筛选
• 3.4.2 大孔吸附树脂的静态吸附曲线
• 3.4.3 LK001树脂上样质量浓度的确定
• 3.4.4 LK001大孔吸附树脂树脂上样流速的确定
• 3.4.5 洗脱剂乙醇浓度的确定
• 3.4.6 乙醇洗脱流速的确定
• 小结
• 第4章 动态超高压微射流对黄酮结构和槲皮素含量的影响
• 4.1 前言
• 4.2 试验试剂与仪器
• 4.2.1 试验试剂
• 4.2.2 试验仪器
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 甘薯叶黄酮的制备
• 4.3.2 高效液相飞行质谱（Q-TOF）条件
• 4.3.3 三重四级杆液质联用系统色谱条件
• 4.4 试验结果
• 4.4.1 Q-TOF定性分析结果
• 4.4.2 三重四级杆质谱定量分析结果
• 小结
• 第5章 动态超高压微射流对甘薯叶黄酮抗氧化性的影响
• 5.1 前言
• 5.2 试验试剂与仪器
• 5.2.1 试验试剂
• 5.2.2 试验仪器
• 5.3 试验方法
• 5.3.1 DPPH自由基清除率试验
• 5.3.2 超氧阴离子自由基清除试验
• 5.3.3 对羟基自由基的清除试验
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 清除DPPH自由基试验结果
• 5.4.2 超氧阴离子自由基清除结果
• 5.4.3 清除羟基自由基试验结果
• 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果