竹笋脚料过氧化物酶与黄酮分离工艺优化研究

论文摘要

竹笋是竹类植株处于土壤中的茎基或竹鞭（地下走茎）萌发并未出土或刚露出地面而未经阳光照射的嫩茎芽,我国是世界上竹类资源最丰富的国家,竹笋也是我国重要的森林资源,为一类极具营养及药用价值的食品资源之一。我国长江以南各省竹笋罐头食品厂于每年春季将大量竹笋加工成罐头,畅销东南亚诸国及西欧国家。但是,加工过程中有40～50%的脚料作为废弃物被运送郊外,所用部分与丢弃部分的比是5.5∶4.5,这不仅是一项资源的巨大浪费,而且污染环境。针对我国目前对竹笋利用加工存在材料浪费大、科技含量少、经济效益低的状况,本着资源的循环利用,提高竹笋资源利用率、提高竹笋加工的社会和生态效益,本项研究以安徽黄山市徽州竹笋食品加工厂提供的鲜竹笋脚料为原料,对其经直接压榨后取其汁液综合开发过氧化物酶的工艺,回收F-1、F-2蛋白后,对剩余液结合硫酸铵盐析、丙酮分级,采用快速阳离子纤维素层析纯化,获取竹笋过氧化物酶,并对该酶的理化特性进行分析。同时对压榨后的竹笋脚料为原料,采用超声波从其中提取黄酮类化合物,通过大孔树脂进行纯化,并对纯化后黄酮类化合物作初步的光谱测定,再以菜籽油为底物,采用“碘一硫代硫酸钠滴定法”测定所得黄酮类化合物对植物油的抗氧化活性的测定,检测其抗氧化性,为其作为抗氧化剂提供技术方法。实验结果表明,所提取过氧化物酶的纯度Rz值达3.1,在酶的纯化过程中,从原压榨汁液总蛋白为193.3mg,总酶活7054.93U开始到所获终末产物为总蛋白含量为4.5mg,总酶活为1975.4U,比活力与原提取液比活力之比求得纯化倍率为12倍,总酶活之比即回收率为28%,产率为9mg/kg其酶学性质研究结果显示,酶最适温度为55℃,在70℃以下时稳定,40℃和50℃有轻微激活作用,70℃后酶活力迅速降低,在到达最适温度前其活力随着温度的升高而增高,故酶的热稳定性较高,与所属酶的属性相最适pH为6.8。在pH值为6～9,于4℃下处理24h,其酶活力仍在原活力的80%以上,故该酶的pH值稳定范围较广。且在纯化过氧化物酶途径中,可得到F-1蛋白2.8mg/kg,F-2蛋白3.8mg/kg,前者可作食品或饲料添加剂,后者可为食品强化剂。提取黄酮的最佳条件,即萃取时间40min,萃取温度65℃、料液比1:25、超声波功率240W。正交实验中各因素对总黄酮得率影响存在差别,其程度大小为B＞C＞D＞A,即提取温度＞料液比＞功率＞时间,在最佳提取条件下提取的黄酮,其含量可达到0.7226mg/g。经颜色反应及紫外和红外光谱对纯化后提取物成分的初步鉴定表明从竹笋脚料中提取的黄酮类化合物属于黄酮醇类化合物,同时对其用途进行验证实验,结果表明了竹笋黄酮对食用菜子油有明显的抗氧化作用,且其抗氧化能力大于标品的芦丁。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 竹笋资源研究现状
• 1.1.1 竹笋资源状况
• 1.1.2 竹笋的营养成分及药用价值
• 1.1.3 竹笋资源的加工现状及其存在的问题
• 1.2 过氧化物酶研究现状
• 1.2.1 过氧化物酶及分子结构特点
• 1.2.2 过氧化物酶生理功能
• 1.2.3 过氧化物酶的应用研究
• 1.2.4 过氧化物酶分离纯化及纯度鉴定
• 1.3 黄酮类化合物研究现状
• 1.3.1 黄酮类化合物及其分类
• 1.3.2 黄酮类化合物的生理活性
• 1.3.3 黄酮类化合物的提取分离
• 1.3.4 黄酮类化合物的分析方法
• 2 引言
• 2.1 课题立题及实验依据
• 2.2 主要研究内容
• 2.2.1 竹笋脚料过氧化物酶的提纯
• 2.2.2 过氧化物酶酶学特性的研究
• 2.2.3 竹笋脚料黄酮类化合物的提取及成分分析
• 2.2.4 黄酮类化合物应用研究
• 3 材料和方法
• 3.1 材料和试剂
• 3.1.1 材料来源
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 主要试剂
• 3.2 竹笋脚料过氧化物酶提纯及酶学性质研究
• 3.2.1 过氧化物酶酶活测定
• 3.2.2 蛋白含量测定
• 3.2.3 竹笋脚料利用的工艺流程
• 3.2.4 过氧化物酶的提纯
• 3.2.5 纯度检测
• 3.2.6 过氧化物酶性质鉴定
• 3.3 竹笋黄酮提取及抗氧化研究
• 3.3.1 芦丁标准曲线的制作
• 3.3.2 竹笋总黄酮的萃取
• 3.3.3 竹笋总黄酮的测定
• 3.3.4 试验因素的确定
• 3.3.5 黄酮类化合物的纯化
• 3.3.6 黄酮类化合物成分初步鉴定
• 3.3.7 黄酮的抗氧化性测定
• 4 结果与分析
• 4.1 过氧化物酶纯化结果
• 4.2 过氧化物酶的最适反应温度
• 4.3 过氧化物酶的热稳定性
• 4.4 过氧化物酶的最适反应pH
• 4.5 过氧化物酶酸碱稳定性
• 4.6 竹笋脚料黄酮提取分析及用途研究
• 4.6.1 乙醇浓度对总黄酮得率的影响
• 4.6.2 萃取时间对得率的影响
• 4.6.3 料液比对得率的影响
• 4.6.4 超声波功率对得率的影响
• 4.6.5 萃取温度对得率的影响
• 4.6.6 正交试验
• 4.6.7 黄酮纯度测定及成分鉴定
• 4.6.8 竹笋黄酮对油脂抗氧化性与剂量呈正相关性
• 5 讨论
• 5.1 竹笋脚料中过氧化物酶纯化过程
• 5.2 纯度
• 5.3 本项工艺回收率与活性
• 5.4 酶的稳定性
• 5.5 黄酮提取试验因素的确定
• 5.6 黄酮提取工艺
• 5.7 黄酮成分鉴定及抗氧化性检测
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 本论文的创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介