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蓝莓加工废弃物中花青素提取纯化及抗氧化活性研究

赵旭彤  
【摘要】:蓝莓果实中花青素含量极其丰富,但其综合利用程度却较低,蓝莓加工中产生的皮渣多被当作废弃物,导致资源浪费,引起环境污染,因此从蓝莓加工废弃物中提取花青素,具有广阔的发展前景。本文以蓝莓加工废弃物(皮渣等)为原料,通过高压脉冲电场提取花青素,采用大孔树脂进行分离纯化,并对其抗氧化活性进行系统研究,以期为花青素物质的高效提取和蓝莓加工废弃物的综合利用提供理论依据。本文主要研究内容和结论如下: 1.研究了缓冲溶液pH值,样液pH值,平衡时间及平衡温度等因素对花青素含量的影响。结果表明,蓝莓花青素提取液用蒸馏水稀释定容,经pH=1.0和pH=4.5的缓冲溶液稀释至相同倍数,在40℃温度下平衡20min,于520nm处测定吸光度,此时样液中花青素含量最高。 2.利用高压脉冲电场和超声波辅助提取蓝莓加工废弃物中花青素,分别研究提取溶剂、料液比、脉冲数、电场强度、超声功率、提取时间、提取温度等因素对蓝莓花青素含量的影响。结果表明,高压脉冲电场提取的蓝莓花青素含量高,温度低,耗时短。 3.高压脉冲电场法提取蓝莓加工废弃物中花青素的含量(Y)与液料比(X1))、脉冲数(X2)、电场强度(X3)之间关系的二次回归方程: Y=-194.86+67.05X1+14.03X3-0.41X1X3-4.89X12-0.77X22-0.29X23 经方差分析得出,花青素提取的最佳工艺参数为脉冲数10.00(个),电场强度18.70(KV/cm),料液比为1:6.31(V/V),此时花青素的提取量达到最大值,为223.13mg/L;各因素对蓝莓花青素提取量的影响顺序依次为电场强度、料液比、脉冲数。 4.选用AB-8,NKA-9,D101三种不同特性的大孔树脂对蓝莓加工废弃物中花青素分离纯化。静态吸附试验选出AB-8大孔树脂对蓝莓花青素吸附/解吸效果最佳,其达到动态吸附平衡的时间为6h,吸附过程与伪二阶模型拟合较好。 5.采用Langmuir和Freundlich方程分析不同温度下蓝莓花青素的吸附等温线。研究表明,Langmuir吸附等温线方程能更好地描述温度对AB-8大孔树脂吸附蓝莓花青素的影响,拟合度达到0.99。 6.花青素溶液经蒸馏水稀释3倍,以2BV/h的流速流过树脂床,可以更好地完成饱和吸附,当加入5倍床体积花青素提取液时开始出现泄露;3倍床体积70%乙醇溶液,以2BV/h的流速洗脱,可在最短时间内将花青素完全解吸。 7.AB-8大孔树脂纯化后的蓝莓花青素为紫黑色粉末,花青素的含量约为粗品的6倍,色价约为粗品的7倍,回收率达到91.77%。 8.通过研究蓝莓花青素的总还原能力,DPPH自由基清除能力,羟基自由基清除能力以及脂质过氧化抑制能力,评价蓝莓花青素的抗氧化活性。结果表明,蓝莓花青素在各个反应体系中的抗氧化能力均随其浓度的增大而增强,与对照组VC相比,蓝莓花青素表现出较强的抗氧化活性。 创新点: 首次采用高压脉冲电场提取蓝莓加工废弃物中花青素,产量高,耗时短,旨在为花青素的高效提取提供一种新方法,并为蓝莓加工废弃物的综合利用开辟新途径。


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