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《安徽农业大学》 2010年
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黑豆红花色苷的优化提取及其降血糖作用的研究

张继曼  
【摘要】: 花色苷(Anthocyanin)是一类人们非常熟悉的天然水溶性食用色素,广泛的分布在自然界中,全部的高等植物几乎都可以合成出花色苷。水果、花朵、和蔬菜所呈现出的绝大多数的红色、蓝色、黄色和紫色都是因为它才表现出来的,正是因为它才使大自然呈现出多姿多彩、五彩缤纷的景色。近年来人工合成色素对人体伤害很大因此被世界卫生组织禁止使用,作为天然食用色素的花色苷因为资源丰富、安全、无毒近年来引起人们的高度关注,又因为它还具有一定的营养价值和药理功能,故在食品、医药和化妆品领域都有巨大的应用前景。 黑豆是植物中营养最丰富的保健佳品之一,具有医食同疗的特殊功能,被誉为“豆中之王”,且在全国大部分地区都有栽种。黑豆红是以黑豆皮为原料提制出的天然色素,花色苷是其中的主要成分。黑豆价格低廉,原料易得,非常符合工业化生产的需要,因此黑豆红花色苷在食品和医药等领域都将具有很大的应用前景。本文以庐州黑豆皮为实验材料,从单纯乙醇溶液提取、果胶酶辅助提取黑豆红花色苷、纤维素酶辅助提取黑豆红花色苷这三方面来对黑豆红花色苷的优化提取进行研究,再选用适宜的大孔树脂进行纯化,分析影响黑豆红花色苷稳定性的因素,并进一步对黑豆红花色苷降血糖的作用机制进行了探讨。研究结果如下: (1)以黑豆皮为材料,以提取温度(X_1)、提取时间(X_2)、乙醇浓度(X_3)以及料液比(X_4)这四个因素进行四因子二次通用旋转组合设计,建立的黑豆红花色苷提取条件的数学回归模型为: Y=1.18871+0.00288X_1+0.02987X_2-0.08929X_3+0.1517X_4-0.07758X_1~2-0.00996X_2~2- 0.16071X_3~2-0.04396X_4~2-0.05169X_1X_2+0.07756X_1X_3+0.05606X_1X_4+0.02969X_2X_3+ 0.0004X_2X_4-0.05381X_3X_4利用上述方程得出黑豆红花色苷提取的最佳条件为料液比为1:50g/mL,提取时间为1小时,提取温度为60℃,乙醇浓度为60%。在此优化条件下提取的花色苷含量为1.397mg/g。 (2)黑豆红花色苷粗提物经过石油醚和乙酸乙酯萃取后,水部清除DPPH能力比石油醚、乙酸乙酯部要强。且分离纯化黑豆红花色苷比较合适的大孔树脂为AB-8大孔树脂,它对于花色苷的吸附率为63.27%,解析率为82.24%;吸附的最适上样浓度为每10mL AB-8大孔树脂6mg/5mL,上样流速为5mL/min;吸附平衡时间为30min;洗脱液乙醇浓度为70%。建立了用磷酸氢二钠-磷酸二氢钠pH6.0的缓冲液,温度25℃、电压28KV、电流53.5μA、进样压力0.5psi、波长220nm、分离时间10分钟的条件下进行毛细管电泳分析的方法。通过高效毛细管电泳法获得所提花色苷样品中含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷,且1.0g黑豆皮中含有的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量为0.454mg。(3)对影响黑豆红花色苷稳定性的因素进行分析,结果表明:黑豆红花色苷的耐光性、耐热性、耐氧化都较差,应该尽量避光、低温、密封保存。氯化钠、维生素C以及葡萄糖对黑豆红花色苷的稳定性无不良影响,但柠檬酸和蔗糖却能影响该花色苷的稳定性。 (4)通过对不同组的正常小鼠和利用四氧嘧啶造模的实验性糖尿病小鼠分别进行相应浓度的黑豆红花色苷腹腔注射,并测定血糖、超氧化物岐化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及胰岛素含量。结果表明:黑豆红花色苷具有降低糖尿病小鼠高血糖的作用。(1)对单纯乙醇溶液提取、果胶酶辅助提取、纤维素酶辅助提取黑豆红花色苷这三方面来对黑豆红花色苷的优化提取进行研究,结果:单纯酸化乙醇溶液提取效果最好。 (2)利用高效毛细管电泳法(HPCE)对黑豆红花色苷进行定量分析,建立了用磷酸氢二钠-磷酸二氢钠pH6.0的缓冲液,在温度25℃、电压28KV、电流53.5μA、进样压力0.5psi、波长220nm、分离时间10分钟的条件下进行毛细管电泳分析的方法。同时利用该法得出所提花色苷样品中应该含有矢车菊素-3-O-葡萄糖苷,且1.0g黑豆皮中含有的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量为0.454mg。虽然该方法还有需要进一步研究的问题,因为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷出现两个峰。 (3)利用黑豆红花色苷对小鼠降血糖方面进行了研究,并且得出黑豆红花色苷具有降低糖尿病小鼠高血糖的作用,它可以降低糖尿病小鼠的血糖和血清中MDA与CAT的含量,提高血清中SOD和GSH-Px的含量,并提高了血清中胰岛素的含量。
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R284;R285

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