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《西北农林科技大学》 2009年
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石榴籽原花色素提取纯化及其功能性研究

赵国建  
【摘要】:石榴是一种既具有生态效益又具有经济效益的优良树种,近年来我国石榴种植面积和产量呈逐年上升趋势。石榴果实器官包括果皮、籽粒和隔膜三部分,各部分占果实重量的比例大约分别为55%、40%和5%。石榴籽粒包括外种皮即果肉(食用部分)、种壳和种仁三部分,各部分占籽粒重量(鲜重)的比例大约分别为62%、35%和3%。石榴籽中种仁约占石榴籽总重(干重)的25%,目前主要用于提取石榴籽油;榨油后剩余部分中含有的石榴籽原花色素是一种具有抗氧化、抗肿瘤等功能的成分。本文以陕西临潼区的石榴为试材,对石榴籽原花色素的提取、螯合剂的辅助提取、螯合剂等试剂对石榴籽原花色素稳定性的影响、石榴籽原花色素的纯化工艺、石榴籽原花色素的抗氧化性等进行了研究;采用大孔树脂和葡聚糖凝胶LH-20对石榴籽原花色素进行了纯化,同时运用紫外光谱、红外光谱、HPLC、ESI-MS等技术对原花色素的纯度及结构进行了分析鉴定。主要研究结果如下: (1)采用螯合剂能提高多酚和石榴籽原花色素的提取效果。SH能置换出与金属离子(Fe2+、Sn2+、Pb2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+)结合的原花色素;与对照相比石榴籽原花色素含量分别提高8.00%、13.97%、57.37%、25.59%、59.29%、34.50%,其中对Fe2+的作用效果最差,对Cu2+、Pb2+的作用效果最为明显。SH对石榴籽中多酚和原花色素的提取效果有明显的促进作用。 (2)通过比较香草醛—硫酸法和正丁醇—盐酸法,确定香草醛—硫酸法稳定性好、回收率高,可以准确测定石榴籽中原花色素的含量。应用香草醛—硫酸法对存放不同时间的石榴籽原花色素含量进行测定,结果表明石榴籽原花色素含量受存放时间长短影响,原花色素的提取应选择存放时间短的石榴籽作为原料。另外提取次数对原花色素的提取效果有一定影响,前三次提取到原花色素总量的85.4%,前四次得到原花色素总量的97.2%。 (3)在单因素试验的基础上,对影响石榴籽原花色素提取效果的乙醇浓度(X1)、提取时间(X2)和SH添加量(X3)3因素进行二次回归正交旋转组合设计,建立的数学回归模型为:Y=7.496+0.0797X1+0.2203X2+0.2111X3-0.2345X12+0.05722X22-0.00465X32+ 0.2838X1X2+0.0613X1X3-0.3138X2X3;优化出石榴籽原花色素的最佳提取工艺条件为:乙醇浓度60%、提取时间87min、SH添加量0.13%,在此优化条件下石榴籽原花色素得率为8.58%。 (4)采用有机溶剂洗涤、大孔树脂和葡聚糖凝胶LH-20等方法对石榴籽原花色素进行纯化。通过紫外光谱分析、红外光谱分析、磁共振波谱分析、液质联用等方法,研究了石榴籽原花色素的分子组成及其结构单元。结果表明,有机溶剂洗涤可以有效地除去脂肪族化合物,大孔树脂可以有效地除去糖、盐等杂质,葡聚糖凝胶LH-20可以去除其它的酚类物质。石榴籽原花色素主要结构单元是矢车菊素。 (5)在所选几个抗氧化指标中,DPPH?清除率、总还原能力与?OH清除率具有显著相关性,其余各指标之间的相关性都很小。石榴籽原花色素具有良好地抗氧化能力,其总还原力及对?OH、O2-?、DPPH?的清除能力随着浓度增大而增大,具有明显的量效关系,对?OH、O2-?和DPPH?的IC50分别为11.10μg/L、26.78μg/mL和102.32μg/L。不同浓度的石榴籽原花色素均可提高小鼠肝组织GSH-Px的活力,且二者之间存在量效关系。石榴籽原花色素可抑制H2O2诱导的脂质过氧化产物MDA的生成,并且抑制效果随原花色素浓度的增加而增强。 (6)在模拟的食品体系中,研究了各处理参数对石榴籽原花色素稳定性的影响。结果表明,在较低的温度条件下原花色素比较稳定;金属离子中以Sn2+、Fe2+和Cu2+对原花色素稳定性的影响最为显著,加入SH可以提高原花色素的稳定性;光照可使葡萄籽原花色素降解损失;Vc和亚硫酸氢钠可以提高原花色素的稳定性,且提高的效果同其浓度呈正相关;糖和食盐对原花色素均有很好地保护作用,不同浓度的糖和食盐对原花色素的保护作用不同,保护效果次序为:果糖葡萄糖食盐蔗糖。石榴籽原花色素降解符合动力学一级反应,其反应活化能E0为35.29 kJ/mol,反应常数k0为4682.6,建立了石榴籽原花色素热降解的预测模型。经验证,模型与实测值拟合较好,表明该模型是合理的。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S665.4

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