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蒜头果有效成分及其生物活性研究

唐婷范  
【摘要】:本论文以广西特色林产资源蒜头果为原料,系统进行了蒜头果果皮果肉、果壳、种仁和枝叶多个部位提取脂肪酸、挥发油、多糖、黄酮、木质素、蛋白质及抗氧化成分,考察了有效成分的抗肿瘤、抗氧化和抑菌多种生物活性,研究结果对广西蒜头果种植和综合利用具有重要指导意义。主要研究内容和取得的成果如下: (1)分别采用溶剂法索氏提取蒜头果脂肪酸,水蒸气蒸馏法提取蒜头果挥发油,GC-MS联用技术分析了甲脂化后脂肪酸和挥发油其化学成分组分,结果表明:种仁中脂肪酸得率为60.5%±2.5%(质量分数),鉴定出10种化合物,占总量的98.98%,主要化合物和相对含量分别为神经酸(二十四碳烯-15-酸)55.70%、油酸(十八碳烯酸)23.81%、莽酸(二十二碳烯酸)13.13%;新鲜种仁、枝叶和果皮果肉中挥发油得率分别为0.1±0.02%、0.2士0.03%和1.1±0.12%。种仁挥发油中有15种成分被鉴定,占总量的99.90%,其中苯甲醇(58.42%)相对含量较高,苯甲醛(29.66%)次之。枝叶挥发油中有8种成分被鉴定,占总量的99.87%,主要化学成分及相对含量分别为苯甲醛90.68%、苯甲醇2.95%、苯甲酸4.17%、扁桃腈0.07%。果皮果肉挥发油中有7种成分被鉴定,占总量的99.83%,主要化学成分及相对含量分别为苯甲醛87.15%、苯甲醇6.51%、扁桃腈5.66%,结果表明蒜头果各部位均含苯甲醛和苯甲醇。 (2)建立了苯酚-硫酸法测定蒜头果渣多糖的分析方法。在单因素实验基础上,采用响应面法对蒜头果渣多糖超声波提取工艺进行优化,在提取功率490W、提取时间45min、料液比1:25(g·mL-1)的最佳工艺条件下,蒜头果渣多糖的得率为5.02%。利用水提醇沉、Sevag法脱蛋白、大孔树脂-聚酰胺脱色、DEAE-52纤维素离子交换柱、透析、凝胶Sephadex G-100柱分离纯化了蒜头果粗多糖,制得两个组份多糖GP-1和GP-2,HPGPC分析得到其分子量分别为42.95、2597kDa。HPLC分析蒜头果多糖GP-1中葡萄糖、鼠李糖、树胶醛糖的摩尔比为:5.8:3.2:1,而GP-2中葡萄糖、鼠李糖、树胶醛糖、甘露糖、果糖的摩尔比为13:3.4:1.6:1:1。体外抗肿瘤试验结果显示,GP-1和GP-2对鼻咽癌(CNE-1)和肺癌(H460)细胞均有一定的抑制作用,而对人正常肝细胞(HL-7702)基本无杀伤能力,GP-2对两种癌细胞的抑制作用强于GP-1,对CNE-1最大抑制率为64-49%。 (3)采用溶剂浸提法对蒜头果叶和蒜头果叶渣总黄酮提取工艺进行研究。结果表明,在最佳工艺条件下,蒜头果叶和残渣总黄酮得率分别为16.78%、12.31%。蒜头果叶(渣)黄酮经树脂HPD400纯化后总黄酮的含量分别达到79.80%、78.62%,纯度提高了39.19%、43.97%。首次采用制备液相色谱技术从蒜头果叶中分离得到化合物Ⅰ,由紫外光谱、红外光谱、质谱和核磁共振确定其化合物Ⅰ为芦丁,高效液相色谱外标法测得该化合物的纯度达95.59%。活性试验结果表明:纯化的叶总黄酮与残渣总黄酮对DPPH·的清除率均比纯化的芦丁化合物、单宁酸对照品和未纯化的总黄酮的清除率要高。当浓度为1000μg·mL-1时,纯化叶总黄酮和渣总黄酮清除率分别为91.69%、89.78%。抗油脂氧化试验结果表明蒜头果叶纯化总黄酮对猪油具有较好的抗氧化能力。蒜头果叶粗提取和纯化总黄酮对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和沙门氏菌均有不同程度的抑制作用,其中对金黄色葡萄球菌抑菌圈大于12.0mm。蒜头果具有较强的抗氧化作用和抑菌能力,其活性主要源于芦丁化合物。 (4)以蒜头果壳和树枝为原料,采用一般碱法、超声波辅助和微波辅助提取木质素,分别测定了蒜头果壳和枝中木质素含量及木质素的提取率,并对所提取的木质素进行红外和紫外光谱分析。克拉森木素定量法测得蒜头果壳和枝中木质素含量别为44.41(士0.65)%和34.57(±0.52)%,在碱浓度0.5mol·L-1,碱液量30mL·g-1、超声波处理时间1h、水浴温度40℃提取工艺条件下,果壳和枝木质素提取率分别为45.21(±0.59)%、63.78(±0.73)%。紫外和红外图谱显示超声波辅助法提取的木质素保持了木质素原有结构,存在明显的愈疮木基和紫丁香基苯环结构。并通过粘度法比较了三种不同提取方法所得到的木质素相对分子质量。 (5)从蒜头果的果皮果肉中提取抗氧化剂,并采用两种体系评价其抗氧化性能。结果表明:以pH4的水为溶剂、料液比1:30(g·mL-1)、70℃水浴1h条件下提取2次,蒜头果皮果肉多酚抗氧化成分得率为3.29%。其多酚化合物对羟基自由基(·OH)和二苯基苦基肼自由基(DPPH·)均有较强的清除作用,最大清除率分别为74.00%、76.54%,其中对DPPH·清除率强弱依次为蒜头果皮果肉水提取物抗坏血酸单宁酸。 (6)以脱脂后的蒜头果渣为原料,测定了蒜头果渣中蛋白质含量。通过单因素实验和正交试验优化蛋白质提取的工艺条件。结果表明,蒜头果渣的蛋白质含量为31.07%,蛋白质提取的优化工艺条件为:提取温度为室温,提取溶剂为磷酸盐缓冲液(pH=7.5),提取时间为3h,料液比(W/V为1:25。在此优化条件下,蛋白质提取率为86.01%。 (7)通过对蒜头果脂肪酸、挥发油、多糖、黄酮、蛋白质、木质素、多酚抗氧化成分提取及其生物活性能力的考察,证明蒜头果中隐藏丰富的资源,开展对其种植和研究有着重要意义。


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