黑果花楸果渣提取物及特征花青素标准品制备工艺研究
文献类型:学位论文
作者 | 吐鲁洪·卡地尔 |
答辩日期 | 2020-08-29 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 中国科学院新疆理化技术研究所 |
导师 | 黄艳萍、阿吉艾克拜尔·艾萨 |
关键词 | 黑果花楸果渣 多酚提取物 花青素 容量正交 稳定性 |
学位名称 | 博士 |
学位专业 | 有机化学 |
英文摘要 | 黑果花楸原产于美国东北部以及加拿大东部,自上个世纪九十年代引入我国并相继在辽宁、吉林、新疆、等地大面积种植。黑果花楸果实中富含植物多酚类化合物如原花青素、黄酮以及花青素,具有较强的抗氧化、抗菌、抗炎、保肝、降糖等生物活性,其经济价值较高。其中,含量较高的花青素类物质,更是保健品市场的明星分子。目前,黑果花楸相关的产业主要集中在饮料类,如复合果汁饮料、干红养生酒等。然而,随着黑果花楸果汁业的蓬勃发展,大量黑果花楸果渣的产生带来了新的挑战,如何有效地将其变废为宝成了一个较为热点的课题。本研究以黑果花楸果渣为研究对象,分别研究了其总多酚提取物和花青素提取物,并系统地开发了其制备工艺。本论文还对黑果花楸果渣了含量高的两个特征花青素矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷进行了标准品制备,并据此构建了容量正交纯化方法,兼顾了多目标正交分离过程中的分离度和上样容量,因而具有一定的借鉴意义。本研究的第一章主要为黑果花楸的综合概述、立题依据以及课题研究意义。第二章系统介绍了按黑果花楸果渣的多酚提取物的制备方法及其抗氧化活性和降糖活性研究。以乙醇水为提取溶剂,乙醇含量,料液比,超声时间为考察因素,通过响应面法确定了黑果花楸总多酚的超声辅助提取方法。以福林酚法测定了所得提取物中的总酚含量并据此计算多酚得率。最优提取方法为:乙醇含量52.27%,料液比(1g:36.47 mL),超声时间30 min,在此条件下,黑果花楸多酚得率为42.06 mg/g。所得提取物,浓缩后加水溶解,采用大孔树脂法(HPD 300)进行纯化后,分别用30%乙醇水,50%乙醇水,70%乙醇水,95%乙醇水洗脱并得到相应部位。活性结果表明,黑果花楸果渣30%乙醇水洗脱部位降糖活性最明显,其对 PTP1B(蛋白酪氨酸磷酸1B)IC50达到1.24±0.06 (μg/mL);而50%乙醇水大孔树脂洗脱部位抗氧化活性最佳,其对DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)抗氧化作用IC50 可以达到7.57±0.48 μg/mL。对黑果花楸果中的多酚类成分分离进行了初步的分离分析,鉴定出八个化合物,分别为:5-caffeoylquinic acid,Chlorogenic acid methyl ester,1-(3',4'-dihydroxycinnamoyl)-cyclopenta-2,5-diol,Caffeic acid,Hyperoside,Flufuran,矢车菊素-3-O-半乳糖苷以及矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷。由于花青素类物质稳定性和溶解度都有限制,因此在上述工艺中不易得到较高的得率。而花青素类化合物又是黑果花楸果渣中的主要有效成分之一,因此,本论文以特征花青素为评价手段,综合研发黑果花楸花青素提取物,可进一步提高黑果花楸果渣的资源综合利用水平。为系统研究花青素的稳定性和溶解度,本论文第三章中通过容量正交法同时制备了高纯度的矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷标准品。据此构建的容量正交纯化方法,在多目标正交分离过程中同时兼顾了分离度和上样容量,方法学上具有一定的借鉴意义。基于制备所得标准品,第四章中系统介绍了在可能存在的提取、浓缩以及纯化步骤条件下的花青素的稳定性及溶解度。同时,亦对黑果花楸提取物溶液中的花青素的稳定性做了对比性研究。研究表明,花青素在低温下(4℃)稳定性较好。更重要的是,花青素在提取物中的稳定性较标准品要稳定,表明黑果花楸中有能稳定花青素的物质存在。提取物溶液中花青素的稳定性还跟浓度正相关,从而决定了花青素提取时料液比不应该低于1:10。此外,溶解度实验表明两个特征花青素在含量为30%~70%的乙醇水中溶解度较高。基于上述信息,分别对黑果花楸果渣的提取进行了单因素考察(乙醇含量、酸度、提取温度),并进一步进行了正交实验设计。最佳的花青素提取工艺为:乙醇浓度51.52%,乙酸浓度(0.29%),提取时间85 min,以上条件下两种花青素理论提取量分别为0.550 mg/g和0.437 mg/g。提取后,基于非线性色谱原理,利用反相C18色谱对提取物进行了纯化,所得部位低温收集干燥后,通过高效液相色谱法测定其中特征花青素的含量。结果表明,所得花青素提取物中矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷的含量之和高达13.1%,花青素回收率高达94%,初步的放大实验结果显示工艺的可靠稳定。结果还表明,传统的基于紫外吸收的pH示差法不能完全适应黑果花楸提取液中花青素的含量测定,其提取液中含有很多在526 nm左右吸收较强的非花青素类物质。因此,通过高效液相色谱法来测定花青素含量具有积极研究示范意义。 |
源URL | [http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/7501] ![]() |
专题 | 新疆理化技术研究所_资源化学研究室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 吐鲁洪·卡地尔. 黑果花楸果渣提取物及特征花青素标准品制备工艺研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式: OAI收割
来源:新疆理化技术研究所
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