沙芥营养成分和沙芥多酚的提取、纯化及其生物活性研究

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沙芥作为一种防风固沙植物,不仅具有较好的生态效益,而且是一种野生食品资源,具有一定的食用价值。本文研究了沙芥营养成分,确认其营养价值。并且利用超声波辅助提取沙芥多酚,并将其经大孔树脂进行分离纯化,然后对抗氧化活性和抑菌性进行了初步的研究。试验结果可以为后期沙芥的开发利用提供参考依据。研究结果如下:(1)沙芥的营养成分分析。采用国标法检测了沙芥的基础成分、矿质元素、维生素和氨基酸组成及含量,并将其与常见的5种蔬菜进行了对比。结果表明沙芥营养物质丰富,可作为野生蔬菜食用。其中沙芥中含水量为89.87%,用沙芥干物质来分析,沙芥中主要物质为膳食纤维(40.89%),其次为蛋白质,含量达到26.87%,脂肪和总糖含量相对较低。并且沙芥中Vc和矿质元素含量较高,尤其是Ca和K,含量分别为58.98×103mg/kg、50.32×103mg/kg,Vc含量为134.61 mg/100g,均高于5种常见的蔬菜。沙芥中检测到17种氨基酸且总量为232.99 mg/g,其中必需氨基酸占总量的42.24%,沙芥的第一限制性氨基酸为异亮氨酸,沙芥是一种理想的野生蔬菜资源。(2)沙芥多酚的提取。单因素试验基础结合响应面优化沙芥多酚的超声波辅助提取,以料液比、超声时间、超声功率和超声温度为影响因子,以提取量作为响应值,进行4因素3水平的设计试验,根据回归方程验证模型,得出沙芥多酚的最佳提取工艺条件:料液比1:19 mg/L、超声时间30 min、超声功率291W、超声温度55℃,沙芥的提取量达到3.46mg/g。(3)大孔树脂分离纯化沙芥多酚。通过比较不同型号的10种大孔树脂对沙芥多酚的吸附和解吸效果,选出D101大孔树脂最适宜分离纯化沙芥多酚。通过静态和动态的吸附和解吸试验,选择浓度为1.54 mg/mL的沙芥多酚样品液,以1.5 BV/h的流速均匀的进入大孔树脂层,饱和吸附后,用70%的乙醇溶液以1.5 BV/h流速进行洗脱,纯化后的沙芥多酚含量为纯化前的2.34倍,树脂利用性能高。利用HPLC对纯化前后沙芥多酚进行了初步的成分分析,纯化后的沙芥多酚的单体酚均被保留,主要包括没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、咖啡酸、对香豆酸、阿魏酸且原儿茶酸占主要成分,其次为绿原酸和对羟基苯甲酸。(4)沙芥多酚的抗氧化活性。经过D101大孔树脂纯化前后的沙芥多酚进行总还原能力的测定,以及对羟基自由基、DPPH自由基和超氧阴离子自由基的清除能力进行研究,同时以Vc作为对照。结果表明:沙芥多酚在上述四个指标的测定中,抗氧化活性均随着浓度的增加而加强,纯化多酚的抗氧化活性均高于纯化前的多酚,在一定的浓度时,部分活性与Vc的抗氧化活性相接近。(5)沙芥多酚的抑菌活性。采用牛津杯法研究了沙芥多酚对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。结果表明:沙芥多酚对上述三种菌均有抑菌作用,其最低抑菌浓度(MIC)分别为2.5 mg/mL、1.25 mg/mL、2.5 mg/mL。
摘要第3-5页
Abstract第5-7页
第1章 文献综述第12-20页
    1.1 沙芥的研究进展第12-14页
        1.1.1 沙芥简介第12页
        1.1.2 沙芥的化学成分研究第12-14页
        1.1.3 沙芥药理活性研究第14页
    1.2 植物多酚的研究概况第14-18页
        1.2.1 植物多酚概述第14-15页
        1.2.2 多酚物质的提取方法第15-17页
        1.2.3 多酚的分离纯化方法第17-18页
    1.3 沙芥属植物研究中存在问题及后续研究策略第18-19页
    1.4 研究目的与实践意义第19页
    1.5 本课题的研究内容第19-20页
第2章 沙芥茎叶的营养成分分析第20-28页
    2.1 试验材料、试剂与仪器第20-21页
        2.1.1 试验材料第20页
        2.1.2 试验试剂第20-21页
        2.1.3 试验仪器第21页
    2.2 试验方法第21-22页
        2.2.1 原料的处理第21页
        2.2.2 一般营养成分测定第21页
        2.2.3 矿质元素测定第21-22页
        2.2.4 维生素测定第22页
        2.2.5 氨基酸组成成分测定第22页
    2.3 结果与分析第22-26页
        2.3.1 一般营养成分分析第22-23页
        2.3.2 矿质元素含量分析第23-24页
        2.3.3 维生素含量分析第24-25页
        2.3.4 氨基酸的组成及分析第25-26页
    2.4 本章小结第26-28页
第3章 沙芥多酚的提取工艺研究第28-40页
    3.1 试验材料、试剂与仪器第28-29页
        3.1.1 试验材料第28页
        3.1.2 试验试剂第28页
        3.1.3 试验设备第28-29页
    3.2 试验方法第29-31页
        3.2.1 原料处理第29页
        3.2.2 没食子酸标准曲线第29页
        3.2.3 沙芥多酚超声波辅助提取第29-30页
        3.2.4 沙芥总酚的测定第30页
        3.2.5 沙芥多酚提取第30-31页
    3.3 结果与分析第31-38页
        3.3.1 多酚标准曲线第31页
        3.3.2 单因素试验第31-34页
        3.3.3 超声波辅助提取沙芥多酚的响应面优化试验结果第34-38页
        3.3.4 验证试验第38页
    3.4 小结第38-40页
第4章 沙芥多酚的分离纯化及其组成成分分析第40-52页
    4.1 试验材料、试剂与仪器第40-41页
        4.1.1 试验材料第40页
        4.1.2 试验试剂第40-41页
        4.1.3 试验仪器第41页
    4.2 试验方法第41-43页
        4.2.1 样品处理第41页
        4.2.2 多酚的测定方法第41页
        4.2.3 大孔树脂的预处理第41页
        4.2.4 不同大孔树脂的筛选第41-42页
        4.2.5 大孔树脂静态吸附及解吸作用试验第42页
        4.2.6 大孔树脂动态吸附和解吸试验第42-43页
        4.2.7 沙芥的单体酚组成及含量的HPLC分析第43页
    4.3 结果与分析第43-50页
        4.3.1 最佳树脂类型的筛选第43-45页
        4.3.2 D101大孔树脂静态吸附动力学曲线及解吸作用第45-46页
        4.3.3 大孔树脂动态吸附和解吸试验第46-48页
        4.3.4 D101大孔树脂对沙芥多酚粗提物的纯化效果第48页
        4.3.5 沙芥多酚单体组成及含量第48-50页
    4.4 本章小结第50-52页
第5章 沙芥多酚的体外抗氧化活性研究第52-58页
    5.1 试验材料、试剂与仪器第52-53页
        5.1.1 试验材料第52页
        5.1.2 试验试剂第52-53页
        5.1.3 试验仪器第53页
    5.2 试验方法第53-54页
        5.2.1 总还原力第53页
        5.2.2 羟基自由基清除能力第53-54页
        5.2.3 DPPH自由基清除能力第54页
        5.2.4 超氧阴离子自由基清除能力第54页
    5.3 结果与分析第54-57页
        5.3.1 总还原能力第54-55页
        5.3.2 羟基自由基的清除能力第55-56页
        5.3.3 DPPH自由基的清除能力第56页
        5.3.4 超氧阴离子自由基的清除能力第56-57页
    5.4 本章小结第57-58页
第6章沙芥多酚的抑菌活性第58-62页
    6.1 试验材料、试剂与仪器第58-59页
        6.1.1 试验材料第58页
        6.1.2 试验试剂第58页
        6.1.3 试验仪器第58-59页
    6.2 试验方法第59-60页
        6.2.1 沙芥多酚溶液的配置第59页
        6.2.2 沙芥多酚的抑菌活性第59-60页
    6.3 结果与分析第60页
        6.3.1 沙芥多酚的抑菌活性第60页
        6.3.2 沙芥多酚的MIC测定第60页
    6.4 本章小结第60-62页
第7章 结论与展望第62-64页
    7.1 结论第62页
    7.2 展望第62-64页
参考文献第64-72页
致谢第72-74页
攻读学位期间主要研究成果第74页
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