花椒油树脂提取、成分分析、抗氧化性及抑菌性研究

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本文以陕西韩城大红袍花椒为原料,采用纤维素酶酶解法,结合响应面优化花椒油树脂提取工艺,测定酶解法所得花椒油树脂和超临界CO2萃取法所得花椒油树脂的理化性质,并通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对两种方法所得花椒油树脂化学成分及含量并进行分析与鉴定,采用七种抗氧化体系分别对两种提取方法所得花椒油树脂抗氧化性进行研究,并以食品中常见的四种细菌为研究对象,探究两种提取方法所得花椒油树脂的抑菌性及抑菌机理。主要研究结果如下:1.纤维素酶酶解法优化花椒油树脂提取工艺结果表明:花椒油树脂采用纤维素酶酶解法提取最佳工艺条件为:50%的乙醇做提取剂、纤维素酶用量62.3mg/L、酶解时间2.3h、酶解温度50 ℃、液料比47.4:1。验证试验表明,在此工艺条件下花椒油树脂提取率可达37.22%。2.通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对两种方法所得花椒油树脂化学成分及其含量进行分析与鉴定。结果表明:酶解法所得花椒油树脂中97.7%的化合物被鉴定出来,其中花椒素(10.85%)、柠檬烯二醇(5.94%)、柠檬酸月桂酯(5.38%)等含量最高;超临界CO2萃取所得的花椒油树脂共鉴定出48种化合物,占总化合物的96.3%,含量较高的成分有γ-萜品醇(9.29%)、芳樟醇(8.84%)、乙酸萜品酯(8.23%)等。3.抗氧化试验结果表明:酶解法所得花椒油树脂和超临界CO2萃取法所得花椒油树脂对DPPH自由基有较强的清除能力,当样品浓度达到0.1mg/mL时,酶解法所得花椒油树脂对DPPH自由基的清除能力和BHT相当,高于超临界CO2萃取法所得花椒油树脂。两种方法提取所得花椒油树脂样品对ABTS自由基均有一定的清除能力,但在同浓度条件下均低于Vc和BHT。对超氧阴离子自由基清除能力测定结果可知,Vc、BHT、酶解法所得花椒油树脂、超临界C02萃取法所得所得花椒油树脂对超氧阴离子自由基清除率的IC50分别为:0.045、0.056、0.098和0.126mg/mL。两种方法提取所得花椒油树脂对羟基自由基均有较强的清除能力,但同浓度条件下均低于Vc。还原力测定试验中,Vc的还原力大于BHT和两种方法所得花椒油树脂的还原力,试验样品中超临界CO2萃取法所得花椒油树脂还原力最弱。在β-胡萝卜素/亚油酸体系中,两种方法所得花椒油树脂抗氧化能力均高于Vc却略低于BHT。在抗核桃油脂氧化体系中,酶解法所得花椒油树脂和超临界CO2萃取法所得所得花椒油树脂抑制核桃油脂过氧化的能力存在浓度相关性,浓度越高,抗氧化性越强,但效果低于BHT对油脂的抗氧化能力。4.抑菌试验结果表明:两种方法所得花椒油树脂对四种供试菌均有一定程度的抑制作用,样品溶液浓度为16mg/mL时,酶解法所得花椒油树脂对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌抑菌率分别为61.46%、59.46%、55.67%、55.77%。同浓度的超临界C02萃取法所得所得花椒油树脂对四种受试菌的抑菌率分别为63.86%、60.10%、57.55%、55.99%。酶解法所得花椒油树脂对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌的最小抑菌浓度分别为0.25、0.5、0.5、1.0mg/mL。超临界C02萃取法所得花椒油树脂对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和沙门氏菌的最小抑菌浓度分别为0.25、0.25、0.5、0.5mg/mL。通过抑菌率及最低抑菌浓度的测定可知超临界CO2萃取法所得花椒油树脂的抑菌效果优于酶解法所得花椒油树脂的抑菌效果。生长曲线研究结果表明花椒油树脂主要通过延长调整期,推迟并抑制对数生长期而阻碍受试菌的生长于繁殖。抑菌机理的探究试验证明花椒油树脂通过使菌体细胞壁和细胞膜破损或断裂增加其通透性,从而导致细胞内带电离子、蛋白质、核酸等物质泄露,进而使细胞生长和繁殖受到抑制,甚至死亡。
摘要第3-5页
Abstract第5-7页
第1章 绪论第12-20页
    1.1 花椒资源概述第12页
    1.2 花椒主要化学成分第12-14页
        1.2.1 挥发油第12-13页
        1.2.2 酰胺第13页
        1.2.3 生物碱第13页
        1.2.4 黄酮类第13-14页
        1.2.5 其他成分第14页
    1.3 花椒生物活性研究第14-15页
        1.3.1 抗氧化作用第14页
        1.3.2 抑菌作用第14-15页
        1.3.3 其他生物活性第15页
    1.4 花椒产品开发利用现状第15-17页
        1.4.1 花椒精油第15-16页
        1.4.2 花椒油树脂第16页
        1.4.3 花椒调味油第16页
        1.4.4 花椒油微胶囊第16页
        1.4.5 花椒籽油及蛋白产品第16-17页
    1.5 立题依据及意义第17页
    1.6 主要研究内容第17-20页
第2章 花椒油树脂提取及工艺优化第20-34页
    2.1 引言第20页
    2.2 材料、试剂及设备第20-21页
        2.2.1 材料第20页
        2.2.2 试剂第20-21页
        2.2.3 主要仪器与设备第21页
    2.3 试验方法第21-22页
        2.3.1 样品处理第21页
        2.3.2 超临界CO_2萃取花椒油树脂第21页
        2.3.3 酶解法提取花椒油树脂第21-22页
        2.3.4 酶解法提取花椒油树脂单因素试验第22页
        2.3.5 响应面法优化花椒油树脂酶解提取工艺第22页
    2.4 结果与分析第22-31页
        2.4.1 超临界CO_2萃取花椒油树脂第22页
        2.4.2 酶解法提取花椒油树脂单因素试验结果第22-25页
        2.4.3 响应面法优化花椒油树脂酶解提取工艺试验结果第25-31页
    2.5 讨论第31-32页
    2.6 本章小节第32-34页
第3章 花椒油树脂理化性质及成分分析第34-46页
    3.1 引言第34页
    3.2 材料、试剂及设备第34-35页
        3.2.1 材料第34页
        3.2.2 试剂第34-35页
        3.2.3 主要仪器与设备第35页
    3.3 试验方法第35-37页
        3.3.1 花椒油树脂理化指标检测第35页
        3.3.2 花椒油树脂总黄酮含量测定第35-36页
        3.3.3 花椒油树脂总酚含量测定第36页
        3.3.4 超临界CO_2萃取花椒油树脂GC-MS分析第36-37页
        3.3.5 酶解法辅助提取花椒油树脂GC-MS分析第37页
    3.4 结果与分析第37-44页
        3.4.1 花椒油树脂理化指标测定结果第37-38页
        3.4.2 花椒油树脂总黄酮含量测定结果第38-39页
        3.4.3 花椒油树脂总酚含量测定结果第39-40页
        3.4.4 超临界CO_2萃取花椒油树脂GC-MS分析结果第40-42页
        3.4.5 酶解法辅助提取花椒油树脂GC-MS分析结果第42-44页
    3.5 讨论第44-45页
    3.6 本章小节第45-46页
第4章 花椒油树脂抗氧化性研究第46-58页
    4.1 引言第46页
    4.2 材料、试剂及设备第46-47页
        4.2.1 材料第46页
        4.2.2 试剂第46-47页
        4.2.3 主要仪器与设备第47页
    4.3 试验方法第47-49页
        4.3.1 花椒油树脂对DPPH自由基清除能力测定第47页
        4.3.2 花椒油树脂对ABTS自由基清除能力测定第47页
        4.3.3 花椒油树脂对超氧阴离子自由基清除能力测定第47-48页
        4.3.4 花椒油树脂对羟基自由基清除能力测定第48页
        4.3.5 花椒油树脂还原能力的测定第48页
        4.3.6 花椒油树脂抗脂质过氧化能力的测定第48-49页
        4.3.7 花椒油树脂抗核桃油脂氧化能力的测定第49页
    4.4 结果与分析第49-55页
        4.4.1 花椒油树脂对DPPH自由基清除能力第49-50页
        4.4.2 花椒油树脂对ABTS自由基清除能力第50-51页
        4.4.3 花椒油树脂对超氧阴离子自由基清除能力第51页
        4.4.4 花椒油树脂对羟基自由基清除能力第51-52页
        4.4.5 花椒油树脂的还原能力第52-53页
        4.4.6 花椒油树脂抗脂质过氧化能力第53-54页
        4.4.7 花椒油树脂抗核桃油脂氧化能力第54-55页
    4.5 讨论第55-56页
    4.6 本章小节第56-58页
第5章 花椒油树脂抑菌活性及其机理研究第58-74页
    5.1 引言第58页
    5.2 材料、试剂及设备第58-59页
        5.2.1 材料第58-59页
        5.2.2 试剂第59页
        5.2.3 主要仪器与设备第59页
    5.3 试验方法第59-61页
        5.3.1 培养基及菌悬液的制备第59页
        5.3.2 抑菌圈及抑菌率的测定第59-60页
        5.3.3 最小抑菌浓度的测定第60页
        5.3.4 生长曲线的测定第60页
        5.3.5 花椒油树脂对细菌细胞膜通透性的影响第60页
        5.3.6 花椒油树脂引起细菌内容物泄漏第60-61页
        5.3.7 扫描电镜观察花椒油树脂对细菌壁膜的影响第61页
        5.3.8 花椒油树脂对大肠杆菌基因组DNA合成的影响第61页
    5.4 结果与分析第61-71页
        5.4.1 抑菌圈及抑菌率的测定第61-62页
        5.4.2 最小抑菌浓度(MIC)的测定第62-63页
        5.4.3 生长曲线的测定第63-66页
        5.4.4 花椒油树脂对细菌细胞膜通透性的影响第66-68页
        5.4.5 花椒油树脂引起细菌内容物泄漏第68-69页
        5.4.6 扫描电镜观察花椒油树脂对细菌壁膜的影响第69-71页
        5.4.7 花椒油树脂对大肠杆菌基因组DNA合成的影响第71页
    5.5 讨论第71-72页
    5.6 本章小节第72-74页
第6章 结论与展望第74-78页
    6.1 结论第74-75页
    6.2 展望第75-78页
参考文献第78-86页
致谢第86-88页
攻读学位期间研究成果第88页
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