紫甘薯花色素苷的提取、组分分析及热稳定性研究

摘要

紫甘薯(Ipomoea batatas L.)为旋花科番薯属一年生草本植物，富含维生素、矿物质、膳食纤维和碳水化合物，还富含具有良好生物活性的花色素苷。本论文研究了紫甘薯花色素苷的提取工艺，并进行了组成成分分析，最后研究了紫甘薯花色素苷在不同pH值水溶液和果汁中的热稳定性。研究结果如下：
　　 (1)响应面优化的柠檬酸提取花色素苷类色素最佳工艺参数为：提取温度73.7℃、液固比55，柠檬酸浓度1.2%，花色素苷得率最大预测值为480.6 mg/100g干基，实测值为479.8 mg/100g干基。
　　 (2)在紫甘薯济黑1号提取物中通过液质联用技术分析鉴定出了12种花色素苷，分别为矢车菊素-3-槐糖苷-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-槐糖苷-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-对羟基苯甲酸槐糖苷-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-对羟基苯甲酸槐糖苷-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-阿魏酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-(6”-阿魏酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-咖啡酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-咖啡酸-对羟基苯甲酸槐糖苷-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6”-咖啡酸-6”’-阿魏酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-咖啡酸槐糖苷-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-咖啡酸-对羟基苯甲酸槐糖苷-5-葡萄糖苷、芍药色素-3-(6”-咖啡酸_6”’-阿魏酸槐糖苷)-5-葡萄糖苷。其中含量最多的是芍药色素-3-咖啡酸槐糖苷-5-葡萄糖苷。紫甘薯中含有大量的酰化花色素苷，花色苷元为矢车菊素和芍药色素。同时在紫甘薯色素提取物中发现了少量的飞燕草色素型花色素苷，其中一种物质的结构可能为飞燕草色素-3，5-二葡萄糖苷，或飞燕草色素-3-槐糖苷，或飞燕草色素-3-咖啡酸葡萄糖苷，可能是紫甘薯济黑1号中一种特有的花色素苷。参与紫甘薯花色素苷糖基化的糖有葡萄糖和槐糖，参与酰化的芳香酸有对羟基苯甲酸、阿魏酸和咖啡酸。
　　 (3)热降解动力学研究表明在80℃、90℃和100℃时，紫甘薯花色素苷在pH2-6的水溶液和7种果汁中的降解遵循一级动力学模型。紫甘薯花色素苷的稳定性取决于温度、pH值和溶液基质。在pH3时，紫甘薯花色素苷稳定性最高，在80℃、90℃和100℃时的半衰期分别为96.3、25.6和12.6h，活化能为111.57kJ/mol。在pH3和4时，紫甘薯花色素苷的热稳定性都高于在pH2时的。紫甘薯花色素苷在苹果汁中的热稳定性最高，紧接着的是梨汁、柚子汁、橙汁、桔子汁、猕猴桃汁和柠檬汁。紫甘薯花色素苷在苹果汁中的半衰期在80℃、90℃和100℃时分别为32.4、17.0和8.1h，活化能为75.68kJ/mol。紫甘薯花色素苷在柠檬汁中的热稳定最低，可能是因为柠檬汁的pH值为2.23，过于偏低，且维生素C含量较高。紫甘薯花色素苷在复杂的果汁体系中比在水溶液体系中的热稳定性低，在缓冲溶液中更易受温度变化的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1 花色素苷的化学结构及其颜色变化

2 紫甘薯中的花色素苷

3 花色素苷的提取、纯化和分析

3.1 花色素苷的提取

3.2 花色素苷的纯化

3.3 花色素苷的分析

4 花色素苷的热稳定性

4.1 热处理对花色素苷稳定性的影响

4.2 花色素苷的热降解机制

4.3 花色素苷的热降解动力学

5 花色素苷在食品中的应用

6 本课题研究意义及主要研究内容

6.1 研究意义

6.2 主要研究内容

第二章 紫甘薯花色素苷的提取工艺研究

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 水分含量

2.2 单因素实验

2.3 响应面分析法优化提取工艺

2.4 验证实验

3 小结

第三章 紫甘薯花色素苷组成成分分析

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 质谱解析

2.2 小结

第四章 紫甘薯花色素苷的热降解动力学研究

1 材料与方法

1.1 实验材料与设备

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 理化参数分析

2.2 紫甘薯花色素苷在不同pH值的水溶液中的热降解动力学研究

2.3 紫甘薯花色素苷在果汁中的热降解动力学研究

2.4 小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢