微波萃取蓝莓花青素抗氧化特性及保护性萃取工艺的研究

摘要

本研究以富含花青素等活性成分的蓝莓为研究对象，应用微波辅助萃取技术提取蓝莓干粉中的花青素。为了高效利用微波辅助萃取得到具有生物活性和化学组分稳定的花青素，研究蓝莓花青素的微波萃取特性以及微波作用对花青素成分和微观结构的影响;选用柠檬酸酸化乙醇为萃取剂，对蓝莓花青素保护性萃取工艺进行优化和验证，为蓝莓花青素的开发应用提供理论依据。 应用微波辅助萃取(MAE)技术提取蓝莓干粉中的花青素，以清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的能力作为花青素抗氧化性的评价指标，研究微波辅助萃取工艺中温度和时间对蓝莓花青素萃取率及其抗氧化性的影响规律。试验结果表明，萃取温度和时间均对花青素萃取率有显著影响，在较短的时间范围内(0-6 min)，花青素萃取率随温度的升高而增加，但是蓝莓花青素热稳定性差，长时间的高温(70℃)易引起花青素的氧化降解，因而，选择合适的温度和萃取时间有利于获得较高的花青素萃取率;升高温度有利于提高萃取液抗氧化性，在试验范围内，萃取液清除自由基能力和花青素含量存在显著的正相关性;与热浸提相比，微波辅助萃取蓝莓花青素效率较高，并且产物抗氧化能力增强，说明微波的特殊效应能够强化萃取体系中的传质过程，同时增强有效成分的抗氧化性能。 为了确定微波辅助萃取方法中微波辐照对蓝莓花青素萃取成分和微观结构的影响，将热浸提作为对照试验，采用强制振荡水浴加热，模拟微波加热过程中萃取体系的温度变化，从而使两种萃取方式具有可比性，应用高效液相色谱和圆二色谱对萃取液中的组分进行定性定量分析并测定其微观结构。研究发现，不同萃取条件下得到的花青素的主要组分具有4β构型，较低温度(50℃)时微波辐射的非热效应使花青素聚合度降低。 应用柠檬酸酸化乙醇作为萃取剂，探究花青素保护性萃取工艺条件。以萃取温度、萃取时间、柠檬酸浓度和酸醇比为试验因素，以花青素萃取率和自由基清除率及总抗氧化能力作为目标因素，采用中心组合试验设计的方法进行工艺优化。通过方差分析可知，试验选取的各因素对蓝莓花青素萃取率的影响程度大小顺序依次为萃取温度、柠檬酸浓度、萃取时间和酸醇比;各试验因素对自由基清除率的影响程度大小顺序依次为萃取温度、酸醇比、萃取时间和柠檬酸浓度;各试验因素对花青素总抗氧化能力的影响程度大小顺序依次为萃取温度、柠檬酸浓度、萃取时间、酸醇比。对萃取工艺进行优化和验证，得到柠檬酸酸化乙醇微波萃取蓝莓花青素最优工艺参数:萃取温度60℃，萃取时间6 min，柠檬酸溶液浓度70 g/L，酸醇比2∶1(v/v)，该萃取条件下花青素萃取率最高为85.42％，自由基清除率最高为93.02％，总抗氧化能力吸光值为0.56。采用柠檬酸酸化乙醇用于微波辅助萃取蓝莓花青素，能够在保持花青素抗氧化的同时提高花青素得率。

目录

论文说明

声明

摘要

1 引言

1．1 花青素的结构和性质

1．1．1 花青素的结构

1．1．2 花青素性质

1．2 花青素萃取和抗氧化性的国内外研究现状

1．2．1 花青素萃取工艺的研究

1．2．2 花青素抗氧化性的研究

1．3 微波加热对酚类物质含量和抗氧化性的影响

1．3．1 微波加热对酚类物质含量的影响

1．3．2 微波加热对酚类物质抗氧化性的影响

1．4 花青素稳定性及其品质保护的研究

1．4．1 花青素稳定性的研究

1．4．2 提高花青素稳定性的研究

1．5 研究目的及意义

1．6 研究内容

2 花青素抗氧化性与其含量和微波萃取条件的关系研究

2．1 材料和设备

2．1．1 材料与试剂

2．1．2 仪器与设备

2．2 试验方法

2．2．1 花青素萃取率的测定

2．2．2 热浸提萃取对照试验

2．2．3 自由基清除率的测定

2．3 动力学模型

2．4 试验设计和数据处理

2．5 结果和讨论

2．5．1 萃取温度和时间对花青素萃取率的影响

2．5．2 萃取温度和时间对花青素清除自由基能力的影响

2．5．3 萃取液花青素含量及其清除自由基之间的关系

2．5．4 不同提取方式对蓝莓花青素萃取率的影响

2．5．5 不同提取方式对花青素自由基清除率的影响

2．6 本章小结

3 微波萃取对蓝莓花青素组分和结构影响的研究

3．1 材料和设备

3．1．1 材料与试剂

3．1．2 仪器与设备

3．2 试验方法

3．2．1 蓝莓花青素萃取方法

3．2．2 花青素酸化水解

3．2．3 高效液相分析

3．2．4 圆二色谱测试分析

3．2．5 标准曲线的绘制

3．3 数据处理

3．4 结果与讨论

3．4．1 模拟微波场温度变化

3．4．2 高效液相色谱分析

3．4．2 圆二色谱分析

3．5 本章小结

4 柠檬酸保护花青素的微波辅助萃取工艺研究

4．1 材料和设备

4．1．1 材料与试剂

4．1．2 仪器与设备

4．2 试验方法

4．2．1 微波辅助萃取蓝莓花青素

4．2．2 花青素萃取率的测定

4．2．3 自由基清除率的测定

4．2．4 花青素总抗氧化能力的测定

4．3 试验设计和数据处理

4．4 结果与讨论

4．4．1 花青素萃取率的方差分析和回归模型

4．4．2 各试验因素对蓝莓花青素萃取率的交互影响

4．4．3 花青素自由基清除率的方差分析和回归模型

4．4．4 各试验因素对花青素自由基清除率的交互影响

4．4．5 花青素总抗氧化能力的方差分析和回归模型

4．4．6 各试验因素对花青素总抗氧化能力的交互影响

4．5 工艺参数的优化与验证

4．6 本章小结

5 结论

5．1 主要结论

5．2 研究特色与创新

5．3 不足与完善

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文