红甘蓝花色苷的提取纯化、稳定性及抗氧化活性研究

摘要

红甘蓝又称紫甘蓝，含有丰富的维生素C、较多的维生素E和维生素B族以及丰富的花色苷和纤维素等。红甘蓝色素属花色苷类，其基本结构为矢车菊色素在3位和5位上与葡萄糖等形成糖苷键。红甘蓝中的花色苷具有抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能。其中的矢车菊色素- 3 - 葡萄糖苷是红甘蓝中含有的重要生物活性物质,具有降低血清蛋白和脂质体过氧化作用, 并且对局部贫血肝脏的氧化性损伤具有保护作用。本论文以东北农业大学园艺学院提供的红甘蓝（东农-8D50）为原料，探索红甘蓝花色苷的提取纯化工艺，并对其进行了稳定性和抗氧化活性的研究。本文还初步研究了用哈尔滨正阳河米醋提取红甘蓝中花色苷的方法，为开发富含花色苷的降脂护肝米醋的产品提供科学依据。
　　 本论文首先确立了分析方法：应用分光光度法测定红甘蓝色素中花色苷总含量，高效液相色谱法测定花色苷中矢车菊色素含量。采用了四种抗氧化活性测定方法：清除羟基自由基活性测定方法、清除超氧自由基活性测定方法、清除DPPH自由基测定方法和抑制亚油酸过氧化测定方法，用来测定红甘蓝花色苷的抗氧化活性。
　　 采用溶剂浸提法与超声波辅助提取法提取红甘蓝花色苷。通过单因素试验和正交试验确定溶剂浸提法提取红甘蓝花色苷的最佳提取条件为：料液比为1：4，提取温度为30℃，提取时间为2h，提取溶剂浓度为40％的乙酸溶液。此条件下的提取率为3.02mg/g。超声波辅助提取法提取红甘蓝花色苷的最佳提取条件为：料液比为1：4，提取温度为40℃，超声时间为50min，提取溶剂为浓度为30％的乙酸溶液。此条件下的提取率为1.87mg/g。溶剂浸提法提取率比超声波辅助法要好，但提取时间比超声波辅助法长。
　　 本文确立了应用大孔树脂纯化红甘蓝提取物中花色苷的技术工艺。研究结果表明，选用HPD-300大孔树脂为吸附剂，上样浓度0.2mg/mL，流速1mL/min，吸附温度25℃；较适宜的解析条件为：洗脱剂为40％乙醇溶液，流速为1mL/min。纯化后提取物的纯度（按矢车菊色素计算）为12.2％。
　　 对红甘蓝花色苷稳定性的研究结果表明，随着pH值升高，最大吸收波长红移，色素的颜色由红色逐渐变成蓝色。在酸性条件下，红甘蓝花色苷光稳定性较好，随pH值升高，色素降解严重，褪色加快；红甘蓝花色苷在自然光直射下褪色快，在避光条件下褪色慢。在酸性条件下，花色苷的热稳定性较好，100℃时，pH值为4.0～6.0的花色苷热稳定性较差。Fe2+对花色苷的稳定性无不良影响；Cu2+，K+，Zn2+，Ba2+，Mg2+，Fe3+对花色苷的稳定性均有不良影响。蔗糖，果糖，葡萄糖均对花色苷的稳定性有增强作用。酒石酸和柠檬酸的加入对花色苷的稳定性也有增强作用。Vc的加入对花色苷稳定性无不良影响，H2O2的加入导致花色苷稳定性下降。
　　 本文对红甘蓝花色苷的抗氧化活性进行了研究。研究结果表明，红甘蓝花色苷具有抗氧化活性，可以有效清除DPPH自由基，其清除率可达72.2％；羟基自由基清除率可达82.5％；超氧自由基清除能力比Vc要强；抑制亚油酸过氧化作用其抑制率可达47.6％。
　　 本论文还初步研究了降脂护肝米醋产品的制备。用哈尔滨正阳河9°虹桥米醋为提取剂，通过控制料液比、提取温度和超声时间，以花色苷提取率为指标，采用四因素三水平正交试验确定最佳的提取条件。试验最优提取工艺为：提取温度40℃，超声时间30 min，料液比1：3。提取液即为降脂护肝米醋产品，产品中矢车菊色素含量为0.3mg/mL。通过抗氧化活性测定，表明该产品的抗氧化能力与同浓度的Vc接近。