油茶果壳中活性成分纯化新方法及其在绿色合成中的应用

摘要

油茶(camellia oleifera)系山茶科山茶属植物，是我国特有最大的木本油料作物。油茶壳为油茶籽的外种皮，占油茶种子质量的30％-34%左右，在榨油过程中一般会被丢弃或作为燃料。一些研究表明：油茶壳中含有丰富的活性成分如纤维素、黄酮和原花青素等多羟基或多酚羟基化合物。若能对其进行高效的开发利用，一方面可以对废弃物进行再利用，防止对生态环境造成污染；另一方面通过提取其中活性成分也可带来可观的经济效益。但目前很少有针对油茶壳中活性成分提取及利用方面的研究报道。
　　本论文以江西省丰富的油茶壳资源为原料，考察了油茶壳中黄酮类活性成分和原花青素类活性成分的提取、分离和纯化工艺及其结构的鉴定分析。针对天然产物中活性成分的分离、纯化往往较为困难这一难点，重点考察了运用大孔树脂柱层析的方式对油茶壳中活性成分分离、纯化的效果；实验过程中同时采用了高效液相色谱-电喷雾质谱(HPLC-MS)联用的方式对油茶壳中原花青素活性成分进行了结构鉴定。并且，针对大孔树脂层析柱柱效低等问题，制备了一种对油茶壳提取液中典型的黄酮类化合物-槲皮素具有特异性吸附作用的分子印迹聚合物微球，对该印迹聚合物微球的吸附机理和特异性识别能力进行了深入的研究，并将印迹聚合物微球作为固相萃取吸附剂应用于实际油茶壳样品中目标化合物的分离、纯化研究。此外，针对油茶壳提取液中活性成分具有较强的还原性，利用油茶壳提取液还原金纳米微粒前驱体氯金酸，制备了金纳米微粒，并对金纳米微粒的性能和还原机理进行了探讨。其研究的具体内容及成果包括：
　　1.针对传统的有机溶剂提取法存在消耗大量有机溶剂、且效率低等问题，建立了超声微波酶解协同提取油茶壳中原花青素的方法。通过单因素试验，探讨了各主要因素对原花青素提取率的影响规律。实验中发现，往提取液中加入适量纤维素酶，可显著提高原花青素的提取率。在此基础上，通过正交试验，优化并获得了超声微波酶解协同提取原花青素的最适宜条件。最适宜提取条件为：超声波频率40 KHz、微波功率200 W、提取时间60 s、料液比l:6、提取温度50 ℃、0.1%纤维素酶0.5 mL、提取次数2次。在最适宜条件下，原花青素的提取率为4.46%，分别是超声提取、微波提取和超声-微波协同提取的4.0、3.3和1.8倍。本文所建立的超声微波酶解协同提取油茶壳中原花青素的方法具有简便、快速、高效和节能等优势，有利于应用推广。
　　2.针对天然产物组成复杂，活性成分分离、纯化困难这一问题，采用大孔树脂柱层析的方式对油茶壳粗提液中黄酮类活性成分和原花青素类活性成分进行分离、纯化。通过比较AB-8大孔树脂和HPD-100A大孔树脂对活性成分的分离、纯化效果，建立了以AB-8大孔树脂作为柱层析吸附填料，采用乙醇-水溶剂梯度洗脱的方式对其所含的黄酮类活性成分和原花青素类活性成分进行有效分离、纯化。采用HPLC/MS/MS联用技术对过柱纯化产品中原花青素类活性成分的组成进行了详细的定性分析。
　　3.针对利用AB-8大孔树脂柱层析分离、纯化油茶壳中黄酮类活性成分柱效率不高的问题，本文采用分子印迹技术，以槲皮素为模板分子，制备了槲皮素分子印迹聚合物微球，并将这种印迹聚合物微球作为固相萃取吸附剂选择性富集、纯化油茶壳粗提液中的槲皮素，建立了一种高效分离、纯化油茶壳粗提液中槲皮素的新方法。实验结果表明：采用沉淀聚合方式制备的分子印迹聚合物微球对槲皮素分子具有良好的特异性吸附能力，能够选择性识别槲皮素分子及其类似物。与传统本体聚合法制备的印迹聚合物相比,本法制备的印迹聚合物微球具有更高的吸附容量和更好的特异性识别能力，为油茶壳中槲皮素及其类似物提供了一种高效分离、纯化的新方法。
　　4.针对油茶壳提取物中所含的黄酮类活性成分和原花青素类活性成分均为多酚类化合物，具有较强的还原性，建立了利用油茶壳提取物还原金纳米微粒前驱体氯金酸，“一步法”制备金纳米微粒材料的新方法。通过多种技术手段对制备的材料进行表征分析。结果表明，以油茶壳提取物为还原剂，在温和条件下即可实现金纳米微粒的快速制备，反应过程中随着油茶壳提取物加入量的增加，所得的金纳米微粒的粒径逐渐减小，微粒之间的聚集作用逐渐减弱，单分散性也逐渐增强。该还原方式能够实现金纳米微粒的绿色合成，且对环境不造成任何污染。

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第一章 绪 论

1.1油茶概况

1.2黄酮类活性成分研究概况

1.3原花青素类活性成分研究概况

1.4黄酮类、原花青素类活性成分的提取方法

1.5黄酮类、原花青素类活性成分的分离、纯化方法

1.6黄酮类、原花青素类活性成分的定量方法

1.7油茶壳中活性成分在贵金属纳米微粒绿色合成中的应用

1.8本课题研究目的与研究内容

第二章 超声微波酶解协同提取油茶壳中的原花青素

2.1引言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4结论

第三章 油茶壳提取液中原花青素的分离、纯化工艺研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4结论

第四章 油茶壳中原花青素的RPLC-ESI-MS分析

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4结论

第五章 沉淀聚合法制备槲皮素分子印迹聚合物微球及其分子识别性能研究

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4结论

第六章 油茶壳提取物绿色还原制备金纳米微粒

6.1引言

6.2实验部分

6.3 结果与讨论

6.4 结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致 谢

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