花椒籽种皮黑色素的提取纯化及性能研究

摘要

花椒(Zanthexylum bungeanum Maxin)芸香科，花椒属植物，花椒籽是生产调味品花椒的副产物之一，但长期以来一直没有得到合理的利用，被当作废物遗弃，或者当作燃料焚烧。目前研究发现，花椒籽是提取天然黑色素的优质原料，天然黑色素具有保护神经、提高人体免疫力和强的清除自由基等多种保健功能，是一种天然抗氧化剂，是目前研究的一大热点。为了充分开发利用花椒籽植物，本文首次对陕西韩城的花椒籽种皮黑色素的提取纯化工艺进行了研究，并对其理化性质进行了初步的探讨。
　　(1)采用单因素实验和正交试验确定了花椒籽种皮黑色素的最佳提取工艺为，料液比1∶20(g/mL)、NaOH浓度1.3mol/L、温度90℃、提取时间1h，该工艺下，花椒籽种皮黑色素的得率为8.63％。
　　(2)采用大孔吸附树脂纯化花椒籽种皮黑色素，从6种大孔吸附树脂中筛选出DM130树脂纯化，并且纯化度大幅度提高。DM130树脂的吸附率为:72.14％，洗脱率为:80.24％，最佳纯化工艺为:粗品的多酚浓度11.44μg/mL，pH值为10，洗脱剂为体积分数60％的乙醇溶液，体积为1.5BV，上样流速4BV/h。
　　(3)对纯化后的花椒籽种皮黑色素的理化性质进行了分析，该黑色素耐光性差，在0℃-80℃下耐热性良好;当pH＜5时黑色素产生沉淀，pH＞7时吸光度值增大且颜色加深;对KMnO4、K2Cr2O7、Na2SO3稳定性较差;该色素加入金属离子Mg2+、Fe2+、Zn2+、K+、Cu2+和Fe3+的溶液产生沉淀，其中Cu2+和Fe3+有增色作用，Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Cr3+、Sn4+、K+有减色作用;加入蔗糖、淀粉和食盐对色素稳定性基本上无影响。
　　(4)以纯化的花椒籽种皮黑色素为配体，金属铁(Ⅲ)、铬(Ⅵ)和硒(Ⅳ)为配位离子，制备花椒籽黑色素螯合物，通过标准曲线法，计算螯合物的螯合度，分别为91.24％、86.23％和79.33％。采用红外光谱法，确定了花椒籽种皮黑色素与铁(Ⅲ)、铬(Ⅵ)和硒(Ⅳ)离子都能形成稳定的螯合物。
　　(5)以纯化的花椒籽种皮黑色素为对象，Vc为对照，研究该多酚物质的抗氧化活性，结果表明，该多酚物质具有强的抗氧化活性，其中清除·OH和超氧阴离子自由基能力（·O2-）优于Vc，清除·DPPH和H2O2能力不及Vc，并且清除能力在一定浓度范围内均呈现线性相关，通过计算分别得到其半数抑制浓度IC50分别为38.26μg/mL、33.47μg/mL、49.02μg/mL和44.59μg/mL，故清除能力大小依次为，·O2-＞·OH＞H2O2＞·DPPH。

目录

摘要

1 文献综述

1．1 引言

1．2 花椒籽的研究状况

1．3 花椒籽的化学成分

1．4 黑色素的研究状况

1．5 黑色素的分类

1．6 黑色素的研究技术

1．6．1 黑色素的提取工艺

1．6．2 黑色素的纯化工艺

1．7 黑色素的结构

1．7．1 黑色素的结构分类

1．7．2 黑色素的结构推测

1．8 黑色素的理化性质

1．8．1 金属螯合性

1．8．2 光热稳定性

1．8．3 其它性质

1．9 黑色素的生理功能

1．9．1 清除自由基能力

1．9．2 其他保健功能

1．10 研究目的及意义

1．11 创新点

2 花椒籽种皮黑色素的提取工艺研究

2．1 材料、试剂与仪器

2．1．1 材料

2．1．2 药品与试剂

2．1．3 主要仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 花椒籽种皮黑色素的提取工艺流程

2．2．2 原料的预处理

2．2．3 提取溶剂和最大吸收波长的选择

2．2．4 不同因素对花椒籽种皮黑色素提取的影响考察

2．2．5 最佳提取工艺的确定

2．3 实验结果与分析

2．3．1 提取剂及最大吸收波长

2．3．2 不同因素对花椒籽种皮黑色素提取的影响

2．3．3 花椒籽种皮黑色素提取的最佳工艺

2．4 小结

3 花椒籽种皮黑色素的纯化工艺研究和结构推测

3．1 材料、试剂与仪器

3．1．1 材料

3．1．2 药品与试剂

3．1．3 主要仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 花椒籽种皮黑色素粗品的制备

3．2．2 花椒籽种皮黑色素结构的预测

3．2．3 花椒籽种皮黑色素的纯化工艺流程

3．2．4 Folin-Ciocalteu比色法测量多酚含量

3．2．5 没食子酸标准曲线的绘制

3．2．6 大孔吸附树脂的预处理

3．2．7 大孔吸附树脂的吸附量、吸附率和洗脱率的测定

3．2．8 大孔吸附树脂的筛选

3．2．9 大孔吸附树脂的静态动力学吸附

3．2．10 大孔吸附树脂的树脂的静态吸附

3．2．11 大孔吸附树脂的树脂的静态洗脱

3．2．12 大孔吸附树脂的树脂的动态吸附

3．2．13 花椒籽种皮黑色素粗品与纯化品中多酚含量的比较

3．2．14 花椒籽种皮黑色素结构推测

3．3 实验结果与分析

3．3．1 花椒籽种皮黑色素结构的推测

3．3．2 Folin-Ciocalteu比色法测量多酚含量

3．3．3 没食子酸标准曲线的绘制

3．3．4 大孔吸附树脂的筛选

3．3．5 大孔吸附树脂的树脂的静态动力学吸附曲线

3．3．6 大孔吸附树脂的树脂的静态吸附

3．3．7 大孔吸附树脂的树腊的静态洗脱

3．3．8 大孔吸附树脂的树脂的动态吸附

3．3．9 花椒籽种皮黑色素粗品与纯化品多酚含量的比较

3．3．10 花椒籽种皮黑色素的光谱分析

3．4 小结

4 花椒籽种皮黑色素理化性质的研究

4．1 材料、试剂与仪器

4．1．1 材料

4．1．2 药品与试剂

4．1．3 主要仪器设备

4．2 实验方法

4．2．1 花椒籽种皮黑色素光稳定性

4．2．3 花椒籽种皮黑色素pH稳定性

4．2．4 花椒籽种皮黑色素氧化稳定性

4．2．5 花椒籽种皮黑色素还原稳定性

4．2．6 花椒籽种皮黑色素对金属离子稳定性

4．2．7 花椒籽种皮黑色素蔗糖、淀粉和食盐稳定性

4．3 实验结果与分析

4．3．1 花椒籽种皮黑色素光稳定性

4．3．2 花椒籽种皮黑色素热稳定性

4．3．3 花椒籽种皮黑色素pH稳定性

4．3．4 花椒籽种皮黑色素氧化稳定性

4．3．5 花椒籽种皮黑色素还原稳定性

4．3．6 花椒籽种皮黑色素对金属离子稳定性

4．3．7 花椒籽种皮黑色素蔗糖、淀粉和食盐稳定性

4．4 小结

5 花椒籽种皮黑色素螯合物的研究

5．1 材料、试剂与仪器

5．1．1 材料

5．1．2 药品与试剂

5．1．3 主要仪器设备

5．2 实验方法

5．2．1 铁含量标准曲线的绘制

5．2．2 花椒籽种皮黑色素铁(Ⅲ)螯合物的制备

5．2．3 花椒籽种皮黑色素铁(Ⅲ)螯合物螯合度的计算

5．2．4 铬含量标准曲线的绘制

5．2．5 花椒籽种皮黑色素铬(Ⅵ)螯合物的制备

5．2．6 花椒籽种皮黑色素铬(Ⅵ)螯合物螯合度的计算

5．2．7 硒含量标准曲线的绘制

5．2．8 花椒籽种皮黑色素硒(Ⅳ)螯合物的制备

5．2．9 花椒籽种皮黑色素硒(Ⅳ)螯合物螯合度的计算

5．2．10 花椒籽种皮黑色素铁(Ⅲ)、铬(Ⅵ)、硒(Ⅳ)螯合物红外光谱分析

5．3 实验结果与分析

5．3．1 铁含量标准曲线的绘制

5．3．2 花椒籽种皮黑色素铁(Ⅲ)螯合物螯合度的计算

5．3．3 铬含量标准曲线的绘制

5．3．4 花椒籽种皮黑色素铬(Ⅵ)螯合物螯合度的计算

5．3．5 硒含量标准曲线的绘制

5．3．6 花椒籽种皮黑色素硒(Ⅳ)螯合物螯合度的计算

5．3．7 花椒籽种皮黑色素铁(Ⅲ)、铬(Ⅵ)、硒(Ⅳ)螯合物红外光谱分析

5．4 小结

6 花椒籽种皮黑色素抗氧化活性的研究

6．1 材料、试剂与仪器

6．1．1 材料

6．1．2 药品与试剂

6．1．3 主要仪器设备

6．2 实验方法

6．2．1 邻二氮菲法·OH的清除

6．2．2 超氧负离子自由基的清除

6．2．3 DPPH的清除

6．2．4 H2O2的清除

6．3 实验结果与分析

6．3．1 邻二氮菲法·OH的清除

6．3．2 超氧负离子自由基(·O2-)的清除

6．3．3 ·DPPH自由基的清除

6．3．4 H2O2的清除

6．4 小结

7 结论

致谢

参考文献

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