八角茴香中精油与莽草酸的提取与开发利用

摘要

以广西百色的八角茴香为原料，研究了微波辅助水蒸馏法提取八角茴香油，并用GC-MS技术对比分析微波辅助水蒸馏法和水蒸气蒸馏法提取得到的茴香油成分差异。同时，采用微波辅助提取脱脂八角粉中莽草酸，并采用大孔吸附树脂和阴离子交换树脂对莽草酸粗提液进行分离纯化，再进一步研究了莽草酸对脂肪酶的抑制作用。得出的主要结论如下：　　（1）以八角茴香油提取率为指标，采用微波辅助水蒸馏法探究了八角茴香油的单因素提取工艺，并通过正交试验对提取工艺进行优化，得出最佳的工艺参数为：在微波时间20 min下，液料比为15：1 mL/g，原料粒径为80目，微波功率为800 W。各因素对八角茴香油的提取率影响大小依次为：液料比>原料粒径>微波功率，在最佳工艺参数下八角茴香油提取率为11.40±0.15%。　　（2）采用GC-MS技术分别对微波辅助水蒸馏法和水蒸气蒸馏法提取的八角茴香油进行化学成分分析，微波辅助水蒸馏法提取法得到42个化合物，鉴定36个，水蒸气提取法得到40个，鉴定36个，其中有25种相同。两者的主要成分都是反式茴香脑，含量分别是70.14%和63.44%，含量次之的是1-（3-甲基-2-丁烯氧基）-4-（1-丙烯基）苯，含量分别是 10.47%，20.93%。水蒸气蒸馏提取得到该物质的相对含量超过 12%，很可能的原因是八角的产地、种类、生长环境等不同导致化学成分差异。　　（3）以莽草酸粗提率为指标，采用微波辅助提取法探究了莽草酸粗提液的单因素提取工艺，并通过响应面优化分析法对提取工艺进行优化，得出最佳的工艺参数为：原料粒径80目，微波时间15.65 min，微波功率500 W，液料比30:1 mL/g，在此条件下得到的莽草酸的粗提率为20.70%±0.03%。　　（4）采用D101、D301、ADS-7大孔吸附树脂和活性炭对莽草酸粗提液进行脱色研究，以脱色率和莽草酸保留率为指标，发现D301树脂的脱色率和保留率较高。D301树脂分离纯化莽草酸最佳的工艺条件为：在静态吸附实验中，树脂用量为3 g，吸附时间30 min，温度为25℃，原液pH3.5进行脱色，脱色率可达88.13%，莽草酸保留率为83.85%。　　（5）在D301树脂脱色的基础上，采用717、D201和D290阴离子交换树脂进一步纯化莽草酸，发现717强碱性阴离子交换树脂对莽草酸的吸附率和解吸率较高，并对其动态吸附-解吸效果进行探究，得到最佳的工艺条件为：莽草酸脱色液浓度为 1.5 mg/mL，pH值为6，吸附流速为1.5 mL/min，上样体积为6.5 BV，吸附效果最好。然后用5 BV去离子水以5 mL/min冲洗柱子，再用5 BV的1% NaOH溶液以2 mL/min流速洗脱效果最佳。在此纯化条件下，浓缩结晶后得到的莽草酸样品经HPLC检测得出纯度达到95.11%，总回收率为69%。　　（6）结合酶动力学方法和荧光光谱法，研究莽草酸对脂肪酶抑制作用的影响，结果表明：在酶浓度为1.00mg/mL，反应时间为15 min条件下，莽草酸对脂肪酶的半抑制浓度（IC50）为3.16 mg/mL，最适温度由37℃增大到41℃。动力学研究表明，莽草酸对脂肪酶的抑制类型是混合型抑制，抑制常数Ki=4.30 mg/mL，Ki’=3.28 mg/mL。荧光淬灭实验初步表明，莽草酸使脂肪酶发生荧光淬灭，使Tyr、Trp、Phe等生色基团由蛋白质内部的疏水区逐渐向亲水区暴露，从而抑制其催化效果。

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