蒸汽爆破对紫甘薯活性组分理化性质及抑菌特性的影响

摘要

紫甘薯（Ipomoeabatatas(L.)Lam）富含花色苷及多糖等多种功能性成分，本文以紫甘薯为研究对象，采用蒸汽爆破技术进行预处理，研究了紫甘薯多糖及花色苷的提取纯化、结构及理化特性。本文主要内容如下：　　1.对紫甘薯原料进行蒸汽爆破预处理并提取紫甘薯多糖。电镜扫描图显示紫甘薯原料结构松散，含有大量的淀粉颗粒，处理后淀粉颗粒逐渐消失，表面转化为紧密的均一连续相。采用单因素试验与响应面分析法相结合，确定蒸汽爆破预处理的最优条件：爆破压强1.65MPa，维压时间为48.26s，含水率10.87%。在该条件下，紫甘薯多糖提取率为11.45%。　　2.采用纤维素交换柱对多糖粗品进行纯化。紫外光谱图结果表明，多糖组分SEP-PSPPⅡ及SEP-PSPPⅢ在280nm附近有微弱吸收峰。红外光谱扫描结果表明所有多糖组分均具有多糖特征吸收峰，且具有β-吡喃糖苷键构型。PSPPⅠ和SEP-PSPPⅠ无羧基的特征吸收峰，而PSPPⅡ、PSPPⅢ与SEP-PSPPⅡ、SEP-PSPPⅢ具有羧基的特征吸收峰。结合糖醛酸含量的检测结果，推断PSPPⅡ、PSPPⅢ与SEP-PSPPⅡ、SEP-PSPPⅢ均为酸性多糖。采用PMP柱前衍生化法对纯化后多糖各组分进行单糖组成分析，结果表明PSPPⅠ与SEP-PSPPⅠ由鼠李糖、葡萄糖、木糖和半乳糖组成，而PSPPⅡ、PSPPⅢ与SEP-PSPPⅡ、SEP-PSPPⅢ还含有葡萄糖醛酸。蒸汽爆破会增加紫甘薯多糖中葡萄糖、木糖与葡萄糖醛酸的相对含量。　　3.体外抗氧化实验表明：紫甘薯粗多糖的自由基清除能力随浓度的增加而增强。预处理后多糖的·OH自由基清除率均高于未处理，最高可达到62.88%。而DPPH自由基清除率可达到70.8%，约为未处理的1.3倍。蒸汽爆破处理后多糖的还原力显著提高抑菌实验结果表明紫甘薯多糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及枯草芽孢杆菌有抑制作用，对于沙门氏菌无抑制作用。最小抑菌浓度（MIC）的测定表明蒸汽爆破预处理使紫甘薯多糖对枯草芽孢杆菌的敏感性增加，其最小抑菌浓度由10mg/mL降为5mg/mL。　　4.采用溶剂提取法制备紫甘薯花色苷并采用大孔树脂进行纯化。高效液相色谱检测结果表明对爆破和未爆破处理的紫甘薯提取所得的均为花色苷，但各组分的相对含量不同。体外抗氧化实验结果表明，蒸汽爆破预处理后，紫甘薯花色苷的DPPH自由基清除能力以及羟自由基清除能力有一定的提升，而还原力基本不变。抑菌实验结果表明紫甘薯花色苷对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌以及沙门氏菌均具有较强的抑制作用，其最小抑菌浓度（MIC）分别为0.125mg/mL、0.25mg/mL、0.25mg/mL以及0.0625mg/mL。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 紫甘薯简介

1.2 紫甘薯多糖的研究现状

1.3 紫甘薯花色苷的研究现状

1.4 蒸汽爆破技术简介及国内外研究进展

1.5 本课题的研究意义及主要内容

第2章 蒸汽爆破提取紫甘薯多糖的工艺优化

2.1 引言

2.2 试验材料、试剂和仪器

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验试剂

2.2.3 仪器与设备

2.3 试验方法

2.3.1 紫甘薯蒸汽爆破预处理

2.3.2 苯酚-硫酸法测定多糖含量

2.3.3 紫甘薯多糖提取工艺

2.3.4 蒸汽爆破预处理工艺优化

2.4 试验结果与分析

2.4.1 单因素试验结果

2.4.2 响应面结果分析

2.5 本章小结

第3章 紫甘薯多糖分离纯化及初步结构分析

3.1 引言

3.2 材料、试剂及实验设备

3.2.1 试验材料

3.2.2 试验试剂

3.2.3 试验仪器

3.3 试验方法

3.3.1 紫甘薯微观结构观察

3.3.2 DEAE-纤维素层析柱分离纯化

3.3.3 紫甘薯多糖各组分含量测定

3.3.4 紫甘薯多糖紫外光谱扫描

3.3.5 紫甘薯多糖的红外表征

3.3.6 紫甘薯多糖的单糖组分测定

3.4 结果与分析

3.4.1 蒸汽爆破处理对紫甘薯微观结构的影响

3.4.2 紫甘薯多糖DEAE-52纤维素阴离子交换色谱法分离纯化

3.4.3 紫甘薯多糖紫外光谱分析

3.4.4 蒸汽爆破对紫甘薯多糖主要组分变化的影响

3.4.5 紫甘薯多糖红外光谱分析

3.4.6 蒸汽爆破处理对紫甘薯多糖单糖组分的影响

3.5 本章小结

第4章 蒸汽爆破处理对紫甘薯多糖抗氧化性及抑菌性的影响

4.1 引言

4.2 试验材料、试剂和仪器

4.2.1 试验材料

4.2.2 试验试剂

4.2.3 试验仪器

4.3 试验方法

4.3.1 紫甘薯多糖体外抗氧化活性的测定

4.3.2 蒸汽爆破预处理对紫甘薯多糖抑菌特性的影响

4.4 结果与分析

4.4.1 体外抗氧化结果

4.4.2 蒸汽爆破处理对紫甘薯多糖抑菌特性的影响

4.5 本章小结

第5章 蒸汽爆破预处理对紫甘薯花色苷抗氧化性和抑菌性的影响

5.1 引言

5.2 试验材料、试剂和仪器

5.2.1 试验材料

5.2.2 试验试剂

5.2.3 试验仪器

5.3 试验方法

5.3.1 紫甘薯花色苷的提取纯化

5.3.2 紫甘薯花色苷相对组分测定

5.3.3 蒸汽爆破对紫甘薯花色苷抗氧化性影响

5.3.4 蒸汽爆破对紫甘薯花色苷抑菌特性影响

5.4 结果与分析

5.4.1 紫甘薯花色苷相对组分测定

5.4.2 蒸汽爆破预处理对紫甘薯花色苷抗氧化性的影响

5.4.3 蒸汽爆破处理对紫甘薯花色苷抑菌特性的影响

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果