苏麻饼粕中植酸的分离、纯化及抗氧化活性研究

摘要

苏麻系唇形科紫苏属(Perilla Linn)一年生草本植物,在中国西南地区有较大面积的种植,与紫苏同等使用,是值得扩大种植的一种新型油料、保健作物和中药材。其籽经榨油后的剩余产物苏籽粕常被作为饲料和肥料分别用于禽畜饲养和农田耕种,因而没有得到很好的利用。若能加强对该资源的研究与开发,实现资源的综合利用,提高苏麻饼粕的附加值,将会带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。本论文以苏麻饼粕为原料,通过单因素试验和二次回归试验,得到了苏麻饼粕中植酸的提取优化条件；探索了330阴离子交换树脂分离纯化植酸的最佳条件；与常用抗氧化剂作对比,通过体外试验考察了植酸的抗氧化活性。为苏麻饼粕资源的综合利用与开发以及植酸的后续研究奠定了理论基础。　　 论文的主要研究内容和成果如下:　　 (1)对苏麻饼粕原料中的基本组分进行了分析,其中粗蛋白的含量较高,为32.80％,水分、灰分、粗脂肪、总糖的含量分别为:6.14％、7.27％、0.87％、4.34％。　　 (2)通过溶剂浸提法研究了植酸的提取工艺。在单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计,研究了饼粕粒径(X1)、盐酸浓度(X2)、浸提时间(X3)、浸提温度(X4)及料液比(X5)5个因素对苏麻饼粕中总植酸得率的影响,并用DPS7.05分析软件建立了5个因素与植酸得率之间的回归模型:Y=2.48748+0.11968X1+0.11318X2+0.00821X3+0.04922X4+0.05354X5+0.05193X12-0.02435X22+0.01836X32-0.00272X42-0.00605X52-0.00006X1X2-0.01287X1X3-0.02224X1X4-0.01542X1X5+0.00661X2X3-0.00734X2X4-0.00162X2X5-0.02001X3X4+0.00124X2X5-0.00051X4X5,得出了各因素对植酸总得率的影响顺序为:饼粕粒径>盐酸浓度>料液比>浸提温度>浸提时间。由模型可知,当饼粕粒径为120目、盐酸浓度0.63mol／t,、浸提时间20min、浸提温度51℃、料液比1:8条件下的植酸得率理论最高值可达3.13％,验证试验结果为3.17％,与理论值基本一致。　　 (3)通过静态法考察了330树脂吸附植酸的工艺参数。结果表明:当pH为1时,室温下静态吸附约4h可达到吸附平衡,静态洗脱时,以NaCl为洗脱剂,浓度为1.0mol／L时为宜。动态法研究了330树脂对苏麻饼粕中植酸的吸附与洗脱,分别考察了离子交换柱的径高比、上样流速、上样浓度、洗脱液流速和洗脱液浓度等因素的影响。结果表明:在试验范围内,柱的径高比越小,越有利于树脂对植酸的吸附；吸附时,上样流速和浓度分别选取1.0mL／min、1.0mg／mL有利于植酸的吸附:洗脱时,洗脱液NaCl的流速和浓度分别采用2.0mL／min、2.0mol／L条件下的洗脱效果较好。　　 (4)通过六种不同体系(食用猪油、H2O2、亚硝酸盐NO2-、超氧阴离子O2-、羟基自由基·OH、还原能力)研究了植酸的抗氧化性能,并与Vc和TBHQ进行了比较。试验结果表明,在油脂体系中,添加0.02～0.06％植酸后,油样中的酸价值<12mgKOH／g,在规定标准范围内。植酸对猪油脂具有一定的抗氧化能力,能够降低油脂被氧化的速率,延缓油脂酸败进程,可以延长油脂的保存时间。几种抗氧化剂对猪油的体外抗氧化能力顺序总体表现为:TBHQ>Vc>植酸>空白。添加了植酸、TBHQ与Vc后的油样在60℃的条件下放置30d后,其过氧化值均低于国家标准16meq／kg；在H2O2体系中,植酸清除H2O2的能力比较强,浓度越大,清除效果越好,当植酸浓度为1.0 mg／mL时,清除率达到90.53％。但在试验范围内,植酸对H2O2的清除能力低于TBHQ和Vc；在亚硝酸盐体系中,植酸对亚硝酸盐(NO2-)的清除效果要好于Vc和TBHQ,且呈剂量.效应关系,几种抗氧化剂的总体清除亚硝酸盐(NO2-)能力大小顺序为:植酸>Vc>TBHQ,由此可见,植酸对于防癌或作为食品中的亚硝酸盐清除剂具有重要的研究意义；在邻苯三酚自氧化体系中,植酸对超氧自由基的清除作用不如Vc和TBHQ,但呈一定的效量关系；在羟基自由基(·OH)体系中,植酸对羟基自由基有较强的清除作用,当浓度为1.0mg／mL时,植酸对羟基自由基的清除率为99.3％；在0.1mg／mL～5.0mg／mL浓度范围内,Vc和TBHQ的还原能力相当,但均强于植酸。几种抗氧化剂的总体还原能力强弱顺序依次为:TBHQ>Vc>植酸。

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