辣根中异硫氰酸酯的制备和生物活性研究

摘要

辣根(Armoracia lapathifolia Gilib.)为十字花科辣根属多年生草本植物。近年来，研究发现辣根异硫氰酸酯具有很好的抑菌、杀虫、抗癌等生物活性。
　　本论文研究了辣根根茎中苯乙基异硫氰酸酯单体的制备方法及其化学结构，建立了苯乙基异硫氰酸酯的HPLC分析方法。通过单因素和正交试验优化了辣根硫代葡萄糖苷的水解工艺和苯乙基异硫氰酸酯的提取工艺。筛选不同大孔树脂，研究大孔树脂对辣根异硫氰酸酯的吸附和解附性能，分离纯化样品，研究其体外抗菌的生物活性。
　　为了提高辣根根茎不同提取部位的利用，采用响应曲面法优化辣根硫代葡萄糖苷的提取工艺。采用比色法和气相色谱，分析辣根硫代葡萄糖苷水解液中单糖组分和相对含量。
　　辣根硫代葡萄糖苷经过水解，石油醚提取和硅胶柱层析分离，制备得到95％以上的单体，通过IR、UV、MS、NMR进行结构鉴定，确定该化合物为苯乙基异硫氰酸酯。建立辣根苯乙基异硫氰酸酯的HPLC分析方法。色谱柱：Hypersil ODS2(Φ4.6 mm×250 mm,5μm)，流动相:甲醇:水=70:30(v/v)，检测波长243 nm，流速1 mL/min。
　　通过单因素和正交试验因子设计，优化辣根硫代葡萄糖苷的水解工艺，结果表明：水浴水解：温度40℃、时间140 min、pH7.0、Vc的添加量为2 mg/g、料液比1:15 g/mL和颗粒大小60目。超声波辅助水解：功率20 W、时间35 min、pH7.0、料液比1:10 g/mL或1:15 g/mL和Vc的添加量为2 mg/g。
　　研究了辣根水解滤渣部分的热回流提取苯乙基异硫氰酸酯的最佳工艺。热提取条件为：温度60℃、时间3/2 h、料液比1:10 g/mL、溶剂石油醚或乙酸乙酯。比较研究了3种水解提取方法，水蒸气蒸馏得到的苯乙基异硫氰酸酯的相对含量最高。
　　筛选8种不同大孔树脂对辣根异硫氰酸酯的吸附和解附性能，异硫氰酸酯的较佳吸附树脂为X-5或AB-8，辣根异硫氰酸酯经X-5吸附富集后，纯度达到46.9%，得率为0.19%。
　　异硫氰酸酯粗提物通过薄层层析考察了不同展开剂的层析效果，当石油醚:乙酸乙酯=10:1(v/v)时，得到较好的分离。含23.7%的粗异硫氰酸酯经过硅胶柱层析分离后，得到纯度为95%的苯乙基异硫氰酸酯。
　　采用响应曲面法分析辣根硫代葡萄糖苷的热提取工艺，当温度79℃，时间21 min，乙醇浓度81%时，硫代葡萄糖苷的含量为76μmol/g。采用比色法和气相色谱法分析辣根水解产物中总糖含量和单糖组分，其中总多糖14.42%，单糖的化学组成为鼠李糖2.87%、木糖2.96%、阿拉伯糖1.86%、葡萄糖16.22%、半乳糖10.63%。
　　采用离体测定研究了辣根苯乙基异硫氰酸酯对小麦赤霉病菌、柑橘溃疡病菌、番茄早疫病菌、梨腐烂病菌和辣椒疫霉病菌的抑菌活性。其中对梨腐烂病菌和柑橘溃疡病菌的效果高于其它3种菌，有效中浓度（EC50）分别为0.72μg/mL和1.2μg/mL。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标和主要研究内容

1.4 研究技术路线

第二章 苯乙基异硫氰酸酯的分离及结构鉴定

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 硫代葡萄糖苷的水解工艺研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 苯乙基异硫氰酸酯的提取工艺研究及HPLC分析方法的建立

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

第五章 异硫氰酸酯的纯化工艺研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小结

第六章 硫代葡萄糖苷和多糖研究

6.1 引言

6.2 实验部分

6.3 结果与讨论

6.4 小结

第七章 异硫氰酸酯的抑菌活性研究

7.1 引言

7.2 实验部分

7.3 结果与讨论

7.4 小结

第八章 结论

参考文献

在读期间的学术研究

致谢