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柑橘是世界第一大水果,无论是鲜食还是加工,皮都是其主要副产物,约占果实重的20%;柑桔榨汁或制罐后的皮渣相当于柑桔投入量的40%-50%。这些资源如果不加以利用,不仅大量浪费,还严重环境污染。因此,开展柑橘皮精深加工的基础研究势在必行。
本论文在提取分离纯化柑橘皮黄酮的基础上,研究了华南地区特色柑橘品种柑橘皮黄酮的抗氧化活性及降血糖活性,主要实验结果如下:
(1)甲醇法提取柑橘皮黄酮工艺优化:考察提取液pH、料液比、提取时间、提取温度对黄酮得率的影响。醇提法最佳工艺:提取液pH8.0,料液比1:30,提取时间3h,提取温度60℃,在此提取条件下,黄酮含量为(8.84±0.25)mg/g。
(2)酶法辅助提取柑橘皮中黄酮类化合物研究:在单因素试验的基础上,采用响应曲面法中心组合设计对柑橘皮总黄酮纤维素酶法辅助提取工艺中的酶用量、酶解时间、酶解温度及酶解液pH值4因子的最优化组合进行了定量研究,酶法辅助提取最佳工艺:酶添加量0.6%,酶解时间3h,酶解温度63℃,酶解液pH3.7。经实验验证,在此条件下,黄酮含量为(9.87±0.11)mg/g(n=3),经T检验得出,实测值与理论值9.92mg/g差异不显著(P>0.05)。
(3)大孔树脂对柑橘皮黄酮的纯化工艺研究:通过静态吸附实验比较了6种大孔树脂对柑橘皮黄酮的纯化效果,结果表明:X-5是分离纯化柑橘皮中黄酮的最佳树脂,通过动态吸附实验得出吸附分离工艺参数为:上样液浓度0.57-1.14mg/mL,解吸剂浓度为50%乙醇,此时黄酮的解吸率达(76.38±1.53)%,穿透体积与上样液浓度的关系为:y=5.1532x2-42.321x+131.8,穿透体积与装柱量的拟合方程为:y=3.4133x-2.5723。
(4)不同品种柑橘皮黄酮含量及抗氧化性相关性分析:比较分析了9个柑橘品种的柑橘皮总黄酮含量及黄酮成分,并对其抗氧化性进行了评价。结果表明:不同品种柑橘皮总黄酮含量及黄酮成分存在显著差异(P<0.05);9个品种柑橘皮总黄酮含量与其还原力和清除DPPH·的能力之间线性无关,即总黄酮含量高的品种其抗氧化水平不一定高。
(5)大孔树脂纯化对柑橘皮黄酮抗氧化性的影响研究:研究了大孔树脂纯化对9个品种柑橘皮黄酮抗氧化活性的影响。结果表明:不同品种柑橘皮黄酮抗氧化性存在显著差异(P<0.05),无论是纯化前还是纯化后,对DPPH·的清除作用和对铁离子的还原力最强的品种都是南丰桔,最弱的品种是福建蜜柑;纯化后柑橘皮黄酮的抗氧化性显著提高(P<0.05)。
(6)柑橘皮黄酮对糖尿病小鼠的降血糖活性及其降血糖机制研究:研究了柑橘皮黄酮对STZ诱导的糖尿病模型小鼠的降血糖作用,并探讨了其可能的作用机制。结果表明,中剂量组(400mg/kgbw)及高剂量组(600mg/kgbw)黄酮均能有效改善糖尿病小鼠消瘦的症状,降低其血清血糖值,同时,其胸腺指数和脾指数均比模型对照组有所提高。因此,柑橘皮黄酮具有一定的降血糖活性。实验性糖尿病小鼠灌胃柑橘皮黄酮后,超氧化物歧化酶(SOD)活性明显升高,而过氧化脂质丙二醛(MDA)水平降低,说明柑橘皮黄酮的降血糖作用与抑制体内氧自由基的产生、增强抗氧化能为、加速自由基的清除有关。同时,其总胆固醇(TC),甘油三酯(TG),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量与模型组相比明显降低,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著升高,说明柑橘皮黄酮有利于改善糖尿病小鼠的脂代谢紊乱。因此,柑橘皮黄酮的降血脂作用可能是其降血糖作用的机制之一。