苹果多酚的制备、成分鉴定及其抗氧化性研究

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中国是世界上苹果种植面积和产量最大的国家,红富士是最主要的苹果品种,其产量占苹果总产量的65%。在苹果主产省—山东,红富士面积和产量分别占全省70.2%和76.2%。苹果多酚是苹果的次生代谢产物,具有重要的生理功能和开发应用前景。为了实现苹果多酚的综合应用,本文以山东红富士苹果为研究对象,采用超声波提取法对其中多酚类物质进行提取,采用大孔树脂、Sephadex LH-20法对苹果多酚粗提物进行纯化分离,采用高效液相色谱、液相色谱串联四极杆飞行时间质谱、核磁共振、傅立叶变换红外光谱、离子色谱等方法对苹果多酚进行成分鉴定,最后对苹果多酚抗氧化活性进行了评价。主要研究结果如下:首先,对苹果中多酚类物质的提取工艺进行研究。采用超声波法对苹果中多酚类物质进行提取。通过单因素试验和正交试验确定最佳提取工艺:乙醇浓度65%、乙醇pH=3.5、提取时间25min、料液比1:17。在最佳提取条件下,提取率达11.5mg/g(干重)。根据优化工艺称取100kg苹果进行扩大试验,最终得到固体粉末1069g,其中总多酚含量为10.1%。接着对苹果多酚粗提物进行纯化分离。从六种大孔树脂中筛选出XAD7HP大孔树脂,作为纯化分离苹果多酚的树脂材料,它对总酚的静态吸附量为14.3mg/g,解吸率为98%。XAD7HP大孔树脂的优化动态吸附条件为:上样浓度1.46mg/mL、上样pH5.50、上样速度1.25mL/min,优化动态洗脱条件为:洗脱剂种类为丙酮、洗脱剂浓度为90%、洗脱速度为1mL/min。优化条件下,纯化后苹果多酚纯度高达80.1%,比纯化前提高了10倍多,且回收率高达90%。根据优化工艺称取300g苹果多酚粗提取物进行扩大试验,经XAD7HP大孔树脂纯化、分离得到三个组分依次为FA(1.38g)、FB(7.50g)、FC(9.75g)。FA中主要是酚酸类化合物,FC中主要是黄酮类化合物,FB是酚酸和黄酮类物质的混合物。最后,取1g组分FA,进Sephadex LH-20树脂柱分离,得到一个组分FA1(480.2mg),取5g组分FC,进Sephadex LH-20树脂柱分离,得到四个组分FC1(182.0mg)、FC2(273.6mg)、FC3(123.6mg)、FC4(1079.0mg)。之后对苹果多酚成分进行鉴定。综合高效液相色谱、液相色谱串联四极杆飞行时间质谱、傅立叶变换红外光谱以及核磁共振、离子色谱检测推断,五种单一成分分别为FA1绿原酸(3-Caffeoylquinic acid)、FC1表儿茶素、FC2槲皮素-鼠李糖苷、FC3根皮素-葡萄糖苷、FC4根皮素,未分离出单一组分的多酚还可能有原花青素B2、槲皮素-葡萄糖苷、槲皮素-木糖苷、根皮素-木糖-葡萄糖苷等。最后对苹果多酚抗氧化活性进行研究。采用高效液相色谱法分析苹果多酚清除DPPH自由基能力,六种苹果多酚(绿原酸、表儿茶素、槲皮素-鼠李糖苷、根皮素-葡萄糖苷、根皮素、混合多酚)清除自由基活性通过计算清除50%的DPPH自由基清除率(IC50)之后比较得出:表儿茶素(37.44μg/mL)>绿原酸(40.09μg/mL)>根皮素-葡萄糖苷(41.43μg/mL)>混合多酚(45.32μg/mL)>槲皮素-鼠李糖苷(50.76μg/mL)>根皮素(56.57μg/mL)。采用Rancimat法分析苹果多酚提高油脂氧化稳定性的能力,六种苹果多酚(绿原酸、表儿茶素、槲皮素-鼠李糖苷、根皮素-葡萄糖苷、根皮素、混合多酚)都可以显著提高大豆油的氧化稳定性,其提高程度为:绿原酸>根皮素-葡萄糖苷>槲皮素-鼠李糖苷>混合多酚>表儿茶素>根皮素。人工合成抗氧化剂TBHQ的抗氧化效果比多酚稍微好一点,差异不是很大。Vc抗氧化效果低于绿原酸和根皮素-葡萄糖苷,略高于槲皮素-鼠李糖苷等。综上可知,五种自制苹果多酚抗氧化效果良好,混合多酚不存在优势。
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