论文部分内容阅读
华南忍冬(Lonicera confusa DC.)是我国华南地区自然分布最广泛的优良山银花品种,具有清热解毒等功效,其活性成分绿原酸的含量为我国忍冬属植物中的最高者。但目前对该资源的开发利用度较低,尤其是当其不再归属于金银花品种后,原则上已不能作为金银花产品的原料来源,而亟须独立出来进行专属产品的开发。因此,本论文从价廉易得的山银花华南忍冬中制备附加值高的高纯度活性绿原酸,具有现实意义；同时,针对绿原酸利用中的不足之处探究其分子修饰理论及修饰技术,并对绿原酸分子修饰产物进行功能评价及应用研究,可为深度开发和高效利用华南忍冬资源提供依据,对促进山区经济发展具有重要意义。
采用现代仪器分析方法,对华南忍冬中绿原酸在植株生长发育过程的动态积累规律及其分布规律进行了深入研究。结果表明,光合作用是绿原酸合成的必要条件,同化物是合成的原料,叶绿素的含量影响光合能量的净积累,进而影响绿原酸的积累；此外,植株的发育程度、物候期、绿原酸在植株部位中的转移状况、气候(温度、水分、日照时数等)、株龄、环境(产地)条件等均影响绿原酸的积累。
通过反相高效液相色谱(RP-HPLC)法测定,实验原料华南忍冬中的绿原酸含量为8.33％。采用减压沸腾-动态连续逆流法提取分离绿原酸,并建立极性有序吸附树脂纯化系统,对绿原酸提取液进行多级树脂柱系统联合处理精制,该工艺的最佳操作参数为：70％乙醇溶液(V/V)浸润、(乙醇液:物料)液料比8:1、(热水:物料)液料比14:1(W/V),提取液pH3.5、热水温度80℃、操作压力-0.065MPa、四级连续逆流提取(时间分别为8min、6min、4min和2min);AB-8、DM-130、NKA-9三种极性由弱到强的树脂组成系统先后连续纯化绿原酸,pH3.5,流速2.5 BV/h(柱体积每小时),进样液浓度依次为0.50mg/mL、0.40mg/mL、0.30mg/mL,过柱吸附2次后分别用40％、50％、60％的乙醇液(V/V)梯度洗脱。在该优化条件下,绿原酸的提取率为96.32％,总回收率为97.26％,产品的纯度达90.14％。
采用量子化学计算法分析了绿原酸分子结构与其生物活性的关系,将绿原酸结构划分为：抗氧化、抑菌活性决定区A(咖啡酸部分的酚羟基和α,β-不饱和羰基结构)和溶解性决定区B(奎宁酸部分的六元环结构)两个功能域,并推断：若将脂肪酸基团引入绿原酸非生理活性部位的B环进行酯化修饰,最易发生在4’-OH位,且对绿原酸的修饰可提高其在亲油体系中的稳定性和抗氧化、抗菌活性。针对绿原酸易溶于水难溶于油的特性,基于量子化学理论分析的可行性和已存在的酚酸类酯化产物具有很强生理活性的事实,采用非水相酯化法,以三乙胺为催化剂,在无氧体系中将绿原酸与月桂酰氯合成制备了脂溶性的绿原酸分子修饰产物。
建立了高效的高速逆流色谱-高效液相色谱-光电二极管阵列检测器-电喷雾多级质谱(HSCCC-LC-PDA-ESI/MSn)联用技术对绿原酸酯化产物进行分离及在线检测。根据紫外-可见光吸收光谱、红外光谱、电喷雾多级质谱、1H和13C核磁共振波谱及元素分析结果证明：分离得到的主要组分为单取代的绿原酸月桂酸酯(CGL),其结构中月桂酸碳链C12接在绿原酸的4’-OH处,验证了量化计算结果的正确性；在优化条件下,一次性分离制备得到的微黄色粉末绿原酸月桂酸酯纯度为99.05％,回收率为93.75％。同时,实现了绿原酸分子修饰产物中绿原酸月桂酸酯及其同分异构体(新绿原酸月桂酸酯、隐绿原酸月桂酸酯)、异绿原酸月桂酸酯及其同分异构体(异绿原酸B月桂酸酯、异绿原酸C月桂酸酯)的有效完全分离及鉴定。
应用抗氧化模型对经HSCCC分离纯化得到的CGL进行抗氧化活性测定,结果表明,CGL清除自由基的能力、还原力、在亚油酸体系中的稳定性及抗氧化能力均较修饰前的有所提高,且均优于BHT,未改变绿原酸的金属离子螯合能力。
将CGL应用于食用油脂及广式腊肠中评价其对脂类产品的抗氧化性能,结果表明：修饰产物在油中的溶解度为10.09g,较其修饰前绿原酸的脂溶性提高了315倍,且直接添加后不影响油脂的色泽及透明度；CGL对脂类产品具有明显的抗氧化作用,其抗氧化效果较BHT更稳定、持久；CGL与VE(1:1)复配表现出很强的抗氧化协同增效作用,且添加量为0.04％时其抗氧化效果优于BHT,与TBHQ接近,同时对产品的外观组织状态、风味和口感等感官品质均无不良影响；CGL对腊肠中亚硝酸盐的发色作用有协同增效性,可部分代替亚硝酸盐而使产品达到同样色泽效果,并能在较长时期(7个月)内得以保持。抗菌性能评价结果显示,CGL对多种食品腐败菌具有抑制作用,其抗菌效果较苯甲酸钠更持久、稳定,且应用的pH范围更宽。综合表明,绿原酸月桂酸酯可用作脂溶性的集抗氧化-防腐于一体的复合型添加剂。