论文部分内容阅读
荷叶(lotus leaf)是睡莲科中国莲(Nelumbo Nucifera Gaertn)的叶,在我国的资源十分丰富,主要分布在长江、黄河和珠江三大流域,因含有生物碱、黄酮、挥发油、有机酸以及皂类、植物固醇等多种功能性成分而具有显著的药食疗功效。本文从荷叶抑菌作用的角度,研究了荷叶中主要抑菌有效成分黄酮、生物碱和挥发油的提取工艺、组分分离分析、结构鉴定以及抑菌活性等,研究并探讨了荷叶天然食品抑菌剂的开发和应用前景。主要研究结果如下:1、荷叶粗提物以及荷叶中的主要功能性成分黄酮、生物碱和挥发油都具有较高的提取得率,对所有供试细菌有较强的抑制作用,对霉菌和酵母菌的抑制作用相对较弱。采用不同极性溶剂分离得到的荷叶各提取物中,乙醇、正丁醇和乙酸乙酯部位具有较高的抑菌活性,进一步验证了黄酮及其苷元、生物碱及其盐类是荷叶的主要抑菌活性成分。试验同时还得出,乙醇部位提取得率最高,抑菌活性最强,且乙醇在低温下可以得到快速浓缩,因此乙醇是荷叶开发天然食品抑菌剂的理想提取溶剂。2、应用人工神经网络方法,充分挖掘正交试验数据信息,建立了神经网络模型,通过仿真、评估和优化,获得了荷叶黄酮的优化提取工艺为:固液比1:30,提取温度75℃,提取时间1h,乙醇浓度50%;荷叶生物碱的优化提取工艺为:pH值2.5,提取温度85℃,提取时间1.75h,固液比1:35。并经抑菌活性试验,结果表明:采用优化工艺提取所得的荷叶黄酮和生物碱得率较一般工艺高,抑菌活性更强;荷叶黄酮的性质比较稳定,抑菌活性受溶液pH值和温度影响较小;荷叶生物碱的抑菌活性受温度影响较小,但受溶液pH值影响相对较大,中性偏碱性环境的抑菌活性比中性及中性偏酸性环境有较明显增强。3、采用水蒸气蒸馏、有机溶剂提取和超临界CO2萃取三种不同方法提取荷叶中挥发油,从提取得率、工艺特点、感官性状和抑菌活性等方面进行了比较分析,得出超临界CO2萃取是提取荷叶挥发油的较理想方法。并通过GC-MS联用技术,对提取得到的挥发油组分进行了分离分析,共检出76种成分,其中水蒸气蒸馏法和有机溶剂提取法分别检出23种成分,超临界萃取所得荷叶挥发油检出52种成分,主要为萜烯、醇、酯和酮、烷类化合物等。三种提取方法所提取的挥发油化学成分有较大差异,共同检出的相同组分仅5种。4、研究了荷叶生物碱的薄层层析(TLC)分离鉴别和分析型高效液相色谱(HPLC)分析检测方法。结果表明:薄层层析溶剂系统为氯仿:甲醇:二乙胺=90:9:1,使荷叶中的生物碱达到了较好的分离效果,并用改良的碘化铋钾试剂喷雾显色,共分离鉴别出了5种荷叶生物碱;分析型HPLC分析检测的较优溶剂系统为甲醇:水:二乙胺=75:25:0.0125,使荷叶生物碱的各个组分达到了基线分离,并获得了较好的峰形。5、建立了高速逆流色谱(HSCCC)和制备型HPLC技术分离纯化荷叶生物碱的具体方法。HSCCC法在溶剂系统为氯仿:甲醇:pH4.00的水=4:3:2,色谱仪转速为700rpm,流动相流速为2mL/min的条件下,分离纯化得到了4个纯度较高的化合物。溶剂系统为乙腈:水:二乙胺=55:45:0.0125和乙腈:水:二乙胺=60:40:0.0125时,制备型HPLC也分离纯化得到了4个纯度较高的化合物。两者得到的化合物分别经TLC鉴别,得到3个生物碱成分,其中1个为荷叶碱,其余两个应用核磁共振和质谱等技术鉴定为N-去甲荷叶碱和0-去甲荷叶碱。6、从荷叶天然食品抑菌剂开发的角度,研究了荷叶抑菌有效成分的提取优化工艺及抑菌特性。应用二次正交回归试验设计,通过建立非线性规划数学模型,采用非线性优化方法,并结合生产实际,确定了荷叶抑菌有效成分的最优提取工艺为提取温度50℃,乙醇浓度67%,溶剂倍数40倍,提取时间60min。抑菌试验结果表明,荷叶抑菌有效成分提取液具有较强的抑菌活性,且抑菌性能稳定,受环境条件,如pH值、温度、金属离子浓度等变化影响较小,且较短的作用时间就表现出较强的抑菌作用,因此,荷叶天然食品抑菌剂的开发具有很好的应用前景。