佛手果营养成分的分析、酚类化合物提取及其应用研究

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佛手果(Citrus medica L.var.sarcodactylis Swingle)是芸香科的食药两用植物,在中国已有几百年的历史。由于它含有多种生物活性物质,与改善健康状况和降低多种疾病的风险相关,许多研究也已经证实佛手果在抗癌、抗氧化、抗菌、消炎和降血糖等方面起着非常重要的作用,因此佛手果是一种潜在的功能性食品资源。鉴于此,本研究分几个阶段进行设计和实验研究,以便找到一种合适的方法来提取和利用这些生物活性物质。具体如下:第一部分,对佛手果的果皮和果肉的营养成分、挥发性化合物和酚类抗氧化性化合物进行了测定和分析。除含水量、碳水化合物和热量外,佛手果皮的营养性、挥发性化合物和酚类抗氧化剂含量显著高于果肉。佛手果皮中的吡哆醇、硫胺素、核黄素、铜和铁含量较高,而果肉中的硫胺素和吡哆醇含量较高。通过气质联用技术分析表明佛手果实、果皮和果肉分别含有153,113和101种挥发性化合物。此外,100g的佛手果对推荐的人体日营养摄入量(RDI)有显著贡献。这些结果证实了佛手果实可作为一种有益健康的化合物的潜在用途。水提取结果表明,佛手果皮和果肉中酚类化合物总量分别为227.45和88.76mg没食子酸当量(GAE)/100g鲜重(FW)。佛手果皮和果肉水提物清除DPPH·活性的IC50分别为22.79和54.74μg GAE/ml。每100 g鲜重的佛手果皮和果肉的抗氧化能力相当于Trolox的当量值分别为214.81和71.53 mg。第二部分,采用响应面方法(RSM)对超声波-微波辅助提取(UMAE)法从佛手果中提取生物活性成分进行了工艺优化,并通过固相萃取(SPE)结合薄层色谱法(TLC)分离纯化了佛手果中的酚类化合物。基于Box–Behnken设计的RSM被用于确定最佳条件,获得以下优化的UMAE处理参数:超声处理时间96.13 s,微波功率305.28 W和固/溶剂比1:37 g/m L。在此条件下,总酚类化合物的提取率为9.21mg GAE/g干重(DW),对DPPH·的清除能力IC50为27.52μg GAE/ml,用ABTS·+法测定的抗氧化能力为8.79mg Trolox当量/g DW。优化的UMAE提取工艺优于微波辅助提取(MAE)和常规溶剂提取(CSE)方法。用C18固相萃取(SPE)柱对佛手水提取物经过上样、清洗、和洗脱三步初步纯化后,通过超高效液相色谱结合四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)分析,共鉴定出佛手果提取物中的56个酚类化合物。将上述洗脱物在薄层色谱TLC板上,用流动相正己烷:甲苯:乙酸乙酯:甲酸(2:5:2.5:0.5,V/V)分离可得到4个条带。这些研究证明了UMAE技术是一种可靠、有效的从佛手果实中定性、定量提取酚类化合物的方法,SPE是一种有助于酚类化合物纯化的技术,而且可以通过薄层色谱板进一步分离纯化酚类化合物。第三部分,研究了通过高速离心喷雾干燥-微囊化技术保护佛手果提取物中的生物活性成分。制备了不同配方和包囊载体如阿拉伯胶(GA)、麦芽糖糊精(MD)、变性淀粉(MS)和乳清蛋白(WP)条件下的微胶囊产品,并对产品的特性如胶囊产品得率、水分含量、吸湿性、水分活度、密度特性、Carr指数、凝聚性、流动性、孔隙率、润湿性、溶解度、颜色、粒度、热行为、相对结晶度和显微照片等进行了测定分析。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对微胶囊粉末的化学结构进行了表征。结果表明,以阿拉伯胶/麦芽糊精/改性淀粉(GMS)制剂为载体,对佛手果提取物进行包封,微胶囊产品得率最高(89.39%)。在密度特性,流动性,孔隙率,润湿性和相对结晶度等方面也达到了最佳效果。第四部分,为了考察和提高佛手果提取物的生物利用度,采用直接压片法将微胶囊化的佛手果提取物进行压片制备泡腾片,考察了片剂的成分与崩解时间的关系,并采用体外模拟胃肠道消化模型评价佛手果提取物微囊化泡腾片的酚类化合物的提取率、生物利用度及抗氧化活性。以混合载体剂GMS制得的泡腾片崩解时间较短(6.28min)。测定了泡腾片经过甲醇/水提取物(ME)、磷酸盐缓冲液提取物(PE)、模拟消化提取物(SDE)和模拟消化吸收后提取物(SAE)中的总酚含量和抗氧化活性,结果表明SDE的总酚含量最高(15.43mg GAE/g片)和清除DPPH·的效果最好(IC50 7.40 mg/mL)。在所有泡腾片中,GMS片的总酚含量和总抗氧化活性最高,并且GMS片剂的酚类化合物的可提取性最好。以麦芽糊精/改性淀粉/乳清蛋白(MSW)为载体的泡腾片中的酚类物质的生物利用度最高为90%,而阿拉伯胶/改性淀粉/乳清蛋白(GSW)片中的酚类物质的生物利用度为73%。这些研究结果表明用泡腾片的形式输送微囊化佛手果提取物中的酚类化合物并提高其生物利用度是可行的。
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