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黑加仑(Ribes nigrum L.)是虎耳草科(Saxifragaceae)茶蔗子属(Ribes L.)的丛生小灌木。黑加仑具有独特的风味、颜色以及较高的抗氧化剂活性,一直以来是食品工业中生产果汁饮料、果酒、果酱和其他产品的重要原料。黑加仑含有丰富的多酚类化合物,包括花青素、酚酸、黄酮类化合物,这些化合物具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、抗病毒等生物活性,并具有防治心血管疾病的作用。
近年来,新疆的黑加仑种植业发展迅速,但是黑加仑的基础研究薄弱,产品品种单一,制约了黑加仑的产业化发展。本论文在研究黑加仑果实、叶不同提取部位降血糖活性的基础上,深入研究了降血糖活性最高的花青素部位的提取纯化工艺;以黑加仑干果为原料,研制了富含花青素的黑加仑固体饮料,并对黑加仑果实、叶的化学成分进行初步研究,为黑加仑的产业化发展提供了科学依据。
本论文包括下列四个部分:
1.黑加仑果实、叶不同部位体外降血糖活性的研究
黑加仑果实、叶经过提取、分步萃取制备了四个组分,它们的降血糖活性研究表明黑加仑果实花青素组分对蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP1B)的抑制活性最高,其IC50为0.68μg/mL,有望开发为治疗Ⅱ型糖尿病的功能产品。
2.黑加仑果实花青素组分提取纯化工艺的研究
首先对降血糖活性最高的黑加仑花青素组分进行提取工艺研究,以花青素为指标,考察了乙醇浓度、pH值、温度、料液比、粒度对花青素提取率的影响,并设计正交实验,系统研究了乙醇浓度、温度、料液比对花青素提取率的影响,确定了最佳的提取条件,探索出一个合理可行、易于工业化的黑加仑花青素的提取工艺。
接着对花青素的纯化工艺进行研究,选取13种大孔树脂进行系统筛选,考察静态吸附、动态吸附与解吸、吸附等温线等过程,确定AB-8树脂为最佳大孔吸附树脂,并确定了最佳上样浓度、上样速度、径高比、洗脱乙醇浓度等纯化工艺,此工艺简便、快速、合理、可行。
3.黑加仑果实、叶化学成分的初步研究
首次利用高效快速的高速逆流色谱(HSCCC),从黑加仑果实乙酸乙酯部位分离得到4个微量的多酚类化合物:原儿茶酸、咖啡酸、4-羟基苯甲酸、杨梅素。在HSCCC分离过程中,考察了不同溶剂系统、上样量、流速对分离效果的影响,确定最佳的分离条件为流速为1.5 ml/min,上样量为500 mg。结果表明:高速逆流色谱可以快速、高效地分离植物中微量的化学成分。
黑加仑叶乙酸乙酯部位经HSCCC和半制备HPLC分离得到四个结构类似的黄酮类化合物:山奈酚3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚3-O-β-D-葡萄糖苷、金丝桃苷、异槲皮素。在HSCCC分离过程中,研究了不同上样量、流速对固定相保留和分离效果的影响。结果表明:上样量的增加对于固定相保留几乎没有影响;随着流速的增加,固定相保留逐渐降低,分离度也相应降低,说明流速对于固定相保留具有显著的影响,并进一步影响分离度,因此,在合适的时间范围内,选择较低的流速,可以得到更高的固定相保留和分离度。这是首次利用HSCCC和制备HPLC分离出结构非常相似、常规色谱方法难以分离的黄酮类化合物。
4.黑加仑固体饮料的研究
以黑加仑干果为原料,采用上述花青素的最佳提取工艺制备了黑加仑提取液,再用喷雾干燥法制成黑加仑粉。考察了助干剂麦芽糊精的比例、进风温度、入料浓度、入料流速等参数对喷雾干燥效果的影响,并设计正交试验,确定了最佳的喷雾干燥工艺。以木糖醇和阿巴斯甜为甜味剂,确定了黑加仑固体饮料的配方。该固体饮料黑加仑香味浓郁,酸甜适中,有希望开发成防治糖尿病的功能食品。