花生果实荚壳中木犀草素的提取纯化、纳米粒制备及其稳定Pickering乳液的设计与研究

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中国是落花生(Arachis hypogaea Linn.)生产大国,种植面积广泛、品种多样、资源丰富,然而因扩大化生产困难、有效成分提取率低、花生品种之间的差异等原因,作为花生附属物的花生果实荚壳利用效率极低、资源浪费严重。近些年,随着绿色化学、低碳生活等观念逐渐深入人心、成为社会主流,废弃资源和合理再利用也愈发被人们所关注,资源充分而合理的应用愈加为人们所重视,因此,本研究以花生果实荚壳为原料,对其中的代表性黄酮—木犀草素进行绿色提取纯化、纳米化、Pickering乳液制备等研究,为花生壳资源深化加工提供可行的解决方案。研究结果如下:1.采用超声-微波辅助表面活性剂提取法对花生壳中的木犀草素进行提取,通过预实验的对比,首先确定了以十二烷基二甲基甜菜碱水溶液为提取溶剂,并应用超声-微波辅助胶束提取法进行提取工艺研究。然后以木犀草素提取率为响应值,应用Box-Benhnken响应面设计优化法优化了该工艺中影响木犀草素提取率的主要因素,并得到最佳提取工艺:十二烷基二甲基甜菜碱水溶液浓度为2.8%,液料比为24.1/1 mL/g,提取时间为9.77 min,微波功率为845.2 W。通过验证性试验得到,在该最佳工艺条件下提取木犀草素的提取率为2.92±0.12mg/g。将得到的木犀草素提取液浓缩、干燥后的浸膏加入10倍体积的丙酮进行预处理,使木犀草素在浸膏中的纯度提升至31.7±1.21%。然后将预实验后富集的木犀草素浸膏经过AB-8树脂吸附、乙酸乙酯萃取以及重结晶过程以后,得到纯度为93.14±3.16%的木犀草素黄色晶体。2.以花生果实荚壳中提取纯化的木犀草素为原料,通过对影响平均粒径的各主要因素的优化最终成功获得了木犀草素纳米颗粒,优化后的最佳工艺条件为:选用乙醇和去离子水分别作为溶剂和反溶剂,聚乙烯吡咯烷酮-k30为表面活性剂、γ-环糊精为冻干保护剂,木犀草素-乙醇的浓度为4 mg/mL,沉降温度为20℃,聚乙烯吡咯烷酮-k30浓度为0.075%,反溶剂与溶剂体积比为6/1,滴定速度为10 mL/min,转子转速为2000 r/min,沉降时间为25 min,γ-环糊精与木犀草素的质量比为7/1。将上述最佳条件下制得的木犀草素纳米粒子经过抽负压-冷冻干燥以后复溶于去离子水中,其平均粒径为127.5±23.1 nm。3.对得到的木犀草素纳米粒进行SEM,FTIR,TG-DSC和GC的检测分析,其结果显示该方法制得的木犀草素纳米颗粒中溶剂残留的程度符合食品标准,并且纳米粒中的木犀草素分子为非晶态,其热特性也发生了改变。饱和溶解度、溶出度和生物利用度的研究结果表明,木犀草素纳米颗粒在去离子水中的饱和溶解度为149.69±12.6μg/mL,溶解度和晶态的改变大幅度地提升了其在大鼠体内的生物利用度,其对大鼠体外肝微粒体脂质过氧化的抑制作用也显著增加。4.以微调过的木犀草素纳米颗粒作为稳定剂,将其悬浮液与松子油制成Pickering乳液,其最佳制备工艺为:选用高压均质法作为乳化方法,木犀草素纳米颗粒、松子油、去离子水三者的质量比为4.8/1/10(mg/g/g),首先,采用反溶剂重结晶法制备木犀草素纳米悬浮液,调整悬浮液浓度后加入柠檬酸调节悬浮液pH,然后将悬浮液和松子油按比例倒入容器中,经过预乳化和乳化的过程即得到Pickering乳液。在最佳工艺条件下制得的乳液液滴的平均直径约为125 nm。透射电镜和荧光共聚焦显微镜得到的图片结果表明:木犀草素纳米颗粒稳定的Pickering纳米乳液被成功制得,该乳液在模拟胃液和模拟肠液中稳定性良好,各条件下的稳定性结果显示,在非极端存储条件下,该乳液的存储稳定性是很好并且能够在加速氧化条件下有效地延缓松子油的酸败。
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