【摘 要】
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杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)是我国特有的经济树种,其叶片含有的丰富活性成分,具有调节血压、抗癌、抗炎、抗氧化和抗骨质疏松等生理功效。目前,杜仲叶活性成分主要以有机溶剂提取,提取效率低且存在环境与安全问题。为了探究绿色环保、价廉高效的溶剂用于杜仲叶提取物产业的应用前景,本文首先研究了低共熔溶剂(DESs)提取杜仲叶活性成分得率、组成、活性与DESs理化性质的相关性,制备了杜
【基金项目】
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国家重点研发计划项目-政府间国际科技创新合作重点专项:杜仲叶林资源高值化利用关键技术研发(2018YFE0127000);
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杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)是我国特有的经济树种,其叶片含有的丰富活性成分,具有调节血压、抗癌、抗炎、抗氧化和抗骨质疏松等生理功效。目前,杜仲叶活性成分主要以有机溶剂提取,提取效率低且存在环境与安全问题。为了探究绿色环保、价廉高效的溶剂用于杜仲叶提取物产业的应用前景,本文首先研究了低共熔溶剂(DESs)提取杜仲叶活性成分得率、组成、活性与DESs理化性质的相关性,制备了杜仲叶DESs提取液;再以杜仲叶中主要活性成分绿原酸(CGA)为模板分子制备分子印迹聚合物(MIPs),表征了MIPs的化学结构、微观形貌和热稳定性,研究了MIPs对CGA的吸附性能和吸附机理;最后以MIPs为固相萃取填料,探究其在杜仲叶DESs提取液中分离纯化CGA的应用潜力。主要研究结果如下:(1)研究了8种具有不同氢键供体(HBD)的DESs对杜仲叶中活性成分得率的影响。结果表明,以DESs为提取溶剂,提取液中总多酚含量和总黄酮含量最高,分别为73.39 mg GAE/g DW和147.29 mg RE/g DW,显著高于水和60%乙醇提取液。而且,DESs对绿原酸、芦丁、京尼平苷酸和山奈酚表现出优异的提取性能。此外,DESs提取液具有良好的体外抗氧化活性。多因素分析表明DESs的理化性质与活性成分得率之间具有相关性,以低粘度、偏酸性且极性范围在205-209 k J/mol的DESs更适于杜仲叶中活性成分的提取,氯化胆碱-三甘醇(1:4)可作为杜仲叶的最佳提取溶剂。(2)通过分子模拟研究了CGA与功能单体的相互作用。对CGA和3种功能单体(甲基丙烯酸,MAA;丙烯酰胺,AM;2-乙烯基吡啶,2-VP)进行结构优化,计算并绘制其分子静电势,其中CGA的印迹活性位点主要以羟基和羰基为主。通过构型搜索获得了CGA与3种功能单体以摩尔比1:4形成的最优预组装体系,其中CGA-MAA可形成7个氢键,数量最多,结合能最强,推测MAA为MIPs的最佳功能单体。(3)以CGA为模板分子分别与3种功能单体(MAA、AM、2-VP)通过本体聚合制备印迹聚合物,研究了其对CGA的吸附性能和吸附机理。印迹聚合物均具有良好的热稳定性,MAA-MIPs粒径较小、尺寸均一且呈现多孔结构。MAA-MIPs和2-VPMIPs对CGA具有良好的选择性,印迹因子分别为2.18和1.98。MAA-MIPs具有较高选择性的同时还具有高吸附容量(120.70 mg/g)和吸附速率(40 min达到吸附平衡),其静态吸附和动态吸附行为分别符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。MAA-MIPs是选择性吸附CGA的最佳材料。(4)研究了MAA-MIPs用于杜仲叶DESs提取液中CGA的吸附回收条件与性能。以MAA-MIPs为填料,最优条件为:3 m L 10%的氯化胆碱-乙酰丙酸(1:2)-水(v/v)为上样溶液,2 m L的水为淋洗溶剂,4 m L 20%的乙酸-甲醇(v/v)为洗脱溶剂。在此条件下,CGA标品的回收率可达80.28%。循环使用3次,CGA的回收率依然可以保持在65%以上。MAA-MIPs对水稀释的杜仲叶氯化胆碱-乙酰丙酸提取液中CGA吸附回收效果良好,CGA的回收率达到75.15%,纯度为65.20%本文的研究结果为DESs在杜仲叶活性成分提取和固相萃取等领域的应用提供了理论参考。
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