通过超声萃取丑柑皮中的黄酮类化合物,并用超高效液相色谱法检测不同采摘时期的丑柑皮中黄酮类化合物的种类、含量和活性(在液相色谱上分离出3-5个黄酮类物质并对其进行鉴定)
一、选题背景与意义(说明所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势)
1. 研究对象
丑柑属芸香科柑橘属植物,又名不知火、杂柑、凸顶柑、丑桔。最早于2000年引入四川省种植,重庆,云南,江西,湖南,浙江等地也有局部种植[1]。因该品种口感佳,味美多汁且富含人体所需的营养成份和微量元素,尤其是维生素C含量要远远大于其他同类水果,且与同类水果相比有食用不易上火的特性而备受欢迎。黄酮化合物主要存在于柑橘类水果中[2],其抗氧化作用原理是清除自由基和超氧化物,猝灭单线脂质过氧化等[3],具有降低血糖、血脂、抗炎、止咳化痰、镇痛止泻的作用[4]。橙皮苷和新橙皮苷成分具有扩张冠状动脉,增加冠脉血流量的作用[5]。黄酮化合物有可作为功能食品添加剂、天然抗氧化剂使用[6]。黄酮化合物具有多种生理和药理功能,在保健、医药、食品等领域具有广阔的应用前景。
2. 研究现状及意义
柑橘皮渣是柑橘加工行业的副产品,占柑橘总重的20%~40%。柑橘皮除含有水分、纤维素、木质素外,还含有类胡萝卜素、类柠檬苦素、香精油、黄酮等多种生理活性物质。近来的研究表明,柑橘皮黄酮提取物具有显著的抗肿瘤[7-8]、抗菌活性和抗氧化活性[9],其中清除自由基作用越来越受到研究者的关注。许多现代文明病与人体缺乏抗氧化营养物质有关,而补充抗氧化营养物质有助于对这些疾病的预防治疗。寻找天然、安全、有效的抗氧化剂资源尤为重要。目前,除少量柑橘皮用于制药(陈皮)、饲料和果胶等,大部分柑橘皮渣被种植户和消费者废弃,柑橘资源综合利用率低[10]。到目前为止,对柑橘皮黄酮类化合物的提取和应用研究还不多,尤其在黄酮单体成分分析与鉴定、生物活性研究与应用等方面的研究还不够深入和系统[11]。通过微波辅助超声萃取丑柑皮中的黄酮类化合物,并用液相色谱法检测不同时间采摘的丑柑皮中的黄酮物质的种类及其含量,为进一步有效利用这一宝贵的植物资源提供理论依据。
二、研究的基本内容和拟解决的主要问题
超声萃取技术具有弹性介质中的一种机械波,相比于传统的溶液提取法,其具有选择性高、加热效率高、不破坏有效成分、穿透力强、溶剂用量较少、提取时间短等特点[12]。
冯纪南等[13]以资兴市柑橘果园购买的柑橘皮为原料,选取乙醇浓度、料液比、提取温度、超声提取时间4个可能影响提取效果的因素进行单因素试验和正交试验,确定超声波辅助提取资兴柑橘皮总黄酮的最佳条件。发现最佳工艺组合为固定超声波功率为600W的条件下,乙醇浓度60%,料液比1:20g/ml,提取温度65℃,提取时间为30min,此时总黄酮的提取率可达1.824%。经过正交试验筛选出来的资兴柑橘皮总黄酮超声波辅助提取的工艺条件合理可行,稳定可靠,具有较好的可操作性和重现性。该方法具有高效性和方便性的优点,因此本实验采取超声萃取法提取黄酮类化合物。
利用超高效液相色谱可以建立同时快速检测丑柑中主要黄酮类物质的方法,该方法高效、精确、低耗、环保,具有分离度高、峰形尖锐、成本低等优点,已逐渐成为食品分析检测的有效工具[14]。可以在20min内实现11种黄酮类物质成分基线分离,且溶剂的使用量大大降低[15]。该方法可以作为柑橘中黄酮类物质同时、快速检测的常规分析方法。
本实验拟通过超声萃取丑柑皮中的黄酮类化合物,并用超高效液相色谱法检测不同采摘时期的丑柑皮中黄酮类化合物的种类、含量和活性(在液相色谱上分离出3-5个黄酮类物质并对其进行鉴定),总结并分析提取其中某种黄酮、总黄酮的最佳采摘时期,为进一步有效利用这一宝贵的植物资源提供理论依据。