基于SO3微热爆预处理的桔梗多糖提取研究及其生物活性评价

作     者：余婉蓉 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王淮;边侠玲

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：SO3微热爆预处理 桔梗多糖 提取率 抗氧化 优化设计 

摘      要：本论文基于一种新型植物热破壁技术—SO微热爆预处理技术(SO micro thermal explosion pretreatment technology)来提升桔梗多糖的提取率并探究了相关影响与机制。本文先通过四个因素对比分析了SO微热爆预处理前后桔梗多糖的提取率,再通过对三种自由基的清除能力的测定证明了微热爆预处理对多糖的生物活性不产生负效应。后续又结合三种微观表征手段与FT-IR、H-NMR、HPLC等探究了微热爆的提效机制和对桔梗及多糖化学结构的影响。通过单因素实验结合两种数学优化模型设计,寻找到了桔梗多糖提取的最佳条件。本文研究内容及结论如下:(1)基于提取温度、提取时间、液固比和粒径四个因素对比了SO微热爆预处理前后桔梗浸提得到的多糖提取率,发现微热爆组的桔梗多糖提取率相较未微热爆组有较大的提升,微热爆组桔梗多糖的提取率最高时为34.11±0.63%,相较未微热爆组的桔梗多糖提取率(24.82±0.71%)提升了37.43%。对比分析了微热爆前后提取得到的桔梗多糖对DPPH·、ABTS和·OH这三种自由基的清除能力,证实了微热爆预处理对提取得到的桔梗多糖的生物活性无负效应。(2)利用生物光学显微镜、3D激光聚焦测量显微镜和钨灯丝扫描电子显微镜对微热爆前后桔梗根部的细胞、筛管等植物组织的微观层面上进行表征,得出SO微热爆对植物预处理机制是SO进入植物组织内部发生水合反应瞬时产生的热量形成了热效应,使得内部水等一些不稳定成分汽化,骤升的压力打破了细胞壁等抗提取屏障,使得桔梗内部的有效成分可以更好得溶出,后续溶剂更迅速地与内部有效物质接触。通过FT-IR、H-NMR以及HPLC的测定对比分析了微热爆预处理前后桔梗多糖的化学结构、官能团和分子量,根据谱图结果来看,本研究所用的预处理方式并未改变多糖的化学结构和特征官能团,对N、C、H、S四种元素含量进行分析,SO微热爆预处理后桔梗及多糖上并无新的S残留。(3)对SO微热爆技术协同热水回流浸提法提取桔梗多糖的提取工艺中的八大因素进行了单因素优化实验,并通过PB设计和BBD的实验设计以及方差分析,确定了微热爆协同热水回流浸提桔梗多糖的最佳工艺组合:微热爆温度为52℃,微热爆时间为34 min,浸提温度为64℃。在最优的微热爆协同浸提桔梗多糖的条件下,实验得到的实际提取率为34.57±1.24%,相较未经过微热爆处理的桔梗多糖提取率值(25.62±0.83%)提升了34.93%,与理论预测值(35.02%)的相对误差仅为1.30%。