水芹是一种具有特殊风味的药食同源蔬菜,具有清热解毒、降压降糖等功能。研究发现水芹中功效成分是多酚物质。本课题研究水芹多酚的提取、组分、抗氧化性和对糖尿病的特异抑制活性,最后开发水芹多酚产品,重点在能使其功效放大化的多酚微胶囊,以期为水芹的功能研究和深加工提供理论依据。(1)超声辅助优化水芹多酚和黄酮提取工艺:本实验在单因素试验的基础上,通过响应面法优化超声波辅助提取水芹多酚与黄酮工艺。所建响应面分析模型与实际情况拟合较好,得出水芹叶片多酚的最佳提取条件为料液比为1:31(g/mL)、超声时间为51 min、提取温度为62 ℃、乙醇体积分数为80%,在此条件下,水芹叶片多酚提取量为0.961 g/100g FW,水芹茎秆多酚提取量为0.242 g/100gFW。水芹叶片黄酮的最佳提取条件为料液比为1:38(g/mL)、超声时间为62 min、提取温度为69 ℃、乙醇体积分数为80%,在此条件下,水芹叶片黄酮提取量为0.820 g/100g FW,水芹茎秆黄酮提取量为0.098 g/100g FW。(2)HPLC-MS/MS法水芹多酚成分分析:本实验通过超声波辅助法提取鲜样、鼓风干燥、真空干燥、冷冻干燥水芹茎杆和叶片中的多酚物质,并采用HPLC-MS/MS分离分析,该方法成功检测出经过不同方式干燥的水芹中金丝桃苷、异鼠李素、阿魏酸、山奈酚、香芹酚、咖啡酸、槲皮素、芹菜素、芦丁、木犀草素、没食子酸的含量,发现这11种多酚活性成分的含量在不同样品中存在差异。实验结果表明真空干燥和鼓风干燥会不同程度的破坏水芹中的多酚类物质,冷冻干燥对水芹中多酚类物质破坏最小,说明鲜样水芹更适合冷冻干燥的干燥加工方式,而HPLC-MS/MS方法可为水芹的质量控制提供可靠的分析手段。(3)水芹多酚抗氧化活性研究:本实验测定鲜样和不同方式干燥水芹的多酚提取物对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子O2-·的清除能力,及其还原力和总抗氧化能力,四种水芹提取物对各自由基清除能力大小为鲜样水芹>冷冻干燥水芹>真空干燥水芹>鼓风干燥水芹。最后将新鲜和不同方式干燥后水芹多酚提取物中11种活性成分分布及含量规律和其抗氧化特性结合,运用主成分分析法分析其主效成分,结果说明水芹多酚提取物的抗氧化能力与芹菜素、没食子酸、金丝桃苷、槲皮素、芦丁和咖啡酸这几种成分密切相关。(4)水芹多酚对糖尿病关键酶的抑制作用研究:本实验直接从新鲜水芹提取多酚物质,考察了其对糖尿病关键酶的体外抑制作用。结果显示新鲜水芹多酚提取物对α-淀粉酶、葡萄糖苷酶和蔗糖酶的半数抑制浓度大小分别为1.000、3.024和7.910 mg/mL,说明水芹多酚提取物对三种酶都有一定的抑制作用。然后分别考察槲皮素、木犀草素和山奈酚这三种单体化合物对糖尿病关键酶的抑制作用,结果说明槲皮素和木犀草素对α-淀粉酶有较好的抑制效果,抑制率最高达到80.34%,山奈酚对葡萄糖苷酶有很好的抑制效果,抑制率达到82.27%,三种单体化合物对蔗糖酶均有一定的抑制作用,但抑制率都低于50%。(5)水芹多酚微胶囊的制备:本实验主要研究了水芹多酚微胶囊的制备工艺,通过正交试验,得到水芹多酚微胶囊的最佳壁材配方:芯壁比为1:6,β-环糊精和CMC的比例为1:4,单甘酯的用量为8%。稳定性测试表明制备出的水芹多酚微胶囊具有一定的抗还原能力和抗氧化能力。体外释放实验发现水芹多酚微胶囊在人造胃液中100 min后释放率达到最大;而在人造肠液中60 min后释放率达到最大。在环境扫描电子显微镜下观察到,水芹多酚微胶囊大部分保持良好状态,保证了其稳定性。实验结果说明该配方与工艺简单实用,可作为一种制备水芹多酚微胶囊的有效方法。