豆腐柴叶中果胶提取、理化性质表征及生物活性初步研究

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豆腐柴(Premna microphylla Turcz.)属于马鞭草科,豆腐柴属,灌木。其主要生长在山坡、树林下或者荒山中,对土质的要求不高,在贫瘠的土壤中也能生长良好,可以用作荒山的栽培植物,防止水土流失。豆腐柴中含有丰富的果胶、蛋白质、纤维素、矿质元素、氨基酸等组分,其中豆腐柴叶中的果胶含量在30%~40%。果胶具有增稠性、凝胶性、乳化性及抗氧化等生理功能,可用于食品、医药及化妆品等行业。豆腐柴叶深加工研究,可提高豆腐柴资源的经济价值,不仅有利于生态环境的保护,也有望带动当地山区人民脱贫致富。目前关于豆腐柴果胶的研究较为分散,本论文将对豆腐柴叶中果胶提取条件优化、脱色及果胶理化性质表征进行研究,并进一步研究提取果胶的生物活性和功能,主要工作如下:(1)豆腐柴叶中果胶提取条件优化及脱色研究分别采用直接烘干和微波灭酶烘干两种方法处理豆腐柴叶片,并对果胶的提取条件进行优化。正交试验结果显示,酸提取法得到的最优条件为:盐酸溶液pH 1.5,提取时间3.5 h,提取温度90℃,液料比50:1 mL/g,果胶的平均提取率为7.00%。响应面试验结果显示,微波灭酶酸提取法最优提取条件为:盐酸溶液pH 2,提取时间2 h,提取温度90℃,液料比50:1 mL/g,果胶的平均提取率为18.25%。微波灭酶酸提取的果胶提取率较高,且产品外观颜色较浅,呈浅黄色。因此采用此方法作为豆腐柴叶中果胶的提取方法。果胶脱色实验结果显示,3%活性炭70℃下吸附30 min,脱色效果明显。不同浓度乙醇对醇沉果胶脱色结果表明,75%的乙醇脱色效果明显,并且果胶提取率高于活性炭脱色,因此选用75%乙醇进行果胶脱色。(2)豆腐柴叶中果胶的理化性质表征果胶理化性质结果显示,微波灭酶酸提取的果胶质量符合国家标准。考马斯亮蓝G-250测得果胶中蛋白质含量为9.80%;果胶酯化度为62.50%;由凝胶过滤色谱结果可知,果胶平均分子量为18.35 kDa;糖腈乙酸酯衍生物气相色谱法测定果胶单糖组成,结果证实豆腐柴叶中果胶含有五种单糖,分别是葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖,其物质的量之比8.07:2.96:2.05:1.17:1.04。紫外和红外光谱结果显示,提取的果胶与苹果果胶标品的主要吸收峰相同。(3)豆腐柴叶中果胶生物活性及功能特性的初步研究为拓展果胶应用,分别对提取的果胶体外抗氧化能力和抑菌活性进行了探究。结果显示果胶具有一定的抗氧化能力。当果胶溶液浓度为1.00 mg/mL时,DPPH自由基清除率为90.00%;果胶溶液浓度的增加还原力也随着增强。体外抑菌活性实验结果显示,果胶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及藤黄微球菌均没有抑菌活性。在pH为7的条件下,果胶对乳酸链球菌素(Nisin)活性有一定的保护作用。对果胶功能特性进行研究,结果表明:果胶浓度为10 mg/mL时,果胶的持水力(WHC)为7.956 g/g,果胶的持油力(OHC)为1.932g/g;浓度为1%的果胶溶液发泡能力为4.00%,发泡稳定性为10.00%;浓度为2%的果胶溶液乳化能力为38.70%,乳化稳定性为56.90%。这些特性可为果胶在食品行业的应用提供参考。本课题对豆腐柴叶中果胶提取条件优化、脱色、理化性质表征、生物活性及功能特性进行了研究,以期为豆腐柴叶中果胶资源的充分利用提供参考。研究结果有望开发豆腐柴果胶类的产品,可以扩展果胶原料来源,带动当地人们的经济发展,同时减少资源的浪费,保护了生态环境。
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