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树莓系蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus L.)植物,适应性强、分布广泛,是一种集生态、经济、社会效益于一体的优良灌木。树莓果实色彩艳丽、味道鲜美、营养价值高、生理作用广泛,具有悠久的食用和药用历史。研究发现,树莓果实中含有丰富的维生素、矿物质、花青素、单宁、鞣花酸、酚酸、糖类、黄酮、萜类化合物及不饱和脂肪酸等多种活性成分,具有抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤、延缓衰老、防辐射、降血糖、降血脂、免疫调节、细胞保护等多种生物活性,可广泛用于食品(功能性食品)、保健品、医药、化妆品、美容美体等行业,开发前景十分广阔。近年来,我国虽然已成为世界树莓的重要产区,青海也迅速崛起,成为我国的树莓新兴产区,但国内树莓产业仍处于初级阶段,树莓深加工滞后,综合利用率低,很多有价值的树莓资源尚未得到有效的开发和利用。 近年来,对于树莓的研究较多,大多数是针对某一类化学成分的含量测定、分离纯化、结构鉴定及药理活性的研究,虽对树莓的深度开发和利用有一定的指导意义,但不适合规模化应用。本学位论文以树莓果实为研究对象,通过对树莓果粉、果油、籽油和多糖等部位和组成进行了较为系统的功能作用和产品开发研究。此外,本论文还提出了树莓资源(茎、叶、种籽、加工副产物等)的综合利用和精深开发建议。取得了以下具有学术意义和应用前景的研究结果和结论: (1)采用链脲霉素(Streptozotocin,STZ)诱导的大鼠Ⅰ型糖尿病模型研究了树莓果粉和树莓多糖的降血糖活性。结果表明,树莓果粉和多糖均能明显缓解糖尿病大鼠体重的急剧下降,明显降低其血糖,并对患病大鼠受损的胰岛有一定修复作用。此外,树莓果粉和多糖能明显降低患病大鼠血清中CD4、CD8分子、干扰素γ(IFN-γ)、白介素-2(IL-2)、肿瘤坏死因子a(TNF-a)以及免疫球蛋白IgG、IgA和IgE的含量。同时,二者均能显著增强糖尿病大鼠胰腺和血清中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,增加还原型谷胱甘肽(GSH)含量,并明显降低丙二醛(MDA)的含量。以此说明树莓果粉和多糖能通过减缓Ⅰ型糖尿病大鼠自身免疫反应程度和氧化应激状况来改善患病大鼠胰岛β细胞的功能,从而达到降血糖的作用。 (2)利用超临界CO2流体技术提取树莓果油和籽油,提取率分别为4.89%和16.67%。采用气相色谱分析了两种油脂的脂肪酸组成。结果发现,树莓果油主要含1种饱和脂肪酸和3种不饱和脂肪酸。其中,饱和脂肪酸棕榈酸占脂肪酸总量的0.66%,不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和α-亚麻酸分别占脂肪酸总量的17.33%、49.00%和33.01%。树莓籽油主要含2种饱和脂肪酸和3种不饱和脂肪酸。其中,饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸分别占脂肪酸总量的1.69%和0.76%,不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和α-亚麻酸分别占脂肪酸总量的16.62%、49.27%和31.64%。 (3)采用体外自由基清除实验评价了树莓果油、籽油和多糖的抗氧化活性。结果发现,树莓果油、籽油和多糖对ABTS自由基(ABTS·+)和DPPH自由基(DPPH·)具有极强的清除能力,12mg/mL的树莓果油和籽油、3.2mg/mL树莓多糖对ABTS·+的清除率分别高达96.49%、98.34%和99.55%;对DPPH·的清除率分别高达93.53%、92.15%和93.86%。此外,12μg/mL的树莓果油和籽油、6.4μg/mL的树莓多糖对超氧阴离子(O2-·)的清除率分别为49.89%、49.72%和49.07%;12mg/mL的树莓果油和籽油、6.4mg/mL的树莓多糖对羟自由基(·OH)的清除率分别为37.73%、37.73%和95.60%;3.2mg/mL的树莓多糖对FeCl3的还原率为71.43%。 (4)采用小鼠游泳模型研究了树莓果油、籽油和多糖的抗疲劳活性。结果发现,树莓果油、籽油和多糖均能明显延长小鼠力竭游泳时间,有效维持运动小鼠血糖及糖原浓度,增加运动小鼠血清中乳酸脱氢酶活性的同时降低乳酸含量,显著降低运动小鼠血清中尿素氮含量和肌酸激酶活性。表明树莓果油、籽油和多糖能有效提高游泳小鼠的运动耐力和运动适应性,维持其血糖和糖原水平,减少乳酸产生,加快乳酸清除,显示出较好的抗疲劳作用。 (5)在单因素实验基础上,选择了提取时间、超声功率和提取温度3个主要因素,利用响应面法优化了树莓多糖的超声提取工艺,获得了最佳提取条件为:提取温度58℃,提取时间84min,超声功率58W。此条件下树莓多糖平均提取得率为11.75%。 (6)对树莓多糖的结构进行了初步分析。采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了树莓多糖的单糖组成。采用傅里叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和凝胶渗透色谱(GPC)获得了树莓多糖的红外色谱图,观察了其表面结构,分析了树莓多糖的平均分子量分布。结果如下:树莓多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,摩尔比为2.0∶19.9∶1.0∶1.1∶7.1∶2.3。其中,阿拉伯糖和葡萄糖的比例较高。树莓多糖在红外光谱中呈现典型的多糖吸收峰。电镜下的树莓多糖表面粗糙,分布着大小不一的卵圆形颗粒。树莓多糖由平均分子量为49926Da和1823Da的两个多糖组分组成,且含量分别为32.13%和67.87%。 (7)采用荷瘤小鼠模型研究了树莓多糖对鼠源恶性黑色素瘤的体内抑制作用。结果显示,树莓多糖具有良好的抑制恶性黑色素瘤效果,400mg/kg树莓多糖的肿瘤抑制率高达59.95%。进一步研究发现,树莓多糖不是直接作用于恶性黑色素瘤细胞,而是通过刺激荷瘤小鼠脾细胞增殖,增加荷瘤小鼠脾脏组织中碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、SOD和LDH4种免疫相关酶的活性以及血清中IFN-γ、 TNF-a和IL-23种细胞因子的含量,进而提高荷瘤小鼠的细胞免疫反应,从而实现其抗肿瘤作用。说明树莓多糖在恶性黑色素瘤的治疗中具有进一步开发为免疫增强剂的潜力。 (8)采用荷瘤小鼠模型研究了树莓多糖与化疗药物的协同作用。结果发现,树莓多糖能通过免疫刺激作用显著增强化疗药物多西他赛注射液对恶性黑色素瘤的抑制效果。此外,树莓多糖能明显缓解多西他赛引起的荷瘤小鼠体重急剧下降和肝肾损伤等副作用。说明树莓多糖在恶性黑色素瘤的治疗中具有进一步开发为化疗药物多西他赛增敏剂的潜力。 (9)以树莓果粉和多糖为原料,研制了新型树莓果粉咀嚼片、树莓多糖含片和树莓多糖泡腾片。三种片剂的最佳配方分别是:①树莓果粉30%,药用淀粉35%,葡萄糖10%,微晶纤维素20%,PEG60004%,硬脂酸镁1%;②树莓多糖20%,药用淀粉35%,蔗糖20%,微晶纤维素24%,硬脂酸镁1%;③树莓多糖20%,柠檬酸20%,碳酸氢钠20%,葡萄糖20%,微晶纤维素17%,PEG60002%,可溶性淀粉1%。之后,在三种配方的基础上,进一步研制了树莓、沙棘、枸杞复合果粉咀嚼片,树莓、沙棘、白刺复合多糖含片和树莓、沙棘、白刺复合多糖泡腾片,并对6种产品的感官质量进行了评价。 本论文旨在为树莓资源的综合利用和精深开发提供重要的实验基础、理论依据和开发建议。