紫苏饼粕多糖的分级纯化理化性质及其抗氧化性质研究wps.docx
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紫苏饼粕多糖的分级纯化理化性质及其抗氧化性质研究wps
1绪论4
1.1紫苏的特征特性4
1.1.1植物学特征4
1.1.2对环境条件的要求5
1.2紫苏的营养价值5
1.3紫苏的化学成分5
1.3.1挥发油5
1.3.2黄酮及其苷类化合物5
1.3.3脂肪酸5
1.3.4蛋白质6
1.3.5色素6
1.4紫苏的开发利用6
1.4.1食用保健价值6
1.4.2药用价值7
1.4.3工业应用价值8
1.5紫苏及其饼粕的应用现状8
1.6紫苏及其饼粕的研究展望9
1.7本文研究的目的及意义9
2主要试剂和仪器10
2.1实验原材料10
2.2主要试剂10
2.3试验仪器11
3实验设计11
3.1紫苏饼粕粗多糖和精多糖提取工艺11
3.2工艺具体操作要点11
3.2.1样品处理11
3.2.2水提多糖11
3.2.3脱色、脱蛋白11
3.2.4浓缩12
3.2.5离心、干燥12
3.2.6DE-52纤维素层析柱纯化12
3.3多糖理化性质的测定12
3.3.1溶解性的测定12
3.3.2光谱特性分析12
3.3.3显色反应的测定12
3.4紫苏饼粕多糖的抗氧化性质实验13
3.4.1PMP还原能力的测定[17]13
3.4.2PMP对亚硝酸盐(NO2-)清除作用的测定[18]13
3.4.3PMP对超氧阴离子自由基(O2-·)清除作用的测定[19]13
3.4.4PMP对羟基自由基(·OH)清除的试验[20]14
4实验结果分析14
4.1紫苏饼粕多糖提取纯化结果14
4.1.1提取分离结果14
4.1.2DE-52纤维素层析柱纯化15
4.2溶解性的测定结果16
4.3光谱特性分析结果16
4.4显色反应结果17
4.5PMP与PMP-1还原能力测定结果17
4.6PMP与PMP-1对亚硝酸盐(NO2-)清除作用的测定结果18
4.7PMP与PMP-1对超氧阴离子(O2-)自由基的清除作用18
4.8PMP与PMP-1对羟基自由基(·OH)清除作用的结果分析19
5结论19
参考文献20
致谢21
紫苏饼粕多糖的分级纯化、理化性质及其
抗氧化性质研究
重庆工商大学环境与生物工程学院2008级食品科学与工程郑雪
指导老师:
朱建飞
摘要:
从紫苏饼粕中提取分离出粗多糖,经分级纯化后得到精制多糖,并对其理化性质及抗氧化活性进行了研究。
方法:
采用水提取法得到粗多糖,经大孔吸附树脂一级纯化,再用DEAE纤维素柱层析法二级纯化得到精制多糖,分别对多糖的溶解性、光谱特性及菲林试剂反应、三氯化铁反应等多种理化性质进行测定。
最后通过测定紫苏饼粕多糖的还原力,清楚超氧阴离子自由基、清除羟自由基和对亚硝酸盐清除能力的测定等实验研究了它的抗氧化活性。
结果表明,紫苏饼粕精制多糖的提取率为0.53%。
紫苏饼粕精制多糖具有一定的还原能力,对亚硝酸盐和羟基自由基具有一定的清除作用,具有显著的抗氧化能力,且纯度越高抗氧化能力越强。
结论:
紫苏饼粕精制多糖具有一定的抗氧化活性。
关键词:
紫苏饼粕;多糖;理化性质;抗氧化活性
Abstract:
SeparatethecoarsepolysaccharidesextractfromPerillabreadinthemeal,getrefinedpolysaccharideaftergradepurification,Studyonthephysicalandchemicalpropertiesandantioxidantactivity.Methods:
getroughpolysaccharidewithwaterextraction,haveprimarypurificationwithmacroporousadsorptiveresin,Then,havesecondarypurificationwithDEAEcellulosecolumnchromatographytogetrefinedpolysaccharide.polysaccharidepurifiedbyrespectively,thepolysaccharidesolubilityandspectralcharacteristicsandfilmreagentreaction,chloride-ferricchloridereactionandsoonmanykindsofphysicalandchemicalpropertiesaremeasured.Finallystudyofitsantioxidantactivitythroughthedeterminationofthepolysaccharidewasbreadmealreductionforce,clearsuperoxideradical,removingfreeradicalsandhydroxylofnitriteremovetheabilityanddeterminationoftheexperimental.TheresultsshowthattheextractionrateofBasilbreadmealrefinedpolysaccharidesis0.53%.andthebreadwasrefinedpolysaccharideshaveamealreductiveabilityofnitriteandhydroxylradicalshavecertainscavengingeffect,hastheremarkableoxidationresistance,highpurityandtheoxidationresistanceisstronger.
Conclusion:
Basilbreadmealrefinedpolysaccharideshaveamealantioxidantactivity.
Keywords:
Perillameal;polysaccharide;physicalandchemicalproperties;antioxidantproperties
1绪论
紫苏(学名:
Perillafrutescens),是一种可药用的植物的名称。
古名荏,又名白苏、赤苏、红苏、香苏、黑苏、白紫苏、青苏、野苏、苏麻、苏草、唐紫苏、桂芢、皱叶苏等,是唇形科紫苏属下唯一种,一年生草本植物,主产于东南亚、台湾、浙江、江西、湖南等中南部地区、喜马拉雅地区,日本、缅甸、朝鲜半岛、印度、尼泊尔也引进此种,而北美洲也有生长。
紫苏作为多用途的经济植物在我国已有2000多年的栽培历史,主要用于药用、油用、香料、食用等方面,其叶(苏叶)、梗(苏梗)、果(苏子)均可入药,嫩叶可生食、做汤,茎叶可淹渍,是我国传统的药食两用植物,亦是国家卫生部首批颁布的既是食品又是药品的60种中药之一[1],紫苏有紫色和绿色两种。
为唇形科紫苏属植物紫苏的带叶嫩枝。
以茎、叶及子实入药。
紫苏属于综合交叉商品,既可药用,是临床常用药,又能食用。
入药形式以茎称紫梗,叶又称苏叶,解表,子又称苏子、黑苏子、赤苏子,是苏子降气汤的重要成分。
散寒解表,理气宽中。
主治感冒发热,怕冷,无汗,胸闷,咳嗽,解蟹中毒引起的腹痛,腹泻,呕吐等症。
我们做平菇拟菌实验时,发现紫苏拟菌效果很好。
全国各地均有栽培,长江以南各省有野生,见于村边或路旁。
近些年来,紫苏因其特有的活性物质及营养成分,成为一种倍受世界关注的多用途植物,经济价值很高。
俄罗斯、日本、韩国、美国、加拿大等国对紫苏属植物进行了大量的商业性栽种,开发出了食用油、药品、淹渍品、化妆品等几十种紫苏产品。
现代科学研究表明,紫苏是一种极具开发价值的保健资源。
1.1紫苏的特征特性
1.1.1植物学特征
紫苏属植物包括紫苏一种及其两个变种,变种皱叶紫苏(P.frutescens(L.)Britt.var.crispaDeane)又名鸡冠紫苏、回回苏;另一变种尖叶紫苏(P.frutescens(L.)Britt.var.acuta(Thunb)Kudo.),又名野生紫苏。
紫苏为一年生草本植物,具有特异芳香,茎直立断面四棱,株高50~200cm,多分枝,密生细柔毛,绿色或紫色。
叶对生,卵形或阔卵形,边缘具锯齿,顶端锐尖,叶两面全绿或全紫,或叶面绿色,叶背紫色。
叶柄长3~5cm,密被长柔毛;轮伞花序2花,白色、粉色至紫色,组成顶生及腋生偏向一侧的假总状花序。
苞片卵形,全缘。
花萼钟状,上唇3裂,宽大,下唇2裂。
花冠管状,先端2唇形,上唇2裂微缺,下唇3裂。
雄蕊4枚,子房4裂,花柱着生于子房基部,小坚果卵球形或球形,灰白色、灰褐色至深褐色,千粒重0.8~1.8g。
1.1.2对环境条件的要求
紫苏性喜温暖湿润的气候。
种子在地温5℃以上时即可萌发,适宜的发芽温度18~23℃。
苗期可耐1~2℃的低温。
植株在较低的温度下生长缓慢。
夏季生长旺盛。
开花期适宜温度是22~28℃,相对湿度75%~80%。
较耐湿,耐涝性较强,不耐干旱,尤其是在产品器官形成期,如空气过于干燥,茎叶粗硬、纤维多、品质差。
对土壤的适应性较广,在较阴的地方也能生长。
1.2紫苏的营养价值
紫苏全株均有很高的营养价值,它具有低糖、高纤维、高胡萝卜素、高矿质元素等。
在嫩叶中每100g含还原糖0.68~1.26g,蛋白质3.84g,纤维素3.49~6.96g,脂肪1.3g,胡萝卜素7.94~9.09mg,维生素B10.02mg,维生素B20.35mg,尼克酸1.3mg,维生素C55~68mg,钾522mg,钠4.24mg,钙217mg,镁70.4mg,磷65.6mg,铜0.34mg,铁20.7mg,锌1.21mg,锰1.25mg,锶1.50mg,硒3.24~4.23ưg,挥发油中含紫苏醛、紫苏醇、薄荷酮、薄荷醇、丁香油酚、白苏烯酮等。
抗衰老素SOD在每毫克苏叶中含量高达106.2ưg。
紫苏种子中含大量油脂,出油率高达45%左右,油中含亚麻酸62.73%、亚油酸15.43%、油酸12.01%。
种子中蛋白质含量占25%,内含18种氨基酸,其中赖安酸、蛋氨酸的含量均高于高蛋白植物籽粒苋。
此外还有谷维素、维生素E、维生素B1、缁醇、磷脂等。
1.3紫苏的化学成分
1.3.1挥发油
紫苏茎、叶中含有0.3%-0.7%的挥发油,主要为萜类化合物,且绝大多数为单萜,如紫苏醛、紫苏醇、左旋柠檬烯、紫苏酮、丁香油酚等;还有少数为倍半萜,如β-丁香烯、α-律草烯等。
类胡萝卜素1605.50mg/kg,其中含β-胡萝卜素1259.30mg/kg。
1.3.2黄酮及其苷类化合物
成熟的紫苏叶、种籽中含16种黄酮类化合物,其中包含5种花色素苷,2种黄酮及9种黄酮苷。
1.3.3脂肪酸
紫苏籽有与油菜籽相当的含油量,且多数为高度不饱和甘油酯,此外还具有特异活性的ω-3系脂肪酸,其中α-亚麻酸是一种功能性油脂。
1.3.4蛋白质
紫苏嫩茎叶含蛋白质3.8%;籽中含蛋白质20.96%,紫苏籽蛋白中氨基酸组成:
苏氨酸3.53%,缬氨酸4.12%,蛋氨酸0.67%,异亮氨酸3.15%,亮氨酸6.56%,丙氨酸5.07%,赖氨酸5.27%。
1.3.5色素
紫苏全草含有2%-3%的色素属花青素,主要成分为紫苏素和紫苏宁。
从鲜叶提取的色素具有良好的耐热、耐光性能,在pH<4的条件下也具有较好的稳定性,适合酸性饮料和食品中着色。
1.4紫苏的开发利用
1.4.1食用保健价值
(1)紫苏叶
紫苏茎叶挥发油含量丰富,可用水蒸气蒸馏法得到紫苏精油,广泛用在食品、医药等行业中。
在紫苏挥发油中紫苏醛含量最高,食品工业中将紫苏醛制成甜味剂,其甜度是蔗糖的2000倍,用于烟草行业和食品加工业。
在日本将紫苏叶制成腌菜,其味芳香爽口,还可用做其他食品的辅助配料。
日本传统食品苹果脯,就是用NaCl、NaHSO4溶液处理后,用紫苏叶包上,再浸泡在NaCl和柠檬酸中,为降血压的保健食品。
紫苏叶气味清香,其提取物加到日本清酒中,可以酿造成具有特殊清香的甜露酒
紫苏叶还兼有防腐剂和风味剂的双重功效,在炎热的夏季,酱油中放入8g/kg左右的紫苏鲜叶,不仅能防腐保鲜,还能增加酱油的营养和风味。
紫苏茎叶也可直接入药,为常用的中草药,治疗风寒感冒、头痛咳嗽、胸腹胀满等症状。
据研究报道,紫苏中含有紫苏醛、柠檬醛、莳萝芹菜脑等多种成分,具有抑菌、止血、镇静和镇痛等多种作用。
紫苏中的紫苏甙是一种天然红色素,可作为天然的食用色素。
(2)紫苏籽
紫苏种子中含大量油脂,出油率高达45%左右,油中含亚麻酸62.73%、亚油酸15.43%、油酸12.01%。
种子中蛋白质含量占25%,内含18种氨基酸,其中赖氨酸、蛋氨酸的含量均高于高蛋白植物籽粒苋。
此外还有谷维素、维生素E、维生素B1、缁醇、磷脂等。
由紫苏子砸去榨得的紫苏子油被认为是富含α—亚麻酸(63%)的最好的食用油,是目前所发现的所有天然植物油中这种脂肪酸含量最高的,α-亚麻酸为人体必须脂肪酸,具有降血脂、降胆固醇、降低血脂、防止动脉粥样硬化、改善心脑血管系统等多种功效。
据报道α-亚麻酸对结肠癌具有抗拮作用,降低了结肠膜对肿瘤诱发物的敏感性。
α-亚麻酸也是食用调和油中不饱和脂肪酸成分,因此紫苏种子油可作为保健食用油而大力开发。
紫苏油是我国卫生部首批颁布的既是食品又是药品的60种中药之一。
α-亚麻酸摄入人体后在酶的作用下可以在人体内转化成二十碳5烯酸(EPA)和二十二碳6烯酸(DHA),是深海鱼油的主要成份,因此又叫植物深海鱼油,比深海鱼油更好的是它不含胆固醇,EPA和DHA具有降血脂和提高记忆力的作用。
国外研究表明,α-亚麻酸还有抗过敏和在逆境中提高适应能力及抑制某些癌细胞的作用。
它在人体内不能自主合成,需由食物供给。
世界卫生组织和联合国粮农组织鉴于α—亚麻酸的重要性和人类普遍摄入不足的状况,建议专项补充α—亚麻酸。
(3)其他部分
紫苏花量大,不易脱落,泌蜜量大,可作优良蜜源植物,紫苏饼粕的蛋白质含量可高达28%~33%,必需氨基酸含量丰富,功效比值、净蛋白比值和真消化率分别为2.07、2.87和82.6,而且味芳香,适口性好,杂质很少,不像菜籽粕那样含有硫甙及其降解物,亦不像棉籽粕那样含棉酚有毒成分,不存在对人体健康不利的物质,是制备植物蛋白产品的良好资源适口性好,可作为饲料添加剂,此外,紫苏根和秸杆也可作饲料。
1.4.2药用价值
紫苏在我国是传统中药,紫苏在我国是常用的一种传统中药,药用叶、种子、枝茎不仅富含营养成分,而且含有紫苏醛、紫苏醇、芳樟醇、薄荷脑、紫苏酮、柠檬烯、丁香酚等化学物质,具有特殊芳香和杀菌防腐等多种作用,性温、味辛、无毒,其根、茎、叶、花和种子等均可入药,有散寒、理气、解鱼蟹毒的作用,为常用中药。
其叶称苏叶,有健胃、发汗、镇咳去痰、利尿、净血、镇定作用,可治疗风寒感冒、头疼、胸闷等症;茎杆称苏梗,有顺气、安胎、发散风寒和化痰等功效,主治胸闷气胀、妊娠呕吐、胎动不安和外感等症;果实名苏子,有润肺、消痰的功能,可治气喘,咳嗽痰多,胸闷等症。
(1)抗癌及免疫调节作用
紫苏油中的主要成分是α-亚麻酸,科学研究证实,这种物质不仅具有神奇的降胆固醇和抗衰老功能,而且具有较好的抗癌作用,能迅速终止癌细胞的增殖。
紫苏中含有大量的β-胡萝卜素,它能激活免疫功能,提高机体的免疫力,抑制癌症;具有清除自由基的功效,可以减少患癌症、心血管病、眼病等疾病的危险。
(2)抗过敏作用
据测紫苏叶含有丰富的维生素C、钾、铁等,还含有丰富的不饱和脂肪酸,有缓和过敏性皮炎、花粉症等过敏反应的效果。
研究还发现,苏梗药效与苏叶相似,苏梗还可用于皮肤病的治疗。
1.4.3工业应用价值
(1)在食品、饲料中的应用
紫色紫苏用于染色,绿紫苏和花穗的香味用于面条、调味汁、砂锅料理和生鱼片的调香;红紫苏叶中的紫红色素—花青苷等成分,被用于梅干的染色及其他食品应用等方面。
紫苏茎叶中芳香油的主要成分紫苏醛,既可用作香精、酱油工业中的防腐剂,也可用作甜味剂(甜度是蔗糖2000倍),用于卷烟业和食品加工业。
紫苏籽的营养成分非常丰富,其榨油后的饼粕,蛋白质含量较高,氨基酸组成也比较全面,不仅芳香,适口性也好,且不像菜籽粕那样含有硫试及其降解物,亦不像棉籽粕那样含棉酚有毒成份,苏籽提取物是一种生物活性高、绿色、环保的饲料添加剂,它具有促进动物摄食、消化吸收、生长等功能[3],是一种优质的饲料原料资源。
(2)在化工中的应用
紫苏籽油是轻、重工业均可利用的高级油料。
由于紫苏油具有高碘值、高干性、高不饱和甘油酷三高特性,且油膜加热不熔化,不溶于有机溶剂,其工业用途十分广泛,是用来制造清漆、阿里夫油、油墨以及肥皂、涂料、人造革、油毡、高级润滑油等的优质原料[4]。
此外,α-亚麻酸及其衍生物可配制成各种化妆品,可以防止皮肤干燥、粗糙以至破裂和预防皮肤老化,并能改善头皮屑增多,有防止脱发和促进毛发生长的作用。
日本油脂株式会社用紫苏籽生产纯度高达90%的,用α一亚麻酸供作化妆品原料[5]。
(3)用作天然香料
紫苏是一种重要的香料植物,其花序经水蒸气蒸馏而得的香紫苏油是一种名贵的天然香料,广泛的运用于各种香精。
其精油主要含有乙酸芳樟酯、香叶醇、α-松油烯、α-松油醇、α-水芹烯、橙花叔醇、香紫素醇及醛类成份。
香气特征:
清甜柔和的药草香,薰衣草花香和果香,有类似黑狐香葡萄特有的头香和烟丝的风味,有浓郁的龙涎浓浓香样的木质清香是一种高级定香剂。
香紫苏深加工就是从其残渣中提炼出浸膏,经进一步加工后,提出香紫苏醇,香紫苏内脂,合成龙涎醚,均为重要化工原料。
1.5紫苏及其饼粕的应用现状
紫苏的叶、梗、种子、根均可入药,而且具有很高的营养价值,又是一种时尚蔬菜和保健品。
近年来,对其开发利用价值的广泛研究取得了重大成果,紫苏的利用价值已引起了世界范围的注意。
紫苏叶具特异清香,既可用于调味又具有药用价值。
其嫩叶可炒食、煮食、凉拌或制成咸菜,鲜香可口,风味独特;可用作矫味剂,腌制腊肉、腊鱼等;也作泡菜和泡菜的香料[6]。
紫苏叶作为保健食品及工业、医药原料用品,正越来越受到日本、加拿大等国家的重视。
据了解紫苏叶在我国港澳台地区及日本、韩国、欧美等国十分畅销。
尤其是日本人,喜欢用鲜紫苏叶卷生鱼片蘸调料吃,年需要从我国进口量为20亿片。
苏籽饼是紫苏子经榨油后所剩下的固形物,又名苏油渣,含丰富的蛋白质,可提供多种必需氨基酸,其渣不仅芳香、适口性好、营养丰富,而且不含芥子甙、甲状腺肿素、游离酚、酚紫等有毒物质,是良好的畜禽饲料,作精饲料的投喂量可达30%,是菜籽饼粕的4倍,棉籽饼的2倍,它的使用价值是菜籽饼和棉籽饼所无法比拟的[7],因而紫苏饼粕具有非常可观的研究及其利用价值。
我国西南地区盛产紫苏籽,每年有大量的紫苏籽饼直接被作为肥料。
董玉旺等研究表明紫苏籽饼粕代替肥育猪日粮中豆粕,并且以10%苏籽饼代替肥育猪日粮中部分的大豆粕,经济效益最佳。
高玉鹏等通过紫苏饼日粮对生产蛋鸡的饲喂效果的实验结果表明,紫苏饼作为蛋白质饲料,其氨基酸组成较平衡,含硫氨基酸、苏氨酸多于豆粕,赖氨酸含量低于豆粕,矿物质及主要微量元素含量高于豆粕,其营养价值次于豆粕,但高于菜籽粕。
另外,在产鸡蛋日粮中,紫苏饼的量可加至15%,日粮高水平紫苏饼(占20%)可降低生产性能,这可能与紫苏饼中单宁、植酸等抗营养作用有关,但未见毒副作用影响。
1.6紫苏及其饼粕的研究展望
随着社会的进步和人们对营养、健康、药食兼得等食物的不断追求,紫苏的开发利用越来越受到人们的重视。
因此,未来的发展方向是:
(1)利用紫苏中不同营养物质,加工成蜜饯、果脯、植物油、饼干等营养保健食品;
(2)利用现代新技术生产紫苏油、紫苏香气、色素、调味剂等产品;(3)研制紫苏抗肿瘤、抗癌药物、开发紫苏叶浸膏、紫苏安胎糖浆等产品。
由于紫苏既是营养丰富的特菜,又是疗效良好的中药,还是用途广泛的工业原料,因此其发展前景将十分乐观[8]。
1.7本文研究的目的及意义
近年来,人们对多糖及复合物的抗氧化活性作用有了越来越深入的认识,已有大量的研究表明,一大部分从天然产物中分离得到的多糖类化合物具有清除自由基和较强的还原能力等抗氧化作用。
紫苏粕多糖,属于植物多糖,因而具有植物多糖具有的多种有益作用,即免疫调节作用,抗肿瘤作用,降血糖,降血脂作用,抗辐射作用,抗菌、抗病毒作用,延缓衰老,保肝作用等等.目前紫苏最广泛的利用是提取油脂,而紫苏籽制油后产生的粕长期以来没有得到很好的利用,为提高紫苏籽生产的经济效益,应对紫苏粕进行综合利用,目前国内外对菜籽、大豆等饼粕的研究比较多,对紫苏饼粕的研究甚少,大多数是基于对紫苏中组分的定性及定量的研究,而对紫苏饼粕多糖的性质的研究报道更是很少见到。
本试验以成都苏麻生物科技有限公司提供的紫苏饼粕为原料,经水提法提取后并对其分级纯化分别得到粗多糖和精制多糖,并对多糖的理化性质及抗氧化活性进行了研究比较。
本试验通过研究紫苏饼粕多糖的理化性质及抗氧化活性,为开发具有抗氧化功能的天然食品提供理论和应用依据。
2主要试剂和仪器
2.1实验原材料
紫苏饼粕,成都苏麻生物科技有限公司提供
2.2主要试剂
无水乙醇
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