油橄欖葉高值化利用技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、20世紀(jì)60代初，我國從地中海國家開始大面積引種油橄欖樹，種植面積現(xiàn)已達(dá)3萬公頃，主要用于生產(chǎn)營養(yǎng)豐富健康的橄欖油。大多數(shù)加工橄欖油廠將油橄欖葉丟棄或燃燒等處理，這些低值化處理使環(huán)境和生態(tài)遭到破壞及資源的浪費(fèi)。
　　基于此，本文以佛奧油橄欖葉（Frantoio，Olea europaea L.）為材料，提出了超聲輔助提取(UAE)、低溫減壓沸騰提?。≧BE）及超聲減壓沸騰提取(URPE)橄欖苦苷的新技術(shù)，研究了酚類活性成分和其他營

2、養(yǎng)成分與性質(zhì)，及其構(gòu)效關(guān)系機(jī)理研究，重點(diǎn)分析了不同羥基酪醇衍生物與其抗氧化性的定量構(gòu)效關(guān)系，建立了數(shù)學(xué)模型，并研究了提余殘?jiān)苽鋭游镲暳咸砑觿┑墓虘B(tài)發(fā)酵工藝，提供了油橄欖葉高值化利用的新途徑，具體的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下:
　　研究了UAE、RBE和URPE等3種從油橄欖葉中提取橄欖苦苷的方法，發(fā)現(xiàn)URPE為提取橄欖苦苷最高效的方法。通過考察7個(gè)因素（溶劑種類與濃度、提取溫度、提取時(shí)間、料液比、超聲功率、提取壓力、提取級數(shù)）對橄欖

3、苦苷提取得率的影響，發(fā)現(xiàn)影響URPE提取橄欖苦苷得率極顯著因素為固液比，通過響應(yīng)面法獲得的優(yōu)化條件為:提取溫度(50℃)、超聲功率(600 W)、乙醇濃度(75％)、料液比(1∶30)、提取時(shí)間(3 min)和提取壓力(25 kPa)，并在此條件下，橄欖苦苷提取得率為7.08％，與模型的預(yù)測值7.12％接近。此外，將傳統(tǒng)常壓熱浸提、UAE、RBE和URPE提余葉渣的掃描電鏡圖(SEM)和橄欖苦苷提取得率進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，URPE所需時(shí)

4、間最短、橄欖苦苷提取得率最高，且較其他3種提取方法破壁效果更顯著。
　　研究了日光燈(Lux2000)、紫外燈(UV254 nm)、避光、pH、溫度和存儲時(shí)間(4℃與25℃）對橄欖苦苷穩(wěn)定性的影響，及橄欖苦苷對亞鐵離子的螯合作用和清除DPPH自由基及總還原力的抗氧化性評價(jià)。結(jié)果顯示，橄欖苦苷對光較為穩(wěn)定;堿性較酸性的環(huán)境更易使橄欖苦苷降解，當(dāng)堿液pH為14時(shí)，橄欖苦苷全降解。TG-DSC結(jié)果表明，當(dāng)溫度達(dá)到232.3℃時(shí)，橄欖苦苷

5、開始分解。在27天避光存儲條件下，存儲于25C下的橄欖苦苷降解率達(dá)95.24％，較其在存儲于4℃下（降解率40％）更易降解。橄欖苦苷較EDTA螯合亞鐵離子的作用更弱，約為EDTA的1/5，但與油橄欖葉提取物螯合亞鐵離子能力相近。橄欖苦苷較BHT清除DPPH自由基能力和總還原力更強(qiáng)，分別為BHT的5倍和8.25倍。
　　運(yùn)用HPLC/UV-vis方法鑒定油橄欖葉提取物(OLE)與油橄欖果提取物(OFE)中的酚類化學(xué)組分，并對其總還原

6、力、DPPH·、·OH、ABTS·+和O2·-自由基清除能力進(jìn)行評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OLE與OFE均含有橄欖苦苷及其衍生物、黃酮和酚酸。橄欖苦苷在OLE中含量較其他組分最高，為6.58 mg/g，顯著高于OFE中含量，約為其150倍。OFE中咖啡酸和木犀草素為其含量最高的2種物質(zhì)，均為0.081 mg/g?？寡趸詫?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，OLE較OFE在總還原力、DPPH·、·OH和ABTS·+清除自由基方面顯著更強(qiáng)，但OFE較OLE卻顯示更強(qiáng)的

7、清除O2·-自由基能力。酚類構(gòu)效研究表明，具有鄰二苯酚結(jié)構(gòu)、多個(gè)酚羥基基團(tuán)和苯環(huán)上4-取代位置鍵合供電子基團(tuán)將有益于酚類物質(zhì)抗氧化性的提高。
　　研究了強(qiáng)堿水解橄欖苦苷制備羥基酪醇工藝的優(yōu)化，同時(shí)評價(jià)其清除DPPH自由基能力。L9(34)正交結(jié)果顯示，溫度、NaOH濃度、時(shí)間和料液比均極顯著，主次因素順序?yàn)?水解溫度＞ NaOH濃度＞水解時(shí)間＞料液比，得到的優(yōu)化參數(shù):水解溫度90℃，0.2 mol/L NaOH，水解時(shí)間45 mi

8、n，料液比1∶15; HPLC-MS結(jié)果為羥基酪醇的色譜保留時(shí)間約為10.3 min且質(zhì)譜產(chǎn)生的碎片離子的分子質(zhì)量為134.8 u，且進(jìn)一步驗(yàn)證了其堿水解產(chǎn)物為羥基酪醇。橄欖苦苷在堿性條件下是其在酸條件下水解效率的2.08倍，清除DPPH自由基結(jié)果表明，羥基酪醇是BHT的7.33倍。
　　通過計(jì)算化學(xué)軟件Discovery Studio v2.5研究了羥基酪醇不同衍生物化學(xué)結(jié)構(gòu)與其抗氧化性（清除DPPH·能力）的二維定量構(gòu)效關(guān)系(

9、2D-QSAR)，經(jīng)主成分分析法篩選其影響較顯著的因素，對經(jīng)多元線性回歸(MLR)、貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BNN)和偏最小二乘法(PLS)獲得的模型進(jìn)行其預(yù)測性優(yōu)劣的比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響其抗氧化能力較顯著的8個(gè)因素分別為[ALogP]、[MW]、[NHD]、[NHA]、[NRB]、[NR]、[NAR]和[MFPSA]。經(jīng)PLS產(chǎn)生的模型預(yù)測效果最佳，模型方程為:pIC50=-1.805+0.209×[ALogP]-0.00167×[MW]

10、+0.154×[NHD]+0.507×[NHA]-0.061×[NRB]-0.287×[NR]-0.287×[NAR]+0.914×[MFPSA](R2=0.89)。
　　采用GC-MS、ICP-AES、杜馬斯燃燒法及離子色譜-積分安培法等檢測方法，研究了油橄欖葉中脂溶性成分、礦質(zhì)元素、蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分的含量。結(jié)果表明，酯類占揮發(fā)性總成分的26.81％，脂肪酸占18.46％，十九碳烯和角鯊烯占1.62％，維生素E占2.68

11、％，可可堿占6.88％，順-9，17-十八碳二烯醛占5.53％;油橄欖葉中灰分占4.9％，其灰分中Ca含量最高，占總灰分30.5％，不含As、Hg和Pb重金屬元素。同時(shí)研究結(jié)果顯示，油橄欖葉中蛋白質(zhì)含量為11.46％，氨基酸總量約占干物質(zhì)的0.991％。尤其富含甘氨酸、組氨酸和纈氨酸。
　　研究了不同發(fā)酵菌株包括霉菌（黑曲霉A.niger、米曲霉A.oryzae與綠色木霉T.viride）和酵母菌（產(chǎn)朊假絲酵母C.utilis、白

12、地霉G.candidum與熱帶假絲酵母C.tropicalis），以及發(fā)酵時(shí)間對油橄欖葉渣發(fā)酵物營養(yǎng)價(jià)值（提高蛋白質(zhì)富集程度、增加纖維素酶活、提高單寧酸降解效率）的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以A.niger和C.utilis1∶1(v/v)混菌對油橄欖葉渣固態(tài)發(fā)酵5天，可使其蛋白質(zhì)含量提高125.45％、纖維素酶活（β-葡糖糖苷酶活12.45 IU/mL、CMC酶活12.59 IU/mL和FPA酶活5.51 IU/mL）增加20％，降解其86

13、.94％的單寧酸需7天。氨基酸檢測結(jié)果表明，油橄欖葉渣發(fā)酵物較油橄欖葉渣中的總氨基酸含量最大可提高2.24％，其中谷氨酸和天冬氨酸增量均超過了0.3％。同時(shí)研究了添加至商品全飼料的油橄欖葉渣發(fā)酵物所占比例(5～50％)，對老鼠和肉雞的體重增加與血清生化參數(shù)及新固城疫免疫的影響。經(jīng)28天喂養(yǎng)試驗(yàn)的結(jié)果表明，喂養(yǎng)過程中小鼠和肉雞無毒害和死亡現(xiàn)象發(fā)生;小鼠和肉雞攝入10％葉渣發(fā)酵物較其他添加比例顯示出更好的生長和免疫性能，小鼠增重81.8％和