酶催化浸提金銀花葉中綠原酸及其轉化利用.pdf

1、金銀花種植過程中產(chǎn)生大量金銀花葉，造成環(huán)境污染和資源浪費。以固體廢棄物金銀花葉為原料，提取高附加值綠原酸等天然活性成分，可實現(xiàn)金銀花葉減量化處置和資源化利用。將酶技術應用于金銀花葉中綠原酸的提取中，研究催化降解金銀花葉浸提綠原酸的酶活性及其適宜條件，為實現(xiàn)金銀花葉固廢減量化處置及資源化利用提供新方法。
　　為獲得高活性水解金銀花葉的酶，本文通過酶的比選，篩選得出高活性催化水解金銀花葉的纖維素酶、漆酶和木聚糖酶，并發(fā)現(xiàn)果膠酶具有促進

2、綠原酸轉化為咖啡酸的作用;采用均勻設計法，通過SPSS和VF軟件擬合篩選獲得三種水解酶的優(yōu)勢配比;運用SEM（電鏡掃描）、BET（比表面積）和FTIR（紅外光譜）等手段，分析復合酶酶催化前后金銀花葉植物組織的物相結構及組分變化，探究酶催化性能。為提高金銀花葉中綠原酸的溶出能效，本文選用響應曲面法，優(yōu)化獲得復合酶催化水解金銀花葉溶浸綠原酸的適宜條件，并利用粒子擴散方程建立綠原酸溶浸的動力學模型。為實現(xiàn)綠原酸的高值轉化利用，本文結合綠原酸的

3、工業(yè)生產(chǎn)應用，探討了不同pH值及投加量下果膠酶對綠原酸向咖啡酸轉化的促進作用，分析得出果膠酶對綠原酸的轉化機制;并通過模擬配制防曬霜，研究綠原酸的抗紫外性能，為綠原酸開發(fā)應用提供實驗基礎。其結論如下:
　　(1)對比不同酶催化降解金銀花葉溶浸綠原酸的能效，得出復合酶（纖維素酶、漆酶、木聚糖酶）具有高催化活性;均勻設計法優(yōu)化獲得復合酶溶浸綠原酸的優(yōu)勢配比為漆酶∶纖維素酶∶木聚糖酶=201∶1883∶35，擬合獲得回歸方程為y=363

4、2.441-2.219×33+0.005×1×2+0.073×2×3，R值為0.99，F(xiàn)值為103.09＞9.3，表明回歸模型具有統(tǒng)計學意義，且分析得出纖維素酶與木聚糖酶的交互作用最強;在優(yōu)勢配比下，綠原酸溶浸的實驗值為5.0708mg/g，高于均勻設計任意水平值，與理論值偏差為1.3‰，方案可行。
　　(2)采用響應曲面法優(yōu)化綠原酸溶浸工藝，回歸擬合獲得模型的p=0.0001＜0.01，表明該模型影響極顯著;經(jīng)Design-Ex

5、pert8.0軟件優(yōu)化所得最佳工藝參數(shù)為:pH值為2.82、酶解時間為2.42h、酶解溫度為49.72℃、酶量為0.05g，綠原酸溶出量為5.2867±0.2534mg/g;利用粒子擴散方程解析綠原酸溶浸動力學，獲得酶催化溶浸綠原酸的三個階段，其相關系數(shù)均R＞0.96，擴散模型擬合呈線性，有效解析酶解溶浸綠原酸的動力學。
　　(3)投加0.05g果膠酶，在不同pH值溶液體系中綠原酸轉化咖啡酸隨溶液pH值的增大而降低，且在pH值為3

6、時，綠原酸減少率為34.91％，咖啡酸增加率為285.65％;體系pH值為3時，隨著果膠酶投加量的增加綠原酸轉化咖啡酸呈線性增加，預測當投加量約為0.15g時，綠原酸轉化咖啡酸的轉化率近乎為100％;分析其原因發(fā)現(xiàn)果膠酶能解裂綠原酸中酯基鍵，從而促進其分解為咖啡酸和奎寧酸。
　　(4)將1.5mg綠原酸標品和含有質(zhì)量范圍為1.5-2.5mg綠原酸的粗提液模擬配制成防曬霜膏體發(fā)現(xiàn)，在280-320nm間，綠原酸標品平均吸光度為0.8

7、952，而加入粗提液的霜體平均吸光度為1.2314，對比防曬評價表可知，綠原酸對UVB紫外線具有一定的防護作用且加入粗體液的霜體平均吸光度比加入綠原酸標品的霜體的吸光度強些許，可能因為粗提液中其它活性成分也具有一定的抗紫外性能，但綠原酸起主導作用。不同質(zhì)量分數(shù)的綠原酸對UVB紫外線吸收性能的影響結果表明加入粗提液膏體在280nm-320nm波長具有強吸收，在UVB范圍內(nèi)，加入綠原酸的膏體吸光度＞1.0，表明含綠原酸粗提液的霜體均具備中等