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文檔簡介
1、我國是芝麻生產大國,資源豐富,僅芝麻餅粕的年產量就在50萬噸以上。芝麻餅粕中含有40~60%的蛋白質,0.5~1.0%的木脂素,但目前主要作為飼料或肥料使用,深加工和綜合利用的研究尤顯不足。 本課題旨在通過發(fā)酵芝麻餅粕提高其抗氧化活性,充分利用芝麻餅粕資源。用醬油曲霉發(fā)酵芝麻餅粕,對發(fā)酵基質組成和乙醇提取條件進行了優(yōu)化,研究了木脂素提取物抗氧化活性和降低高血脂的作用;對發(fā)酵芝麻餅粕提取物中產生的特征物質進行分離純化和鑒定,確定其
2、為芝麻素酚,并對芝麻素酚的抗氧化活性進行了研究。主要研究結果如下: (1)優(yōu)化了醬油曲霉發(fā)酵芝麻餅粕提高抗氧化活性發(fā)酵基質組成和木脂素提取條件。發(fā)酵基質組成的優(yōu)化結果為:芝麻餅粕中添加輔料葡萄糖、硫酸銨和麥麩量分別為:1.9%、1.6%和2.6%;于28℃條件下固體發(fā)酵120 h;木脂素提取條件的優(yōu)化結果為:乙醇濃度60%、液料比16 mL/g、時間120 min、溫度50℃、轉速150 r/min。優(yōu)化的芝麻餅粕發(fā)酵提取物清除
3、DPPH自由基活性為87.9%,未發(fā)酵提取物為53.4%,發(fā)酵的提取物中總酚含量為2.23%,未發(fā)酵的1.85%。 (2)對芝麻餅粕發(fā)酵提取物(SCFE)體外抗氧化活性進行了研究,其活性優(yōu)于芝麻餅粕提取物(SCE)。主要結果為:濃度為0.1~1.0 mg/mL時,SCFE的總抗氧化能力(TAC)和還原能力均隨濃度的增大而逐漸增強,濃度高于0.5mg/mL時,增強效果顯著;濃度為0.5 mg/mL和1.0 mg/mL時,SCFE對
4、DPPH自由基清除率分別為72.7%和87.5%,而SCE為53.7%和70.6%;濃度為1.0 mg/mL時,SCFE對O2-·的清除率比SCE清除值高20%;濃度為1.0 mg/mL時,SCFE對自發(fā)和H2O2誘導的鼠肝臟微粒體脂質過氧化抑制率分別為84.4%和67%,SCE的抑制率分別為76.2%和52.3%;在0.1~1.0 mg/mL時,SCFE對亞油酸脂質氧化的抑制率逐漸增強,優(yōu)于SCE;0.1%的芝麻木脂素提取物SCFE抑
5、制冷藏熟肉糜脂質過氧化效果與0.02%的Vc作用相當。 (3)通過動物試驗,對SCFE預防和調節(jié)小鼠高血脂的作用進行了研究。結果發(fā)現SCFE既能有效降低小鼠的血脂水平,改善血脂代謝,減少動脈粥樣硬化的發(fā)生幾率,又能有效提高小鼠體內的抗氧化水平,增強抗氧化酶活性,減少過氧化脂質含量,且SCFE的作用效果優(yōu)于SCE。主要結果為:誘導模型小鼠體內的抗氧化能力和抗氧化酶活性性顯著下降,氧化的代謝產物量顯著提高;灌胃SCFE和SCE后,顯
6、著降低總甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL—C)及動脈硬化指數(AI1,AI2),顯著提高高密度脂蛋白膽固醇(HDL—C)含量;此外還顯著提高小鼠血清的總抗氧化能力(TAC)和超氧化物歧化酶的活性(SOD),降低脂質過氧化物丙二醛(MDA)含量,在劑量范圍內,呈現顯著的量效關系,給藥SCFE的小鼠血清中各指標均顯著優(yōu)于SCE;比較了預防組和調節(jié)組中相同指標的相關系數,發(fā)現SCFE和SCE對高脂高膽固醇小鼠的預
7、防效果要優(yōu)于調節(jié)的效果。高血脂小鼠血脂水平和動脈硬化指數與其氧化—抗氧化水平密切相關,二者相互促進。 (4)對SCFE中的特征物質PX進行分離純化和鑒定。SCFE經過乙酸乙酯萃取,硅膠柱層析得到純化的Px,得率分別為27.19%和1.43%;硅膠柱色譜分離純化PX用石油醚/乙酸乙酯=3/1和1/1兩種比例洗脫劑洗脫;硫酸顯色后,薄層層析(TLC)中PX的遷移率Rf為0.20,紫外掃描為單一峰;PX兩個特征吸收波長分別為228 n
8、m和287 nm;HPLC中其保留時間為13.5 min;LC—MS定性檢測,分子量為370.0。該特征物質被鑒定為芝麻素酚,分子組成為:C20H18O7。 (5)對芝麻素酚體外抗氧化活性進行了研究。芝麻素酚具有抑制大鼠肝臟微粒體自發(fā)及H2O2誘導的脂質過氧化作用。在抑制自發(fā)性肝臟微粒體脂質過氧化作用時,芝麻素酚濃度從10μg/mL上升至100μg/mL時,SOD酶活性從130.7u/mgprot提高到198.3 u/mgpro
9、t,MDA抑制率從21.7%提高到61.8%;在亞油酸—吐溫乳化系統(tǒng)和亞油酸—乙醇系統(tǒng)中,芝麻素酚均具有抑制亞油酸脂質氧化的作用,在乳化系統(tǒng)中,芝麻素酚的抑制效果優(yōu)于BHT;濃度為20μg/mL時,芝麻素酚清除DPPH自由基的效果與5μg/mL BHT和Vc相當。 通過生物轉化芝麻餅粕中木脂素的研究,為芝麻餅粕深度加工和利用奠定了基礎。利用微生物發(fā)酵技術,對芝麻餅粕中木脂素進行了生物轉化,并分離純化得到具有強抗氧化活性的特征物質
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