紫薯花青素的提取、純化及其抗氧化和益生元活性研究.pdf

1、紫薯花青素是一種水溶性的天然色素，因其具有安全無毒、營養(yǎng)豐富、色澤鮮艷、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。本文主要對紫薯花青素進(jìn)行提取、純化，通過工藝優(yōu)化提高其得率和純度;進(jìn)一步通過制備型液相色譜分離得到紫薯花青素單體，并用LC-MS/MS對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定;研究制得的五種紫薯花青素單體的抗氧化活性，對腸道益生菌的增殖作用和對有害菌的抑制作用。主要研究結(jié)果如下:
　　1、用酶法對紫薯花青素進(jìn)行提取。以紫薯花青素的

2、得率為評價指標(biāo)，通過單因素試驗和響應(yīng)面分析得到紫薯花青素的最佳提取工藝參數(shù)為:檸檬酸濃度3.5％，纖維素酶添加量79 U/mL，料液比1∶15，溫度55℃，時間2h，在此條件下，紫薯花青素的得率為137.28±1.30μg/g。
　　2、采用DM301、D101、HP-20、X-5和AB-8五種大孔樹脂對紫薯花青素的粗提液進(jìn)行靜態(tài)吸附和解吸試驗。結(jié)果表明，X-5大孔樹脂具有較好的純化效果;當(dāng)紫薯花青素粗提液中花青素的濃度為1.08

3、 mg/mL時，X-5的最大吸附量為14.00mL/mL（濕樹脂）;優(yōu)化得到的最佳的純化工藝參數(shù)為:上樣流速和洗脫速度均為2 mL/min，上樣液pH3.0，洗脫液（乙醇）濃度80％。純化后得到的紫薯花青素的純度為36.82±1.03％。
　　3、分析型液相色譜表明，紫薯花青素中共有12種組分;用制備型液相色譜對這12種組分進(jìn)行制備，并經(jīng)分析型液相色譜檢測，為單一色譜峰，峰面積均達(dá)到95％以上（峰4除外）。用LC-MS/MS對12

4、種組分進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，結(jié)合質(zhì)譜圖以及文獻(xiàn)推測得到這12個組分分別為:矢車菊素-3-槐糖苷-5-葡糖苷、芍藥素-3-槐糖苷-5-葡糖苷、矢車菊素-3-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷、芍藥素-3-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷、矢車菊素-3-阿魏酰槐糖苷-5-葡糖苷、芍藥素-3-阿魏?；碧擒?5-葡糖苷、矢車菊素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡糖苷、矢車菊素-3-咖啡酰-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷、矢車菊素-3-咖啡酰-可魏?；碧擒?5-

5、葡糖苷、芍藥素-3-咖啡?；碧擒?5-葡糖苷、芍藥素-3-咖啡酰-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷、芍藥素-3-咖啡酰-阿魏?；碧擒?5-葡糖苷。
　　4、考察了紫薯花青素粗提物(PSPAs)和五種主要花青素單體，P1（芍藥素-3-槐糖苷-5-葡糖苷）、P2（芍藥素-3-阿魏?；碧擒?5-葡糖苷）、P3（芍藥素-3-咖啡?；碧擒?5-葡糖苷）、P4（芍藥素-3-咖啡酰-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷）和P5（芍藥素-3-咖啡酰-

6、可魏?；碧擒?5-葡糖苷）的體外抗氧化活性，結(jié)果表明:它們對DPPH自由基、羥基自由基和超氧陰離子自由基都具有一定的清除能力，且具有一定的還原力和對Fe2+的螯合力。但它們的抗氧化能力存在一定的差異，且均弱于陽性對照（Vc或EDTA）。這可能是因為紫薯花青素具有酚羥基，可以提供H原子，與自由基相結(jié)合。
　　5、采用體外厭氧培養(yǎng)的方式，研究了PSPAs、P1、P2、P3、P4和P5對兩歧雙歧桿菌(B.bifidum)、青春雙歧桿菌(

7、B.adolescentis)、嬰兒雙歧桿菌(B.infantis)和嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)的活性影響。結(jié)果顯示:PSPAs、P1、P2、P3、P4和P5對四種益生菌均有一定的增殖作用，并且在試驗范圍內(nèi)，其對益生菌的增殖作用隨著濃度的增加呈現(xiàn)先快速增強(qiáng)及后緩慢減弱的趨勢，但相比于FOS，紫薯花青素對四種益生菌的增殖作用稍弱;由于化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量大小、分支程度，所連接糖苷的數(shù)量和種類的不同，五種紫薯花青素單體對四種益生菌

8、的促生長作用也不盡相同，P1對四種腸道益生菌的增殖作用均最強(qiáng)，當(dāng)P1的濃度為1.5 mg/mL時，青春雙歧桿菌的濃度達(dá)到最大(1.69 g/L)，P2和P3的益生元效果次于P1，而P4和P5對腸道益生菌的增殖作用相對較弱。添加PSPAs、P1、P2、P3、P4和P5后，在益生菌的培養(yǎng)過程中，其培養(yǎng)基的pH均出現(xiàn)了明顯的降低，這說明益生菌能夠有效地利用紫薯花青素，并且產(chǎn)生有機(jī)酸。因此，紫薯花青素對腸道益生菌具有增殖作用，是一種潛在的益生元

9、。
　　6、采用濾紙片法研究了PSPAs、P1、P2、P3、P4和P5對有害菌的抑制作用，結(jié)果顯示:PSPAs以及P1、P2、P3、P4和P5五個組分對金黃色葡萄球菌（S.aureus）和沙門氏菌（salmonella）均有一定的抑制作用，且均對沙門氏菌的抑制作用最強(qiáng)，金黃色葡萄球菌次之，不同樣品對同種致病菌的抑制作用大小為:P4＞P5＞P3＞P2＞PSPAs＞P1。P4和P5對兩種致病菌的最小抑菌濃度均最小，均為0.25mg/m