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葛根异黄酮的发酵提取工艺及其抗氧化性研究

作 者: 刘改霞
导 师: 顾振新
学 校: 南京农业大学
专 业: 食品科学
关键词: 葛根异黄酮 发酵 提取 纯化 抗氧化
分类号: TQ920.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


葛根为豆科葛属植物野葛(Pueraria lobata(Wild.)Ohwi)的根,属于“药食同源”植物,主要成分为纤维素、淀粉、异黄酮类化合物以及丰富的矿质元素等,其中葛根异黄酮(Radix pueraria isoflavones, RPI)为其主要功能性成分。RPI是一类植物雌激素,具有改善心脑血管代谢机能、抗衰老、抗癌、抗疲劳、抗氧化、增强机体免疫力以及解酒保肝等多种功能。葛根素(Puerarin)占RPI总量的50%以上,常被用作评价葛根品质的指标,并已广泛用于临床。本文考察了HPLC测定发酵液中葛根素的方法;以葛根为培养基主要原料,筛选适合发酵法提取RPI的菌种,优化了培养基组分及培养条件;采用大孔树脂对发酵产物进行纯化,比较了不同提取方法所得RPI的抗氧化活性。研究结果如下:1、对HPLC测定发酵液中葛根素含量的方法进行考察,结果表明此法稳定性好,精密度和加标回收率均较高,葛根素含量在40~200μg/mL之间线性相关(R2=0.9996),适用于发酵液中葛根素含量的测定。2、以葛根素提取量为指标,筛选后确定米根霉-酵母混合菌为最适发酵菌种;采用Plackett-Burman试验分析液料比、氮源和无机盐等因素对RPI产量的影响,其中液料比、蛋白胨和KH2PO4具有显著正效应,通过响应面试验对其进行水平优化。结果表明,液料比30:1、蛋白胨8.49 g/L、KH2PO4 6.89 g/L时,RPI和葛根素提取量分别可达到31.98和16.18 mg/g·DW。3、考察了糖化温度、后发酵温度、培养基初始pH、接种比例、装液量等因素对RPI提取量的影响;在单因素试验的基础上,以RPI为指标,采用响应面试验设计,对培养基初始pH、装液量和糖化温度进行了优化,得到最佳培养条件为:初始pH 6.88、装液量80 mL、糖化温度36.2℃、后发酵温度28℃、接种比例6%:6%,在此条件下RPI和葛根素提取量分别可达到40.29和18.36 mg/g·DW。4、比较了不同极性大孔树脂对发酵液中RPI的吸附和解吸能力,确定NKA-Ⅱ型大孔树脂效果最佳;测定了NKA-Ⅱ吸附RPI的动力学曲线,考察了不同吸附温度对RPI吸附量的影响,以及不同解吸剂浓度对RPI解吸量的影响,结果表明:最适纯化工艺为吸附时间8 h、吸附温度25℃、解吸剂60%乙醇溶液;经抗氧化试验比较,发酵法所得RPI清除DPPH和超氧阴离子自由基的活性均高于水提法和醇提法,清除羟自由基活性则相对较低。

全文目录


摘要  8-9ABSTRACT  9-11引言  11-12第一章 文献综述  12-26  1 葛根异黄酮的理化特性  12-13  2 葛根异黄酮对人体的功能  13-14    2.1 对心脑血管系统的调节作用  13    2.2 对内分泌系统的调节作用  13    2.3 抗肿瘤作用  13    2.4 抗氧化作用  13-14    2.5 解酒护肝作用  14    2.6 增强记忆力作用  14    2.7 其他作用  14  3 葛根异黄酮制备方法  14-17    3.1 浸渍法  15    3.2 渗漉法  15    3.3 回流提取法  15    3.4 超声辅助萃取法  15-16    3.5 微波辅助萃取法  16    3.6 酶解法  16-17    3.7 微生物发酵法  17  4 葛根异黄酮的纯化  17-20    4.1 沉淀法  17-18    4.2 溶剂萃取法  18    4.3 大孔树脂吸附分离法  18-19    4.4 高效液相色谱法  19    4.5 超滤膜法  19-20    4.6 其它方法  20  5 立题目的与意义  20-21  6 主要研究内容  21  参考文献  21-26第二章 HPLC测定葛根素方法的建立  26-32  1 材料与方法  26-27    1.1 试验材料  26    1.2 主要试剂  26    1.3 主要仪器  26-27    1.4 试验方法  27      1.4.1 色谱条件  27      1.4.2 样品制备  27      1.4.3 标准曲线  27      1.4.4 稳定性试验  27      1.4.5 精密度试验  27      1.4.6 加标回收率试验  27  2 结果与分析  27-29    2.1 标准曲线  27-28    2.2 稳定性  28-29    2.3 精密度  29    2.4 加标回收率  29  3 讨论  29-30  4 本章小结  30  参考文献  30-32第三章 发酵法提取葛根异黄酮的培养基优化  32-48  1 材料与方法  32-37    1.1 试验菌种及材料  32    1.2 主要试剂  32-33    1.3 主要仪器  33-34    1.4 试验方法  34-36      1.4.1 菌种筛选试验  34        1.4.1.1 种子液制备  34        1.4.1.2 培养基制备  34        1.4.1.3 培养条件  34      1.4.2 酵母菌生长曲线  34-35      1.4.3 培养基优化试验  35-36        1.4.3.1 发酵条件  35        1.4.3.2 Plackett-Burman试验  35-36        1.4.3.3 响应面试验  36    1.5 测定指标与方法  36-37      1.5.1 葛根异黄酮含量  36-37      1.5.2 葛根素含量  37      1.5.3 酵母菌生物量  37    1.6 数据处理与统计分析  37  2 结果与分析  37-42    2.1 发酵菌种确定  37-38    2.2 酵母菌生长曲线  38    2.3 培养基优化  38-42      2.3.1 Plackett-Burman试验结果  38-40      2.3.2 响应面试验结果  40-42      2.3.3 验证性试验  42  3 讨论  42-43  4 本章小结  43  参考文献  43-48第四章 发酵法提取葛根异黄酮的培养条件优化  48-60  1 材料与方法  48-51    1.1 试验菌种及材料  48    1.2 主要试剂  48-49    1.3 主要仪器  49    1.4 试验方法  49-50      1.4.1 糖化温度试验  49      1.4.2 后发酵温度试验  49      1.4.3 接种比例选择  49      1.4.4 初始pH选择  49-50      1.4.5 摇瓶装液量试验  50      1.4.6 响应面试验  50    1.5 测定指标与方法  50-51      1.5.1 葛根异黄酮含量  50      1.5.2 葛根素含量  50-51    1.6 数据处理与统计分析  51  2 结果与分析  51-56    2.1 米根霉糖化温度对葛根异黄酮产量的影响  51    2.2 后发酵温度对葛根异黄酮产量的影响  51-52    2.3 接种比例对葛根异黄酮产量的影响  52    2.4 初始pH对葛根异黄酮产量的影响  52-53    2.5 装液量对葛根异黄酮产量的影响  53    2.6 培养条件响应面优化  53-56    2.7 验证性试验  56  3 讨论  56-57  4 本章小结  57  参考文献  57-60第五章 大孔树脂纯化葛根异黄酮工艺  60-72  1 材料与方法  60-64    1.1 试验菌种及材料  60-61    1.2 主要试剂  61    1.3 主要仪器  61    1.4 大孔树脂预处理及再生  61-62    1.5 大孔树脂纯化葛根异黄酮  62-63      1.5.1 吸附率及解吸率试验  62      1.5.2 吸附动力学试验  62-63      1.5.3 温度与吸附量试验  63      1.5.4 解吸剂浓度与解吸量试验  63    1.6 葛根异黄酮抗氧化试验  63-64      1.6.1 样品制备  63      1.6.2 清除DPPH自由基活性试验  63-64      1.6.3 清除超氧阴离子自由基活性试验  64      1.6.4 清除羟自由基活性试验  64    1.7 测定指标与方法  64    1.8 数据处理与分析  64  2 结果与分析  64-68    2.1 大孔树脂纯化葛根异黄酮结果分析  64-67      2.1.1 大孔树脂对葛根异黄酮的吸附率及解吸率比较  64-65      2.1.2 大孔树脂对葛根异黄酮的吸附动力学曲线  65      2.1.3 温度对大孔树脂吸附葛根异黄酮能力的影响  65-66      2.1.4 解吸剂浓度对葛根异黄酮解吸率的影响  66      2.1.5 葛根异黄酮提取量及纯度比较结果  66-67    2.2 抗氧化试验结果  67-68      2.2.1 清除DPPH自由基能力  67      2.2.2 清除超氧阴离子自由基活性  67-68      2.2.3 清除羟自由基活性  68  3 讨论  68-69  4 本章小结  69  参考文献  69-72全文结论  72-76致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 一般性问题 > 发酵工艺
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