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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。
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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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