紫甘薯花色苷穩(wěn)定性與抗氧化性及抑菌作用研究.pdf

1、紫心甘薯又名紫甘薯，塊根肉色紫紅，具有營(yíng)養(yǎng)、著色和保健等多重作用。紫甘薯塊根除含有普通甘薯的營(yíng)養(yǎng)成分外，還含有抗氧化作用的天然花色苷色素。花色苷是一類廣泛地存在于植物中的水溶性天然色素，屬于多酚類物質(zhì)，提取容易，安全無(wú)毒，而且具有一定的營(yíng)養(yǎng)和保健作用?；ㄉ漳芴岣咭曈X(jué)靈敏性，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，防止血小板聚集，維持血管正常的通透性，預(yù)防糖尿病。另外，還有抗腫瘤、抗突變和抗輻射作用，對(duì)皮膚也有一定的保健作用。因而花色苷在食品、化妝品及醫(yī)藥工業(yè)

2、上均有廣泛應(yīng)用。花色苷因具有較好的著色性而被人們看好的天然色素添加劑．本論文對(duì)紫甘薯花色苷提取純化、穩(wěn)定性、抗氧化性和抑菌作用進(jìn)行了研究，旨在為紫甘薯花色苷應(yīng)用提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下： 以紫甘薯作為原料，用超聲波輔助酸化乙醇提取紫甘薯中花色苷。在單因素和正交實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出超聲波輔助提取紫甘薯花色苷的最佳提取工藝為：提取溫度70℃，提取時(shí)間40 min和料液比1：10。醋酸發(fā)酵最佳提取工藝：發(fā)酵液的pH為4.0、酒精度為7.

3、00、接種量為8.18。采用AB-8型、S-8型、NKA-Ⅱ型和NKA-9型4種大孔樹(shù)脂對(duì)紫甘薯花色苷進(jìn)行了吸附與解吸試驗(yàn)，研究了大孔樹(shù)脂對(duì)紫甘薯花色苷的靜態(tài)吸附動(dòng)力學(xué)曲線、吸附等溫曲線及解吸特性。結(jié)果表明：AB-8樹(shù)脂吸附平衡的速率常數(shù)為最大，對(duì)紫甘薯花色苷的吸附量和解吸量分別是S-8、NKA-Ⅱ及NKA-9的119％、139％、118％和105％、116％、118％，因而AB-8大孔樹(shù)脂適用于純化紫甘薯花色苷，解吸時(shí)宜選用60％乙醇

4、溶液。紫甘薯花色苷和酸水解后花色苷經(jīng)HPLC-DAD分析，表明紫甘薯花色苷組分中主要是酰化花色苷，占總含量的95％，組成紫甘薯花色苷的花青素種類主要是矢車菊和芍藥素，兩者占紫甘薯花青素總量的88.7％。HPLC-MS分析可知，紫甘薯中酰化花色苷主要是由咖啡酸和阿魏酸?；?，花色苷所連結(jié)的糖苷主要是六碳糖和槐糖。 研究了紫甘薯花色苷基本理化性質(zhì)及pH、溫度、光照、氧化還原劑、金屬離子和輔色劑對(duì)其穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明：紫甘薯花色苷

5、在pH 1.0～3.0時(shí)保持穩(wěn)定，色澤鮮紅；隨pH值升高降解指數(shù)增大；溫度超過(guò)60℃時(shí)，花色苷的穩(wěn)定性迅速下降；連續(xù)光照8 d后花色苷的保存率為87％；花色苷對(duì)H<,2>O<,2>和抗壞血酸耐受力較差；Al<'3+>和Zn<'2+>有提高花色苷的穩(wěn)定性作用，而Fe<'3+>對(duì)其有破壞作用。在pH值為4.0緩沖液中，添加0.1mol 1<'-1>單寧的紫甘薯花色苷熱降解活化能是43.09 kJ mol<'-1>，比紫甘薯花色苷的活化能高1

6、1.57％．與紫甘薯花色苷相比，同一溫度下單寧-紫甘薯花色苷熱降解速率低，半衰期長(zhǎng)，耐熱性好．單寧．紫甘薯花色苷光降解速率是紫甘薯花色苷的92.8％。這表明單寧能增強(qiáng)紫甘薯花色苷對(duì)光和熱的穩(wěn)定性，并對(duì)花色苷有輔色作用。紫甘薯醋中花色苷較其在水溶液中穩(wěn)定。紫甘薯發(fā)酵成醋的過(guò)程中產(chǎn)生了一些對(duì)花色苷有一定保護(hù)作用的酚類物質(zhì)，因而紫甘薯醋中花色苷較在水溶液中穩(wěn)定。HPLC-MS分析發(fā)現(xiàn)紫甘薯醋中雙咖啡單寧酸和表兒茶酚含量比水溶液中高，這有助于提

7、高花色苷的穩(wěn)定性。采用DPPH體系、超氧陰離子自由基體系和亞油酸體系來(lái)測(cè)定紫甘薯花色苷抗氧化性。濃度為0.5 mg ml<'-1>時(shí)，花色苷、L-AA和BHY的還原力分別為0.572、0.46和0.121，表明花色苷有較強(qiáng)的還原力?；ㄉ誅PPH和超氧自由基的半抑制濃度(IC50)分別為6.94 μg ml<'-1>和3.68 μg ml<'-2>，表明花色苷可以較好清除DPPH和超氧陰離子自由基；花色苷在亞油酸體系還能明顯阻止脂質(zhì)過(guò)氧

8、化的形成。研究發(fā)現(xiàn)紫甘薯花色苷對(duì)2種常見(jiàn)致病茵大腸桿菌(E．coli)及金黃色葡萄球菌(Stapph．a(chǎn)ureus)均有抑菌作用，并與其濃度呈正相關(guān)。透射電鏡觀察和微生物生長(zhǎng)曲線表明，紫甘薯花色苷的抑茵作用是通過(guò)增強(qiáng)細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)胞異常生長(zhǎng)，抑制對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞分裂，使細(xì)胞質(zhì)稀薄、解體，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。SDS-PAGE分析表明，紫甘薯花色苷對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌蛋白表達(dá)影響不明顯，未見(jiàn)特征性條帶的消失，僅對(duì)部分蛋白質(zhì)合成量有影響

9、。紫甘薯花色苷具有著色、抗氧化和抑茵多重功能。 采用模糊數(shù)學(xué)中的七度標(biāo)度法，對(duì)Response Surface-D-Optimal設(shè)計(jì)的紫甘薯果醋飲料配方的感官評(píng)定值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后作為響應(yīng)值，通過(guò)Design Expert軟件方差分析確定果醋飲料最優(yōu)配方為紫甘薯醋40％、草莓汁30％、蜂蜜5％、蔗糖7％和水19％。儲(chǔ)藏期間果醋中色素降解指數(shù)升高，色素含量降低，但聚合色素含量上升，果醋溶液的明度指數(shù)和飽和度回升，果醋色澤變得清澈柔