【米糠多酚的提取及其抗氧化性質(zhì)探究5700字（論文）】

米糠多酚的提取及其抗氧化性質(zhì)研究摘要我國谷子的年種植面積約140萬ha，產(chǎn)量450萬t，米糠中具有很多的多酚類物質(zhì)，并且這些酚類物質(zhì)有著良好的抗氧化性，是一種綠色環(huán)保資源。本文采用超聲提取法提取米糠中的多酚類物質(zhì)，并使用20%-100%不同濃度的乙醇溶液以及在超聲波提取器中提取時間的不同以此來確定提取效果最好的條件，觀察在各個濃度與時間對多酚提取量的多少，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用70%的乙醇溶液以及當(dāng)提取時間為15min時米糠多酚提取效果最好。然后采用DPPH法、ABTS法、FRAP法來測定多酚的抗氧化活性，實驗結(jié)果表明，米糠多酚對于DPPH自由基，ABTS自由基都可以起到清除作用，但是對ABTS自由基清除效果會更好一點，這是因為DPPH自由基只能溶于有機(jī)溶劑，不能測定親水性抗氧化活性成分，而ABTS陽離子自由基不僅可以溶于水還可以溶于有機(jī)溶劑，可同時測定親水性和親脂性化合物的抗氧化活性成分。對鐵離子具有還原作用，說明米糠多酚有著較好的抗氧化性。關(guān)鍵詞：多酚，超聲提取，抗氧化性，目錄TOC\o"1-3"\h\u3167摘要 I60511.前言 2232531.1課題研究背景 2104171.2課題研究現(xiàn)狀 2259711.3研究目的和意義 3138511.4植物多酚概述 33921.5多酚的抗氧化活性探究方法 4124211.6課題研究思路 4213582.實驗部分 5286742.1實驗儀器 529562.2實驗試劑 585932.3實驗內(nèi)容 6123622.3.1米糠樣品的處理 6127282.3.3米糠多酚提取物中總酚含量的測定 612292.3.4抗氧化活性的測試 694363.結(jié)果分析與討論 8231623.1米糠多酚提取物中的總酚含量 849133.2實驗條件對多酚提取量的影響 8193333.3抗氧化活性測試分析 10280434.結(jié)語 133874參考文獻(xiàn) 141.前言1.1課題研究背景米糠，不僅含有非常有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而且富含黃酮、多酚等生物活性物質(zhì)，有助于延緩衰老、預(yù)防疾病。目前，小米糠小部分被制成家畜飼料，大部分則直接廢棄，不僅造成了環(huán)境污染，還造成了資源的浪費，所以開發(fā)利用小米糠有著重要的意義和廣闊的前景。小米糠的酚類化合物具有很強(qiáng)的抗氧化活性，可有效預(yù)防癌癥、心血管疾病、阿茨海默病及糖尿病等。延莎等研究發(fā)現(xiàn)，不同品種小米糠以晉谷21號小米多酚抗氧化能力最強(qiáng)，且多酚含量與抗氧化能力呈顯著相關(guān)性。山西省沁縣為小米的傳統(tǒng)種植區(qū)，其獨特的地理和氣候生產(chǎn)的小米品質(zhì)優(yōu)良，小米更是當(dāng)?shù)乩习傩盏闹饕杖雭碓础?.2課題研究現(xiàn)狀這些年來隨著人們對植物多酚逐步加深的研究，不斷的優(yōu)化進(jìn)步多酚的提取方法，多酚的提取量也是逐漸增加，目前常用的多酚提取方法有以下幾種：微波提取法，微波提取是通過電磁場的作用，使植物內(nèi)的多酚分子快速的從植物內(nèi)部向溶劑中擴(kuò)散，因此可以避免植物多酚由于在高溫下而被氧化破壞。這種方法的提取效率高、廉價、安全無污染因而得到廣泛的運用。它的缺點也比較明顯，只適用于熱穩(wěn)性物質(zhì)的提取，并且因為過程中目標(biāo)化合物會因受熱而分解，別的一些組分也可能會分解，因此它的選擇性比較差[3]。溶劑提取法，這種方法從很早以前就有過記錄，是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的植物多酚的提取方式，這種方法是利用“相似相溶”原理，通常使用水、甲醇、乙醇等作為溶劑，極性物質(zhì)較為容易的會溶于極性溶劑中，因此達(dá)到分離出多酚的作用。這種方法操作簡單并且成本很低所以應(yīng)用也是比較廣泛，但是變量比較多比較難以控制而且有機(jī)溶劑會對于進(jìn)行實驗人員的健康會產(chǎn)生壞處還會污染環(huán)境，因此這種方法在發(fā)展中也是慢慢變少[4]。超聲波提取法，超聲波在傳播時，會產(chǎn)生十分強(qiáng)烈的機(jī)械振動還會產(chǎn)生高溫，從而導(dǎo)致植物細(xì)胞的細(xì)胞壁破碎，而細(xì)胞內(nèi)的多酚物質(zhì)就會很快流出到溶劑中去。超聲波提取法優(yōu)點是可以節(jié)省時間，提高效率，并且對于多酚并不會造成破壞[5]，但缺點就是由于超聲波的衰減，所以作用范圍是有限的。1.3研究目的和意義我國谷物雜糧資源豐富、品種多樣。在世界雜糧生產(chǎn)中，具有重要的地位。國際國內(nèi)市場對“多樣化、營養(yǎng)、健康、安全、方便”的雜糧健康食品的需求量也在日益增加，所以對于雜糧食品的研究，和更加有深度開發(fā)自然，也就引起了很多學(xué)者的非常大的興趣。谷物中多酚類活性物質(zhì)是很重要的天然抗氧化劑。因此，分離谷物中酚類活性物質(zhì)是開發(fā)天然抗氧化劑的有效手段。小米米糠是谷子加工副產(chǎn)物，含有較多多酚物質(zhì)，但大多被作為了廢棄物或動物飼料等，利用率低，造成資源浪費。目前，文獻(xiàn)少有關(guān)于小米米糠多酚的報道。本研究探討小米米糠提取的多酚類物質(zhì)以及抗氧化的研究，為小米米糠營養(yǎng)產(chǎn)品的研發(fā)提供參考。1.4植物多酚概述植物多酚作為植物次生代謝物是天然和安全的有機(jī)化合物，普遍存在于中草藥、蔬菜、水果及植物的種子中。植物多酚是一種以苯酚為基本的骨架的多酚類物質(zhì)，它是通過以苯環(huán)為基礎(chǔ)性能的多經(jīng)基結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過取代而構(gòu)成的酚類化合物，是具有很低的分子量的一種化合物。因此，植物多酚是一類數(shù)目龐大的化學(xué)物質(zhì)，其分類是相當(dāng)復(fù)雜的，有多種不同的分類原則。植物多酚，是一種非常重要的，天然的抗氧化劑，它是具有強(qiáng)效的自由基清除力物質(zhì)，它還具有防衰老，降血脂，降血糖，和抗病毒等多種生理功能。相關(guān)資料表明:多酚類的物質(zhì)，按照它苯酚環(huán)結(jié)構(gòu)的不同，可分為:類黃酮類,酚酸類,酚醇,主要包含白葵蘆醇、木酚素類等類別;按C骨架結(jié)構(gòu)不同分為:簡單的酚類、苯醒類(C},經(jīng)基苯甲酸類((C6-C1)，苯乙酮類、苯乙酸類(C6-C2),經(jīng)基肉桂酸類、苯丙烯類、香豆素類、色酮類(C6-C3),蔡醒類(C6-C),氧雜蕙酮類(c6-ci-c},茂類、蕙醒類(c6-c2-c}、黃、異黃酮、烷酮、黃烷醇、黃酮醇、花色普}c6c3-c}、木脂素類(c6c3}2、雙黃酮類(c6-c3-c6}2、木質(zhì)素類(C6-C3)、縮合單寧(C6-C3-C}。等等類別[[34,35]。其中由于其結(jié)構(gòu)的不同，也表現(xiàn)出不同的生理功能。1.5多酚的抗氧化活性探究方法多酚的抗氧化活性的測定方法主要分為兩個體內(nèi)和提體外兩種測定體系。常用的方法有羥基自由基清除方法、ABTS法、DPPH法、鐵離子還原測定(FRAP法)、鄰苯三酚自氧化法等方法。體內(nèi)抗氧化活性的研究方法主要有線粒體氧化損傷法、DNA氧化損傷法、蛋白質(zhì)氧化損傷法等?，F(xiàn)在一般使用分光光度法來作為體外抗氧化活性的指標(biāo)，采用分光光度計來對各種顏色成分的變化來進(jìn)行測量。這種方法的操作比較簡單、效率高、成本小，而且并不需要別的什么特殊設(shè)備，只要能夠在固定的時間記錄下分光光度計上的讀數(shù)就可以用于活性大小的計算。但是這種方法受到測定樣的顏色和渾濁度的影響較大，會產(chǎn)生較大偏差，而且還會受天氣環(huán)境因素的影響，有些實驗在冬天時較難成功，所得的實驗結(jié)果也沒有規(guī)律。1.6課題研究思路本文采用超聲提取法來進(jìn)行對米糠中多酚的提取，并且本文設(shè)計了一系列實驗，來對比不同濃度的乙醇溶劑以及不同超聲提取時間對于米糠多酚提取率的多少，以此來選擇出提取效果最好的濃度以及提取時間。對于抗氧化活性的測定，本文采取DPPH法ABTS法FRAP法來進(jìn)行試驗，觀察在不同波長的吸光度的變化，來計算出米糠多酚的抗氧化活性。

2.實驗部分2.1實驗儀器表2-1實驗主要儀器設(shè)備設(shè)備名稱設(shè)備型號廠家來源鼓風(fēng)干燥箱DGX-9003BC-1上海一恒科學(xué)儀器有限公司電子天平FA2004上海平軒科學(xué)儀器有限公司超聲波清洗器JK-100DB合肥金尼光機(jī)械制造有限公司電動離心機(jī)80-2上海市百典儀器廠紫外分光光度計UV1800PC上海美諾達(dá)儀器有限公司2.2實驗試劑表2-2實驗主要試劑原料名稱規(guī)格廠家來源無水乙醇分析純AR南京興沙化工有限公司無水碳酸鈉分析純AR西隴化工股份有限公司福林酚分析純AR上海金穗生物科技發(fā)展有限公司DPPH自由基純度大于98%西隴化工股份有限公司ABTS陽離子自由基純度大于98%西隴化工股份有限公司TPTZ分析純AR北京索萊寶科技有限公司 2.3實驗內(nèi)容2.3.1米糠樣品的處理本實驗以山西省沁縣的晉谷21號小米糠為原料，通過比較不同提取方法對小米糠多酚得率的影響，并對優(yōu)選出的方法采用單因素結(jié)合響應(yīng)面輔助的方法對其提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，同時對小米糠提取物的化學(xué)成分及抗氧化活性進(jìn)行了分析和測試，為小米糠的綜合開發(fā)利用提供參考。小米糠原料采自于山西省沁縣，由實驗室提供，小米糠過20目篩后備用。主要藥品及試劑為石油醚、無水乙醇、甲醇、抗壞血酸，均為分析純;沒食子酸、DPPH標(biāo)準(zhǔn)品。采用超聲提取的方法對米糠樣品中的多酚進(jìn)行提取，稱取2.5g米糠樣品粉末于燒瓶中，分別添加30mL不同濃度（20%、40%、60%、70%、80%和100%）的乙醇水溶液，于60℃超聲波提取器中提取，提取時間分別為5、10、15、20、25、30及40min，超聲強(qiáng)度為1100W，頻率為80kHz。所得提取物減壓抽濾，濾紙上的殘留物再用10mL相應(yīng)濃度的乙醇水溶液洗滌兩次。

2.3.3米糠多酚提取物中總酚含量的測定將樣品溶液0.3mL和10倍乙醇稀釋的市售Folin-Ciocalteu試劑1.5mL放于棕色樣品瓶中混勻靜放8min，加入1.5mL濃度為7.5%的碳酸鈉溶液，搖勻后37℃下反應(yīng)30min，采用紫外-可見分光光度計測定765nm波長下的吸光度值。由沒食子酸校準(zhǔn)曲線計算總酚含量，用每克提取物中（DW）含有的沒食子酸當(dāng)量（GAE）表示，即mgGAE/gDW。2.3.4抗氧化活性的測試（1）DPPH自由基清除能力測定將DPPH用96.3%的乙醇水溶液稀釋成濃度為6×10-5mol/L的DPPH溶液，移取3mL的DPPH溶液和10μL多酚提取物于棕色樣品瓶中，混勻室溫下避光反應(yīng)30min，在515nm波長下測樣品溶液的吸光度值。（2）ABTS陽離子自由基清除能力測定取預(yù)先配置好的ABTS陽離子自由基溶液（吸光度0.800±0.02）3mL和10μL多酚提取物混合，在黑暗中保持30分鐘后，在734nm波長處測量吸光度的降低。（3）FRAP測定將TPTZ（0.01mol/L溶解于0.04mol/LHCl中）、FeCl3×6H2O（0.02mol/L溶于水中）和乙酸鹽緩沖液（0.3mol/L，pH3.6）按1：1：10（v/v）制備FRAP溶液，取3mLFRAP溶液和10μL多酚提取物混合，30min后在593

nm波長下測定吸光度值。多酚提取物的抗氧化活性采用外標(biāo)法定量，以Trolox為對照品，通過校正曲線計算，并以每克粗提物中含有多少毫克的Trolox當(dāng)量表示。結(jié)果分析與討論通過烘干的方法，從1kg新鮮的米糠中共獲得米糠干燥的粉末樣品163.5g，干重占比為16.4%，自封袋密封后冷藏保存，用于后面對多酚的提取及抗氧化活性測試實驗。3.1米糠多酚提取物中的總酚含量以沒食子酸為對照品，米糠多酚提取物中的總酚含量采用福林酚法進(jìn)行測定，外標(biāo)法進(jìn)行定量。橫坐標(biāo)是沒食子酸對照品溶液濃度，縱坐標(biāo)是樣品的吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖3-1所示。圖3-1沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線由圖3-1可知，通過線性擬合可獲得沒食子酸的線性回歸方程為y=0.0145x-0.1843，線性相關(guān)系數(shù)為R2為0.9993，沒食子酸對照品在相應(yīng)的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。想要計算出樣品中多酚的含量，可以通過在相同條件下進(jìn)行實驗，來測定樣品的吸光度，來根據(jù)圖中公式來計算多酚濃度。3.2實驗條件對多酚提取量的影響溶劑的選擇和提取條件是對植物原料中生物活性化合物進(jìn)行定性和定量分析技術(shù)發(fā)展中的重要分析步驟。溶劑是影響分離的多酚類化合物定性和定量組成的主要因素之一。在選擇提取條件的研究的階段，我們評估了不同濃度（20-100％）的乙醇水溶液對米糠果實樣品中多酚類化合物提取量的影響，如圖3-2所示。圖3-2不同濃度的乙醇水提取溶劑對米糠中多酚提取量的影響由圖3-2可知，采用70%乙醇水最為溶劑提取樣品可獲得最大量的多酚類化合物6.36，因此選擇了70%乙醇水作為后續(xù)的提取溶劑。其次，在70%乙醇溶液下進(jìn)行了超聲提取時間對提取物樣品中多酚含量的考察，如圖3-3所示。、圖3-3不同提取時間對米糠中多酚提取量的影響圖3-3數(shù)據(jù)顯示，超聲提取時間為15min時，樣品中多酚的提取量最高，為6.42mg/g，因此，最終提取時間確定為15min。綜上所示，提取溶劑為70%乙醇水、提取時間為15min時，米糠樣品中多酚的提取量最高，因此選用這個條件作為提取條件，獲得米糠多酚提取物，用于后續(xù)的抗氧化活性測試。3.3抗氧化活性測試分析圖3-4DPPH自由基清除率實驗中Trolox的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖3-5ABTS陽離子自由基清除率實驗中Trolox的標(biāo)準(zhǔn)曲線為了進(jìn)一步評價米糠多酚提取物的抗氧化活性，采用不同的測定方法（DPPH法、ABTS法和FRAP法），以Trolox為對照品，外標(biāo)法定量，抗氧化活性以每克粗提物中含有多少毫克的Trolox當(dāng)量表示。DPPH自由基清除率實驗的Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3-4所示，由圖可知，擬合得到的線性回歸方程為y=5.4673x–1.6894，線性相關(guān)系數(shù)為R2為0.9995。清除ABTS陽離子自由基實驗中的Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3-5所示，由圖可知，擬合得到的線性回歸方程為y=0.8316x+6.0678，線性相關(guān)系數(shù)為R2為0.9995。米糠多酚提取物對DPPH自由基和ABTS陽離子自由基的清除能力如表3-1所示。表3-1米糠多酚提取物的DPPH和ABTS陽離子自由基的清除率活性樣品DPPH（mg/g）ABTS（mg/g）70%乙醇提取物20.54±0.3558.62±3.45由表3-1數(shù)據(jù)可知，70%乙醇提取物可以較好的清除自由基，其中DPPH自由基清除率活性為20.54mg/g，ABTS陽離子自由基清除率活性為58.62mg/g，清除DPPH自由基小于清除ABTS陽離子自由基活性，這是因為DPPH自由基僅可溶于有機(jī)溶劑，不能測定親水性抗氧化活性成分，而ABTS陽離子自由基既可溶于水又可溶于有機(jī)溶劑，可同時測定親水性和親脂性化合物的抗氧化活性成分。圖3-6FRAP實驗中FeSO4的標(biāo)準(zhǔn)曲線米糠多酚的總抗氧化能力采用FRAP法，總抗氧化能力以FeSO4為對照品，線性回歸方程為y=0.0733x+0.0254，線性相關(guān)系數(shù)為R2=0.9992，通過外標(biāo)法定量，提取物的FRAP活性為（54.86±0.63）mg/g。4.結(jié)語本文的主要是使用超聲波提取法來提取米糠多酚物質(zhì)，并通過使用不同濃度的乙醇溶液以及不同的超聲提取時間進(jìn)行實驗。試驗結(jié)果表明在70%濃度的乙醇溶液對米糠多酚的提取效果最好，在這個濃度下超聲提取時間為15min時，米糠多酚提取量最高，因此選擇70%乙醇溶液超聲提取時間為15min的條件來進(jìn)行米糠多酚的提取。本文只使用了乙醇溶液進(jìn)行研究，想要進(jìn)一步實驗可以使用不同的溶液來進(jìn)行實驗。為了進(jìn)一步的測定米糠多酚的抗氧化活性，本文采用DPPH法、ABTS法、FRAP法來進(jìn)行測定，實驗結(jié)果表明70%乙醇提取物能夠很好對自由基離子起到清除作用，其中DPPH自由基清除率活性為20.54mg/g，ABTS陽離子自由基清除率活性為58.62mg/g，結(jié)果表明米糠多酚提取物清除DPPH自由基的能力低于清除ABTS陽離子自由基。米糠多酚的總抗氧化活性使用FRAP法來測定，提取物的FRAP活性為（54.86±0.63）mg/g。

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