【摘 要】
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油茶皂素是油茶加工的重要副产物,榨油后的油茶粕中油茶皂素含量达10-15%。目前对于油茶皂素的提取还是以传统水提法或者有机溶剂法为主,水提法周期长、能耗大,产品纯度低、后续纯化困难;有机溶剂法所选用的溶剂存在易挥发、易燃、易爆且有毒有害等不利因素。因此探讨一种绿色且安全高效的油茶皂素提取工艺尤为重要。天然低共熔溶剂是一种绿色、天然的新型离子溶剂,完全由生物体内小分子代谢物组分形成。不仅拥有传统离子
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油茶皂素是油茶加工的重要副产物,榨油后的油茶粕中油茶皂素含量达10-15%。目前对于油茶皂素的提取还是以传统水提法或者有机溶剂法为主,水提法周期长、能耗大,产品纯度低、后续纯化困难;有机溶剂法所选用的溶剂存在易挥发、易燃、易爆且有毒有害等不利因素。因此探讨一种绿色且安全高效的油茶皂素提取工艺尤为重要。天然低共熔溶剂是一种绿色、天然的新型离子溶剂,完全由生物体内小分子代谢物组分形成。不仅拥有传统离子溶剂的大部分优点,还克服了传统溶剂毒性高、生物降解性差等缺点,逐渐取代了传统有机试剂,成为提取和分离活性成分新的选择和研究热点。但是目前天然低共熔溶剂在生物活性成分中的研究主要集中在多糖类和黄酮类;针对油茶皂素的研究也大多停留在提取工艺这一步,而对其提取后油茶皂素活性的影响还研究甚少。本文以脱脂油茶粕为原料,针对目前油茶皂素传统提取工艺存在的有关问题,筛选适合油茶皂素提取的天然低共熔溶剂基础上,建立了高效绿色的油茶皂素提取工艺,并研究不同提取工艺(天然低共熔溶剂、80%甲醇、80%乙醇和去离子水)对油茶皂素提取物的表面活性、抗氧化活性影响,主要研究结果如下:1.筛选出适合油茶皂素提取天然低共熔溶剂体系并优化油茶天然低共熔溶剂提取工艺。分别以氯化胆碱、甜菜碱、脯氨酸为氢键受体,以甲基脲、尿素、二甲基脲、乳酸、乙二醇、丙三醇、葡萄糖、乙酰胺、山梨醇、柠檬酸等共17种为氢键供体,按照摩尔比配制,共获得43种低共熔溶剂。以油茶皂素得率为筛选条件,筛选出脯氨酸和甘油以2:5的摩尔比例混合制成的天然低共熔溶剂为油茶皂素最佳提取溶剂。以脱脂油茶粕为原料,用筛选得到天然低共熔溶剂进行提取,对提取时间、料液比、提取温度以及天然低共熔溶剂与去离子水的比值进行了单因素实验。运用Box-Behnken design设计方法及曲面响应法对其结果进行分析并建立回归方程模型对NaDES提取油茶皂素工艺进行优化,结果显示,油茶皂素提取的最佳工艺条件为:提取时间134 min,NaDES溶剂与去离子水比值1:1,料液比41:1,提取温度60℃,此时油茶皂素得率为(79.65±3.77)mg/g。2.阐明了不同提取工艺对油茶皂素表面活性的影响。针对传统水提法、有机溶剂法以及天然低共熔溶剂法提取工艺对油茶皂素理化性质的影响,通过对表面活性、定性反应以及光谱实验,得出主要结论:在表面张力、接触角、起泡性以及乳化性这几个表面活性指标中,天然低共熔溶剂法提取的油茶皂素均优于传统水提法以及有机溶剂法。3.明确不同提取工艺对油茶皂素抗氧化活性影响。对油茶皂素不同提取工艺提取物中活性物质(油茶皂素、总黄酮、总酚、可溶性蛋白、可溶性多糖)的含量以及抗氧化活性进行了比较,主要结论如下:天然低共熔溶剂法所得物中的皂素、总酚以及可溶性多糖的含量均高于传统水提法和有机溶剂法,其中皂素的含量高达702.22mg/g。选取DPPH自由基、ABTS+自由基、羟基自由基以及总还原能力四个指标对不同提取工艺油茶皂素水溶液的进行分析,整体上,不同工艺提取油茶皂素除DPPH自由基和ABTS+自由基的能力得到显著增强,清除羟基自由基的能力几乎没有变化。纯化后的油茶皂素抗氧化能力四个指标都远远弱于未纯化油茶皂素。4.四种不同工艺中NaDES溶剂法综合得分最高。通过应用HCA及PCA等多元统计对不同工艺抗氧化能力影响进行相关性以及主成分分析,发现NaDES溶剂法明显优于其他三种,综合评分排名为NaDES溶剂法>80%甲醇法>80%乙醇法>传统水提法。
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