油茶叶多酚提取纯化及稳定性、抗氧化活性的研究

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油茶是我国特有的油料作物,近年来,随着油茶栽种面积的扩大,其在生长过程中修剪整形、打叶时,产生的副产物油茶叶的量也随之增加。多酚是一种抗氧化性很强的物质,在植物叶片中含量较高,但油茶叶一直被当作废弃物,这就造成了极大的多酚原料浪费,若能合理有效利用这部分废弃资源,对于提高油茶叶的附加值具有重要意义。因此,本研究以油茶叶为原料,优选了油茶叶的干燥预处理方式,对油茶叶多酚的提取、纯化工艺进行研究与优化,并探究其稳定性及抗氧化性。主要研究内容与结果如下:(1)油茶叶的干燥预处理相较于真空、真空冷冻干燥,采用热泵、热风干燥油茶叶更高效、省时,之后将进一步探讨干燥温度的影响,并对干燥过程建立相应的数学模型。结果表明,升温有利于缩短干燥时间,每当温度升高10℃,干燥时间减少约1倍,此外,干燥速率也随着温度的升高而增大;油茶叶的总酚含量随着温度的升高而降低;70℃时,热泵、热风所需干燥时间相同,均为3 h,但采用后者干燥的油茶叶的总酚含量更高,因此最后优选热风70℃干燥油茶叶;Page模型能够较好的预测试验条件范围内油茶叶热风干燥过程中水分变化的规律。(2)油茶叶多酚的提取工艺研究在单因素试验的基础上,采用响应面法优化油茶叶多酚的提取工艺,对比响应面、人工神经网络模型的预测能力,同时探究提取过程的动力学与热力学。结果表明,最优提取条件为:时间35 min,温度69℃,乙醇体积分数32%,料液比1∶69,该条件下的多酚提取量为67.31 mg/g;相较于响应面,人工神经网络模型具有更大的R2,更小的RMSE、RE,对油茶叶多酚提取结果的预测性能更好;升温有助于提高反应速率及溶液的多酚平衡质量浓度,而且能够缩短达到提取平衡的时间;提取过程的活化能Ea=9948.5 J/mol;ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,说明油茶叶多酚提取为自发、吸热反应,且提取过程中溶液的混乱程度增加。(3)大孔树脂纯化油茶叶多酚筛选适合纯化油茶叶多酚的大孔树脂,进行单因素试验探究动态上样、洗脱的最佳条件,并对吸附过程的动力学、热力学进行研究。结果表明,HPD-600对油茶叶多酚具有较好的吸附、解吸效果,选其进行后续油茶叶多酚的纯化;在上样流速2m L/min、上样浓度2 mg/m L、60%的乙醇溶液为洗脱液、洗脱流速3 m L/min、洗脱体积60 m L的条件下,吸附与洗脱的效率较高;纯化后,样品的多酚纯度从18.49%上升到40.05%;颗粒扩散为吸附过程的速率控制步骤;吸附速率随着粗提液浓度的增加、温度的升高而增大;吸附过程的活化能Ea=9877 J/mol;该树脂吸附性能符合Freundlich模型,热力学参数ΔG<0、ΔH<0、ΔS<0。(4)油茶叶多酚的稳定性探究了温度、光照、避光、pH、氧化剂(H2O2)、还原剂(Na2SO3)等因素对油茶叶多酚稳定性的影响。结果表明,在4~100℃的温度范围内,油茶叶多酚溶液的质量浓度未发现较大变化,稳定性较好;在避光的条件下,油茶叶多酚的保存效果较好;当溶液p H≤10时,油茶叶多酚的质量浓度基本保持不变,当p H=12时,多酚质量浓度急剧下降,稳定性变差;H2O2与Na2SO3对油茶叶多酚的稳定性均具有较大影响,且Na2SO3的破坏性较大。(5)油茶叶多酚抗氧化活性的研究探究了油茶叶多酚、VC、BHT、茶多酚等抗氧化剂的抗氧化能力。结果表明,油茶叶多酚具有较好的自由基清除能力,该能力随着多酚质量浓度的增大而增强,相同质量浓度下的活性强于VC,但弱于茶多酚;对于DPPH·与O2-·,纯化后多酚的清除能力强于粗提物,而对于ABTS+·,两者的清除能力相当。油茶叶多酚可有效延缓油茶籽油、花生油的氧化,且纯化后多酚的活性更优;在相同添加量的情况下,油茶叶多酚的抗氧化能力弱于BHT与茶多酚;油茶叶多酚对花生油的抗氧化效果弱于油茶籽油。
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