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黑胡萝卜是胡萝卜的变种,产于土耳其、阿富汗、埃及、巴基斯坦、印度和远东国家,距今已有3000多年的栽种历史,根部呈紫黑色,花色苷含量丰富,具有抑制癌细胞生长、抗氧化等活性。为了扩大黑胡萝卜色素在食品药品领域中的应用,本研究在对黑胡萝卜花色苷进行结构鉴定的基础上,对粗提物和单体与牛血清蛋白的相互作用进行研究,并对其稳定性和抗氧化能力进行评价,主要结果如下:1.黑胡萝卜色素粉末的花色苷含量为5.42%,主要花色苷种类为矢车菊素3-木糖(葡萄糖)半乳糖、矢车菊素3-木糖-半乳糖、矢车菊素3-木糖(芥子酸葡萄糖)半乳糖、矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖、矢车菊素3-木糖(对香豆酸葡萄糖)半乳糖、天竺葵素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖,矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖占50%以上。通过半制备液相色谱收集的矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖纯度为98.92%。2.黑胡萝卜色素的水解平衡常数约为4.8,p H 5.0条件下最不稳定。在70-90℃加热,黑胡萝卜色素降解速度较快。另外,黑胡萝卜色素对氧化剂双氧水和还原剂抗坏血酸比较敏感。Na+、K+对黑胡萝卜色素的贮藏稳定性无影响,高浓度Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+能提高黑胡萝卜色素的贮藏稳定性,Cu2+和Fe3+能降低黑胡萝卜色素的贮藏稳定性。3.采用多光谱结合微量热泳动法对黑胡萝卜色素粗提物和矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖与牛血清蛋白的相互作用进行研究。结果表明,黑胡萝卜色素和矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖均能通过非辐射能量转移猝灭牛血清蛋白荧光,猝灭机制均为静态猝灭,形成1:1的复合物,主要作用力为氢键和范德华力,并且黑胡萝卜色素粗提物的作用效果强于矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖,结合距离为分别为4.010nm和3.813nm。在此过程中,牛血清蛋白的色氨酸和酪氨酸微环境均未发生变化,牛血清蛋白的二级结构发生变化,以α-螺旋含量变化为主,黑胡萝卜色素与牛血清蛋白的摩尔比为2.5:1时,α-螺旋含量由52.21%降到46.84%,当矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖与牛血清蛋白的摩尔比为2.5:1时,牛血清蛋白的α-螺旋含量由52.21%降到51.35%。微量热泳动结果显示,矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖与牛血清蛋白的结合常数为5208L/mol,与荧光光谱结果对应。不同浓度金属离子(Na+、K+、Ca2+、Cu2+、Fe3+)猝灭牛血清蛋白荧光强度的能力较低,对黑胡萝卜色素粗提物和矢车菊素3-木糖(阿魏酸葡萄糖)半乳糖猝灭牛血清蛋白荧光方式、结合位点数和相互作用引起牛血清蛋白构象变化无影响。4.采用DPPH法、总还原力法、ABTS法和FRAP法对黑胡萝卜色素的抗氧化能力进行评价,结果表明,黑胡萝卜色素具有一定的清除DPPH和ABTS自由基的能力以及总还原能力和铁还原能力,其清除DPPH自由基和ABTS自由基的IC50值分别为26.51mg/L和167.49mg/L。并且随着浓度的提高,抗氧化能力增强,但总抗氧化能力不如抗坏血酸。