现在,人的工作压力日益增大,人们患心脑血管疾病、糖尿病、肥胖和动脉粥样硬化等慢性疾病的概率越来越高,而体内过量的自由基是引起这些退行性疾病的主要原因。摄入外源抗氧化剂(类胡萝卜素、维生素E)可以增强抗氧化酶的活性和提高细胞抗氧化剂(硫醇谷胱甘肽和硫氧还蛋白)的水平,增强预防氧化损伤的细胞系统,减少慢性疾病的危险。红甜菜根中含有一种杂环酪氨酸衍生的生物活性物质——甜菜红素,其抗癌、抗病毒和抗氧化的生物活性使甜菜红素在保健品和食品添加剂领域受到广泛关注。目前,由于甜菜红素的不稳定性,市场上几乎没有甜菜红素的纯品,这对于它的机理研究是一个极大地阻碍。因此,提取纯化甜菜红素是亟待解决的问题。红甜菜被美国防癌协会列为30种有防癌作用的果蔬之一,但是它的生物活性还有待继续开发。本研究的主要目的是提取纯化甜菜红素并研究它的功能活性。通过本研究得到如下结论:通过优化提取液的种类、液料比、提取时间和提取温度四个工艺条件,得到最佳因素水平为:最佳提取剂是蒸馏水,最佳液料比是15:1,最佳提取时间是50 min,最佳提取温度是40℃。响应面优化后的结果为:液料比为20:1,提取时间为48.3 min,提取温度为38℃,平均得率为0.2099 mg/g。X-5大孔树脂对甜菜红素粗提物进行初步纯化,静态和动态吸附解析实验表明:X-5大孔树脂的纯化极大提高了甜菜红素在纯化液中的比例。Sephadex LH-20葡聚糖凝胶色谱进一步纯化甜菜红素,洗脱曲线出现了两个波峰,分别是甜菜红素和甜菜黄素。最后,测定洗脱液中甜菜红素的含量,结果为61.108 mg/g。甜菜红素的稳定性实验表明:温度对甜菜红素的影响很大,在80℃的条件下,3 h内甜菜红素的含量就会下降到10%以下,而低温(4℃)能够极大地提高甜菜红素的稳定性,20 d内甜菜红素的含量才下降了30%。氧气对甜菜红素的稳定性会有影响,甜菜红素在隔绝氧气的条件下稳定最高,增大溶氧量会促进甜菜红素的降解。光照对甜菜红素稳定性的影响不大,甜菜红素在光照和避光条件下的含量相差很小。体外抗氧化实验研究了甜菜红素清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、羟基自由基和超氧自由基的能力,抑制脂质过氧化的能力和还原力,初步验证了甜菜红素的生物活性,实验结果表明:甜菜红素具有一定的抗氧化活性,甜菜红素抑制脂质过氧化的能力比较强。采用HT-29结肠癌细胞作为实验对象对甜菜红素的生物活性进行研究。发现纯化后的甜菜红素在低浓度(25~2500μg/mL)时不具备细胞毒性;利用细胞抗氧化活性(CAA,cellular antioxidant activity)实验考察甜菜红素的抗氧化活性,发现在50~6750μg/mL的浓度范围内,甜菜红素能够清除细胞内的过氧自由基和氧自由基,具有一定的抗氧化活性;甜菜红素能够提高HT-29细胞过氧化氢酶(CAT,catalase)和超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)的水平;细胞中丙二醛(MDA,malondialdehyde)的水平上升,谷胱甘肽(GSH,glutathione)的水平下降,但是它们的水平和空白对照组没有显著性差异。利用H2O2对HT-29细胞建立氧化损伤模型,进一步考察甜菜红素对损伤细胞的修复活性。在25~100μg/mL的甜菜红素浓度范围内,甜菜红素对HT-29细胞具有较强的氧化防护和一定的氧化修复作用。