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目前,国内外以紫山药花色苷为研究对象的报道比较少,开发以紫山药花色苷为营养因子的功能保健食品具有广泛的市场前景,可以带来良好的社会和经济效益。紫山药花色苷有多种生物活性,作为药物因子和营养因子在药品、食品等领域具有潜在的开发应用价值。本文针对紫山药花色苷分离提取、纯化、降血糖及抗氧化等功能进行研究,结论如下:(1)以紫山药为原料,采用快速溶剂萃取(ASE)法萃取紫山药中的花色苷,利用响应面优化紫山药花色苷提取的最佳工艺条件为:提取温度为111.8℃、提取时间为9.72min、乙醇浓度为67.9%、液固比为7.3:1。最佳工艺下对花色苷得率的预测值为13.53 mg/100g。修正最佳条件后验证花色苷得率平均为13.88 mg/100g,与理论预测值比较误差为2.5%,说明实验结果与模型拟合良好,并达到实验过程中的最高得率,说明此响应面模型具有可行性,有实用价值。(2)选用六种大孔树脂,采用湿法装柱,通过固定相介质筛选和流动相介质的优化确定纯化紫山药花色苷的最佳纯化条件。结论如下:AB-8大孔树脂是吸附和解吸紫山药花色苷比较好的树脂,pH为3.0的60%乙醇溶液作为解吸液,动态吸附解吸条件为:吸附流速为1.5mL/min,上样液浓度为3mg/mL,用60%酸性乙醇作为洗脱液,洗脱流速为1 mL/min;AB-8大孔树脂重复使用性能较好,重复使用6次后,吸附率只降低了 3.05%;经AB-8大孔树脂纯化后的紫山药花色苷为紫黑色粉末,花色苷纯度为42.8%,纯化前后纯度提高了 31.8%。最佳条件下洗脱,以花色苷含量和总抗氧化能力为指标,获得APYⅡ、APYⅢ、APYⅣ三个组分。(3)考察了 pH值、温度、金属离子、光照、氧化剂和还原剂等因素对紫山药花色哲稳定性的影响进行研究。结论:紫山药花色苷在pH值酸性范围内稳定,而在中性偏碱性条件很不稳定会发生降解;加热及光线对花色苷有一定的破坏作用,温度超过60℃或光线直射将导致色素稳定性明显下降;金属离子中Mg2+和Ca2+具有增色及稳定作用;Al3+、Mn2+、Fe2+、Zn2+对色素稳定性影响不大;Fe2+、Fe3+和Cu2+具有消色作用,生产及实际应用中应尽量避免与含铜及铁的金属器皿接触;紫山药色素对氧化剂H2O2、还原剂Na2SO3较敏感,使用过程中应尽量避免。(4)检测紫山药花色苷的总抗氧化能力以及对羟自由基、超氧阴离子、DPPH、ABTS+等自由基的清除活性。结论:从紫山药花色苷三个纯化组分的体外抗氧化效果看,组分APYⅢ的总抗氧化能力、清除O2-、OH.、DPPH·和ABTS+的能力都很强,均超过Vc;组分APYⅡ除了 ABTS+、DPPH·清除能力低于Vc外,其余清除能力均高于Vc;组分APYⅣ只有·OH清除能力与Vc相当,其余均比Vc低。(5)通过考察小鼠血中血糖、胰岛素(Insulin)、尿素氮(BUN)、麦芽糖酶及肌(肝)糖原的活性,研究紫山药色素对四氧嘧啶(ALX)诱导的糖尿病小鼠体内抗氧化的影响。结论:紫山药花色苷纯化组分APYⅡ、APYⅢ、APYⅣ可降低小鼠的饮水量及摄食量、同时提高体质量;对糖尿病小鼠血糖、血清中BUN有一定抑制作用;可提高糖尿病小鼠Insulin、麦芽糖酶水平、肝糖原和肌糖原的水平,其调节能力与剂量呈量效关系。三种组分调节效果的顺序为:组分APYⅢ(总抗氧化活性最高)>组分APYⅡ(总抗氧化活性稍低)>组分APYⅣ(总抗氧化活性最低)。说明紫山药花色苷某些组分能有效地控制糖尿病的症状,有望成为一种较好的降糖药物。(6)选用三种肿瘤细胞(人结肠癌细胞株COLO-320;人乳腺癌细胞株SK-BR-3;人肝癌细胞株QGY-7701)用MTT法筛选,选择抑制效果好的细胞进行细胞培养,将紫山药花色苷作用于肿瘤细胞,检测细胞的凋亡情况。结论:APY抑制肿瘤细胞QGY-7701、SK-BR-3的IC50值大小分别为43.73μg/mL、145.3Oμg/mL。MTT法检测筛选出紫山药花色苷组分对人肝癌QGY-7701抑制效果最佳,20Oμg/mL的紫山药花色苷作用72h后,其肿瘤细胞抑制率可达82.36%。(7)组分APYⅢ通过HPLC-DAD-MS进行结构鉴定,组成如下:芍药素-3-0-葡萄糖苷5-0-葡萄糖苷、矢车菊-3-O-香豆酰葡萄糖苷-5-0-葡萄糖苷、芍药素-3-O-香豆酰葡萄糖苷-5-0-葡萄糖苷、乙酰花色苷。对紫山药花色苷体外抗氧化与降血糖以及肿瘤抑制率的相关性分析,结论:血糖下降与DPPH·、ABTS+-、O2-·以及总抗氧化能力之间具有显著的相关性。对肿瘤的抑制效果顺序为:肝癌>乳腺癌>结肠癌,与O2-·以及总抗氧化能力之间具有显著相关性。