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香蕉(Banana)为芭蕉科(Musaceae)芭蕉属(Musa)的单子叶植物,是世界四大名果之一。我国是世界第三大香蕉生产国,2003年全国香蕉种植面积255.5khm2。香蕉生产的同时也产生了75%左右的香蕉茎、叶副产物,2003年就有香蕉茎、叶达2325.05万t。当采果后,剩余的香蕉茎、叶等便废弃不用,不仅影响蕉园环境招来虫害,而且堵塞交通,造成资源重大浪费。目前,我国香蕉茎、叶的利用主要停留在饲料化和纤维粗加工的利用研究上,有关香蕉茎、叶中有效成分的研究和应用尚未见详细报道。本文以香蕉茎、叶为原料,通过活性预试验分析并确定其中具有活性的有效成分,提取并检测有效成分的洗涤性和抗氧化特性。最后进行有效成分提取工艺优化设计及其洗涤、抗氧化机理的初步研究。 应用化学试剂显色法,对香蕉茎、叶的成分进行活性预试验,筛选出蛋白质、半纤维素、果胶、活性多糖、脂肪、单宁、叶绿素、叶黄酮为有效成分。根据溶剂极性与有效成分溶解度的关系,选用石油醚、乙醇和水依次对香蕉茎、叶进行浸提,并通过两相溶剂萃取法、沉淀法、透析法、结晶法、液相色谱分离、柱层析法等分离手段对各有效成分进行分离和纯化。由于脂肪和叶绿素难以分离,本试验采用CO2超临界萃取可以有效分离脂肪和叶绿素,并提高脂肪得率。 洗涤活性检测从起泡力及泡沫稳定性、表面张力、去污力三个方面来考察香蕉茎、叶有效成分的表面活性及其洗涤力。泡沫性能采用GB/T 7462-1994的Ross-Miles法进行;表面张力采用环法测定;去污力检测选用乳化法,以雕牌洗洁精、12-烷基硫酸钠、吐温-80为参照样。试验结果表明:香蕉叶石油醚抽出物、叶多糖和叶绿素铜钠盐具有良好的起泡性和稳泡性;其临界胶束浓度CMC值和其该浓度下的表面张力分别为:1.0g/l (34.295 mN/m),1.0g/l (42.398 mN/m),3.0g/l (40.123 mN/m),已经接近或超过参照物的表面活性;香蕉叶石油醚抽出物的乳化能力最强,乳化性能已接近乳化剂吐温-80。其次为叶多糖和叶绿素铜钠盐。乳化性能越好,其去除油污能力越强。因此,从泡沫性能、表面张力、去污力三个方面,本研究认为香蕉叶石油醚抽出物、叶多糖和叶绿素铜钠盐可以开发作为餐具洗涤剂或洗涤助剂。 抗氧化特性检测采用DPPH-HPLC法考察香蕉茎、叶脂溶性和水溶性提取物以及各种有效成分的清除DPPH自由基能力,以IC50值作为评价试样清除指标,以芦丁、抗坏血酸等抗氧化剂为参照样。试验结果表明:香蕉叶中的叶黄酮、叶多糖和香蕉假茎的单宁具有较强的清除DPPH自由基能力,其IC50为0.942、0.832、0.895均高于芦丁(IC50为0.751)。香蕉茎、叶具有开发天然抗氧化剂的价值。 香蕉叶多糖提取工艺L9(34)正交试验得出的最佳工艺条件为:料液比1:25,温度80℃,时间6h。香蕉叶中多糖的提取率为1.64%。采用超临界CO2萃取香蕉叶脂肪,L9(34)正交试验得出的最佳工艺条件为:萃取压力35MPa,萃取温度40℃,CO2流量30kg/h,萃取时间1.5h,香蕉叶脂肪萃取率达到3.35%。香蕉叶制备叶绿素铜钠盐工艺设计通过L9(34)正交试验得最佳工艺:75%乙醇,料液比1:8,60℃水浴回流萃取8h,3倍体积5%NaOH皂化30min,加2倍体积20%的CuSO4溶液铜化20min,再加8倍体积20%NaOH成盐。本工艺产品质量好,得率高达0.70%。香蕉叶提取黄酮工艺设计通过L9(34)止交试验得最佳工艺为:溶剂为8倍量55%乙醇、100℃水浴、每次1h回流提取2次,香蕉叶黄酮提取率达到3.981%。香蕉假茎单宁提取采用L9(34)正交试验得出最佳工艺条件为:温度60℃,时间10h,丙酮浓度100%,料液比1:10,香蕉假茎单宁的提取率分别为5.13%。 综上所述,本研究——香蕉茎、叶有效成分的提取和洗涤活性、抗氧化特性研究具有较好的生态和社会效益,若能实际应用将产生显著的经济效益,同时又填补国内外空白,为今后香蕉茎、叶的合理利用提供理论依据和应用实例。