小麦麸皮的综合利用

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小麦麸皮是面粉厂主要的加工副产物,我国小麦麸皮的年产量达2000万吨以上。它富含多种生理活性物质,如多糖、低聚糖、植酸和酚类化合物等,而其中主要的活性物质有两大类,即酚类化合物和多糖。研究表明,小麦麸皮提取物具有抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、抗菌消炎、降血糖等多种药理活性。目前,小麦麸皮除少许用于制味精,面包及提取麸皮蛋白外,主要用作饲料,经济价值较低。小麦麸皮经淀粉酶和蛋白酶处理后,所得的酶解物含有糊精、多糖、多肽和低聚糖,但有关酶解物的成分和生物活性研究至今未见报道,并且关于小麦麸皮碱提物的生物活性报道也较少。因此,本论文以小麦麸皮为原料,采用淀粉酶和蛋白酶酶解,收集上清液冷冻干燥获得小麦麸皮酶解物,研究酶解物的生物活性;酶解后的麦麸再用低浓度碱液提取制备小麦麸皮碱提物,研究碱提物的生物活性,为小麦麸皮功能性食品的开发提供依据,为小麦麸皮的综合利用提供基础。 主要研究内容和结果如下: 1.以小麦麸皮中残留的淀粉和蛋白质为考察指标,测得耐高温α-淀粉酶酶解粉碎前后50g小麦麸皮的最佳用量分别为0.8g和0.45g,中性蛋白酶的最佳用量则分别为1.5 g和0.5g。50g小麦麸皮经淀粉酶和蛋白酶酶解,将酶解液冷冻干燥,获得小麦麸皮酶解物的得率为8.74%。酶解物中淀粉、蛋白质、还原糖和总糖含量分别为0.234%、0.950%、30.08%和68.33%。 2.研究了以酶解后的小麦麸皮为原料提取小麦麸皮碱提液的最佳工艺条件。以小麦麸皮碱提液中阿魏酸量为考察指标,采用三因素三水平正交实验设计优选了提取工艺。各因素对阿魏酸量影响的主次顺序为碱解温度>碱液浓度>碱解时间。小麦麸皮碱提液提取的最佳工艺条件为NaOH浓度1%,碱解温度85℃,碱解时间4 h。在此条件下,50g麦麸可制得的阿魏酸量可达406.2mg。在碱提液中直接加入HCl调pH至2.5,然后经过冷冻,结晶,解冻,离心,冷冻干燥等处理获得碱提物I(AHWB I);将碱提液真空浓缩,再用HCl分别调:pH至7和2.5,直接冷冻干燥即得碱提物Ⅱ(AHWB Ⅱ)和碱提物Ⅲ(AHWBⅢ)。三种碱提物的得率分别为6.34%、20.46%、21.02%,三种碱提物中阿魏酸含量分别为8.61%、2.96%、4.02%,多糖含量分别为26.68%、36.24%、36.01%。 3.采用紫外分光光度法、水杨酸法和邻苯三酚自氧化法研究了小麦麸皮酶解物和三种碱提物的清除自由基活性。结果表明,EHWB和三种AHWB对DPPH自由基,羟自由基,超氧自由基都具有良好的清除作用。对于DPPH·,EHWB的IC50值为3.25mg/mL,当浓度为6 mg/mL时,清除率为74.77%;三种碱提物的IC50值分别为0.19mg/mL、0.54mg/mL和0.39mg/mL,当浓度为1 mg/mL时,其清除率分别为98.32%、68.32%和75.06%,AHWB I的清除效果最好,AHWBⅢ次之,AHWB Ⅱ最差。对于·OH,EHWB的IC50为5.81mg/ml,当浓度为12mg/ml,其清除率为84.95%;三种碱提物的IC50值分别为1.13mg/mL、1.88mg/mL和1.03mg/mL,当浓度为9 mg/mL时,其清除率分别为86.76%、94.03%和67.34%。对于O2-,EHWB的IC50值为12.08 mg/mL,当浓度为30mg/mL时,清除率为73.66%,;AHWB Ⅱ的IC50值为5.98 mg/mL,当浓度为10 mg/mL时,清除率76.36%。三种小麦麸皮碱提物对三种自由基的清除效果均很好,尤其是对于·OH,其效果几乎与Vc的相近。 4.采用Schaal烘箱强化氧化法,研究了小麦麸皮AHWB Ⅰ的油脂抗氧化活性。结果表明,AHWB Ⅰ对大豆油具有一定的抗氧化活性,其效果弱于2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT),但在12天以前,其抗氧化效果强于相同浓度的阿魏酸,12天以后,其抗氧化效果弱于阿魏酸,且量效关系不明显。第14天时,相对于空白样品,添加0.02%的AHWB I对大豆油过氧化的抑制率为29.09%。 5.研究了小麦麸皮酶解物和三种碱提物的脂质抗氧化活性。结果表明,EHWB对红细胞的氧化溶血有一定的抑制效果,其IC50值为37.86 mg/mL,当浓度为50mg/mL时,其抑制率为64.39%;三种碱提物的IC50值分别为0.623 mg/mL、27.13 mg/mL和0.831 mg/mL,其中AHWB Ⅰ和AHWBⅢ对小鼠红细胞氧化溶血具有强烈抑制作用,当浓度为10mg/mL 1.0mg/mL时,其抑制率分别为67.23%和53.51%,当AHWB Ⅱ的浓度为时,抑制率仅为28.29%。EHWB能在一定程度上抑制小鼠肝匀浆中MDA的生成,其IC50值为74.66 mg/mL,当EHWB浓度为120 mg/mL时,抑制率为74.88%;三种碱提物能明显抑制肝匀浆中MDA的生成,其IC50值分别为26.84 mg/mL、40.33 mg/mL和2.91 mg/mL,当浓度为10mg/mL时,三种碱提物的抑制率分别为29.56%、24.12%和78.44%,AHWBⅢ的抑制效果最好。 6.采用HSS导致小鼠“阳虚”,建立小鼠衰老模型,研究了AHWBⅡ的体内抗氧化活性。结果表明,AHWB Ⅱ能够有效地提高小鼠的抗氧化能力。与衰老组小鼠相比,AHWB Ⅱ大小剂量组均能在一定程度上提高小鼠血清SOD活性和肝组织SOD活性,但只有AHWBⅡ大剂量组能明显提高血清SOD活性(p<0.05);AHWB Ⅱ大小剂量组均能明显的抑制血清MDA的生成(p<0.05),尤其对于肝组织MDA,AHWB Ⅱ大小剂量组均能起到显著的作用(19<0.01)。 7.采用MTT比色法研究了酶解物和碱提物Ⅱ的体外抗肿瘤细胞作用。结果表明,EHWB和AHWB Ⅱ对HepG-2、A549和Eca-109的生长都具有一定的抑制作用,但抑制效果不明显,其中AHWB Ⅱ对于HepG-2的抑制作用最强,抑制率也仅达36.69%。
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