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花色苷是植物中的主要着色物质,具有品种多、分布广的特点,并具有多种生理活性,被公认为资源最为丰富的替代苯胺类煤焦合成色素的天然色素。但其结构不稳定,在加工过程中易受外界环境的影响而失去原有的颜色。在生理活性方面,由于花色苷的亲脂性低,不易透过磷脂双分子层的细胞膜到达靶向作用点,使得生理价值大大降低。通过分子修饰可以优化花色苷的结构,提高其稳定性和脂溶性,对于拓展其在食品、营养和保健品行业中的应用具有重要的意义。本研究用脂肪酶催化脂肪酸对矢车菊素-3-葡萄糖苷(C3G,Cyanidin-3-O-glucoside)进行酰基化修饰,并对酰基化修饰前后的矢车菊素-3-葡萄糖苷的呈色效果、亲脂性、稳定性、抗氧化性以及抗肿瘤能力进行对比。本论文的主要结论如下:(1)分别用脂肪酸、脂肪酸甲酯、乙酸乙烯酯对C3G进行酯化反应或者酯交换反应,通过不同的脂肪酶、在不同反应介质(乙腈、吡啶、叔丁醇、叔戊醇)中进行反应,研究酰基化反应的最佳路径。结果表明:C3G的直接酯化反应转化率从35.9%到50.3%,高于与脂肪酸甲酯的酯交换反应(3.4%-12.7%),但其保存率仅有6%左右,低于酯交换的保存率(85%以上)。此外,乙酸乙烯酯与C3G的反应未检测到酰基化产物,最终获得酰基化反应的最佳路径为以Lipozyme 435为生物催化剂,以脂肪酸甲酯为酰基供体,在叔戊醇中对C3G进行酰基化修饰。(2)通过半制备液相色谱对C3G酰基化衍生物进行分离纯化,液相质谱及NMR技术对酰基化产物进行结构鉴定,基本确定了C3G与正辛酸甲酯、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯的酯交换反应生成的产物分别为:矢车菊素-3-(6″-正辛酰)葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6″-月桂酰)葡萄糖苷以及矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)葡萄糖苷。(3)在叔戊醇中添加20%的疏水性溶剂(吡啶、石油醚、正己烷、异辛烷),研究C3G与肉豆蔻酸甲酯在混合溶剂中的酰基化反应。在此基础上,通过单因素及正交实验对C3G酰基化反应的温度、底物摩尔比、酶的添加量、反应时间等条件进行优化。结果表明:在混合溶剂体系中C3G的酯交换反应的转化率均显著提高。改变疏水性溶剂的占比,20%吡啶-叔戊醇溶剂作为最佳体积配比的混合溶剂使酰基化转化率由原来的10.21±0.18%提高到15.72±0.32%。在温度60℃、反应时间22 h、底物摩尔比1:250的优化条件下,以肉豆蔻酸甲酯为酰基供体得到了33.39%的转化率,以正辛酸甲酯、月桂酸甲酯为酰基供体的反应转化率分别达到17.03%与28.32%,均比未优化前得到大幅度提高。(4)比较C3G及酰基化衍生物矢车菊素-3-(6″-正辛酰)葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6″-月桂酰)葡萄糖苷和矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)葡萄糖苷的呈色效果、亲脂性、稳定性及抗氧化性。用紫外-可见分光光度仪比较其呈色效果,酰基化后的C3G最大吸收波长均发生了红移,中链脂肪酸对C3G的酰基化使得C3G的最大吸光值增强。比较其辛醇-水分配系数(log P),脂肪酸的酰基化反应使C3G的log P值从-1.36显著增加到0.8-1.1之间。用中链脂肪酸对C3G进行酰基化,得到的酰基化产物均比C3G表现出更强的热稳定性、紫外光稳定性,但是在白炽光下,只有矢车菊素-3-(6″-正辛酰)葡萄糖苷的稳定性高C3G。基于PSC、ORAC方法,三种C3G酰化衍生物与C3G相比其体外抗氧化活性虽有一定程度的下降,但仍拥有良好的体外抗氧化性能。用CAA方法检测其细胞内抗氧化活性,矢车菊素-3-(6″-正辛酰)葡萄糖苷、矢车菊素-3-(6″-月桂酰)葡萄糖苷的细胞内抗氧化活性分别比C3G高1.14、1.96倍。(5)比较C3G酰基化前后的抗肿瘤活性,结果表明C3G酰基化衍生物对Hep G2细胞和A549细胞的毒性及抗增殖作用都比C3G强,并且与其亲脂性成正比。用流式细胞仪检测矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷对Hep G2细胞细胞周期和细胞凋亡的影响,结果表明矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷能阻滞Hep G2的细胞周期于G1期。低浓度的矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷(≦80 mg/m L)主要促进Hep G2细胞的早期凋亡,而高浓度的矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷(≧80 mg/m L)主要促进Hep G2细胞的晚期凋亡。用RT-q PCR技术检测矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷对Hep G2细胞抗增殖相关基因表达量的影响。结果表明矢车菊素-3-(6″-肉豆蔻酰)-葡萄糖苷可能通过三种途径抑制Hep G2细胞的增殖。一是通过下调pi3k和m-TOR的表达,调控pi3k/Akt/m TOR信号转导途径,从而抑制Hep G2细胞的增殖;二是上调Bax、下调Bcl-2表达水平诱导Hep G2细胞凋亡;三是通过下调CDK4在Hep G2细胞中的表达,将Hep G2细胞的细胞周期阻断在G1期,抑制其进一步生长增殖。