（制糖工程专业论文）甘蔗梢中酚类物质的提取与应用研究.pdf

甘蔗梢中酚类物质的提取与应用研究 摘要 本文对甘蔗梢中酚类物质进行了定性和定量分析及其抗氧化和保鲜应用 的研究。其内容包括甘蔗梢总酚测定方法，多酚的提取、分离纯化、鉴定。 建立了以单宁酸为标准品，福林法测定甘蔗梢中总酚的适宜方法，研究结 果表明，最适反应条件为：福林试剂与饱和n a 2 c 0 32 ：3 ( v ) ，体积为3 m l ， 室温2 5 1 2 ，反应时f a t 为1 h 。在浓度1 1 0 m g l 以范围内与其吸光值呈良好线性 关系，本测定方法回收率为9 0 以上，变异系数为2 3 4 ，有良好的精确度和 准确度。 系统地研究了甘蔗梢多酚的提取过程。首先研究了不同因素对甘蔗梢多酚 浸出情况的影响，正交实验选择合适的浸提条件为：用6 0 乙醇一水溶液在 6 09 c 。浸提2 h ，料液比为l ：4 ，甘蔗梢多酚的最终浸出量可达1 8 5 m g 1 0 0 9 甘蔗 梢。 运用聚酰胺柱层析法纯化甘蔗梢多酚，选择8 0 1 0 0 目聚酰胺，p h 值为4 ， 以2 4m l m i l l 1 上样，平衡吸附2 h ，6 0 乙醇洗脱，得甘蔗梢多酚纯化物。通 过h p l c - u v 检测，可知组分表儿茶素含量丰富。 采用经典恒温法对纯化物进行稳定性分析，甘蔗梢多酚水溶液在室温 ( 2 5 ) 下有效成分降解1 0 、5 0 所需时间为4 2 h 、2 8 1 h 左右，而在夏季( 3 8 ) 时间更短，分别只有1 l h 、7 8 h 左右。 通过实验可知，甘蔗梢多酚作为天然食品抗氧化剂可以抑制花生油的氧化 变质，有利于延长冷鲜肉的货架期，并对胡萝i 、汁的护色有一定作用；花生油 内多酚添加量为0 4 9 k g 。1 时，效果最佳。维生素c 对甘蔗梢多酚的抗氧化作 用有增效作用。 将其应用到冷鲜肉的保鲜，实验通过测定冷却鲜肉( 于4 4 - 0 5 c 条件下保 存) 在贮藏期间感官品质和理化指标( p o v ，p h 值) ，来评价保鲜效果的好 坏。结果表明：与不加甘蔗梢多酚的冷鲜肉比较，添加甘蔗梢多酚或者混和保 鲜液的冷鲜肉，过氧化值( p o v ) 值都有明显降低，甘蔗梢多酚+ v c + 、r e 组合 最低，货架寿命延长。 甘蔗梢多酚对弘胡萝l 、素有较好的保护作用，多酚浓度在小于5 m g m l 以 时随浓度的增大其保护作用增强，但当多酚浓度大子5 m g m l 1 时，其保护作 用减弱，且添加过多甘蔗梢多酚会使胡萝l 、汁的颜色变差，呈淡褐色。综合考 虑选择3 m g m l 1 作为甘蔗梢多酚的最佳护色浓度。 关键词：甘蔗梢多酚测定提取抗氧化作用 a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，s u g a r c a n et i pw a su s e dt oi n v e s t i g a t et h ec o m p o s i t i o n , q u a n t i t y a n dt h eo x i d a t i o nr e s i s t a n c eo f p o l y p h e n o l ，i n c l u d i n gt h ed e t e r m i n a t i o n , e x t r a c t i o n , s e p a r a t i o n , p u r i f i c a t i o n , i d e n t i f i c a t i o n , a n da n t i o x i d a n ta c t i o n t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so ft h ed e t e r m i n a t i o no ft h et o t a lp o l y p h e n o li ns u g - a r c a n et i pw e r ei n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h er e a c t i o nc o n d i t i o n sw e r e v o l u m ef r a c t i o n2 ：3 ( i nv o l u m er a t i o ) ，v o l u m e3m l ，r o o mt e m p e r a t u r e2 5 ，o p e - r a t i o nt i m el h , t h e r ew a sl i n e a ro v a t h er a n g eo f1 1 0 m g l ，t h er a t eo f r e c o v e r y o ft h et o t a lp o l y p h e n o lw a sa b o v e9 0 ，t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e mw a g2 3 4 i tw a s ak i n do fc o r r e c ta n da c c u r a t em e t h o dt od e t e r m i n a t et h et o t a lp o l y p h e n o lc o n t e n ti n s u g a r c a n et i p s y s t e m i cs t u d yo nt h ee x t r a c t i o no ft e ap o l y p h e n o l sw a sc a r r i e do u t f i r s t l y , t h ei n f l u e n c ec a u s e db ys o m ef a c t o r so nt h es u g a r c a n et i pp o l y p h e n o l ( s t p ) ， l e a c h i n gr a t ew a ss t u d i e d t h eo r t h - o g o n a le x p e r i m e n ts h o w e dt h a tt h eo p t i m u m c o n d i t i o no fl e a c h i n gs t pw a s ：6 0 e t h a n o la ss o l v e n t ，u n d e r6 0 1 2 ，t h er a t i oo f s u g a r c a n et i pa n ds o l v e n ti s1 ：4 ，l e a c h i n g2 1 1 - u n d e rt h ec o n d i t i o n s ，t h em a x i m u m l e a c h i n gr a t eo fs t pr e a c h e dt h e1 8 5 r a go f1 0 0 9s u g a r c a n et i p p o l y a m i d ew a su s e dt op 面分s t p t h et h eo p t i m u mc o n d i t i o nw a g 8 0 1 0 0 o r d e r sp o l y a m i d e ，p h 4 ，s a m p l ec u r r e n tr a t e2 - - 4m l m i l l 1 ，e q u i l i b r a t i o nt i m e2 l l ， 6 0 e t h n o ls o l u t i o nd e s o r p t i o n d e t e c t e dp u r i f i e ds t pb yh p l c u v ，e p i c a t e c h i n i r w a st h el a r g eq u a n t i t yc o m p o n e n t a n a l y s e dt h es t a b i l i t yo fp u r i f i e ds t pw i t hc l a s s i c a lc o n s t a n tt e m p e r a t u r e m e t h o d ，f o u n dt h a tt h ed e g r a d a t i o np e r i o do f1 0 a n d5 0 c o m p o n e n tw a s4 2 h , 2 8 1 hu n d e rr o o m t e m p r e t u r ea n dl l h7 8 hi ns u m m e r i nt h et h e s i s s t pw a su s e da sn a t u r a lf o o da n t i o x i d a n tt op r e s e r v ep e a n u to i l , p r o l o n gc h i l l e dp o r k ss h e l fl i f ea n dp r o t e c tt h ec o l o ro fc a r r o tj u i c e ；t h eo p t i m u m c o n c e n t r a t i o nt op e a n u to i lw a s0 4 9 。k g - ，v cc a nm a k et h ep r o c e s sm o r ee f f e c t i v e f o rc h i l l e dp o r k , t h ee f f e c tw a sa p p r a i s e db yd e t e r m i n i n gt h es e n s o r yq u a l i t y , a n dp h y s i o c h e m i c a lv a l u eu n d e r 钍o 5 t h er e s u l t ss h o w e dt h a ts 1 v c + _ v e c o u l dl o w e rt h ev a l u eo fp e r o x i d ev a l u e ( p o v ) a n dp r o l o n g e dt h es h e l f - l i f eo f p o r kw h e nc o m p a r e dw i t hn oa d d i t i o ns a m p l e 1 1 b ep r o t e c t i v ee f f e c to fs t pt ob e t a c a r o t e n ew a ss t r o n g w h e nt h ep o l y p h e n o l w e r eu n d e r 5 m g m l ，t h ep r o t e c t i v ee f f e c tw o u l dg r o wa st h ec o n c e n t r a t i o ng r o w s ； o nt h ec o n t r a r y , t h ee f f e c tw o u l dr e d u c ea st h ec o n c e n t r a t i o ng r o w si ft h e c o n c e n 竹a t i o no fs t pw a sh i g h e rt h a n5 m g m l ，a n di fo v e r - a d d e d ，t h es t pw o u l d r e s u l ti nt h ed e t e r i o r a t i o no ft h ec a r r o tj u i c ec o l o ri n t oh a z e l c o n s i d e r i n g s y n t h e t i c a l l y , t h eo p t i m u mc o n c e n t r a t i o no fc o l o r - p r o t e c t i o nw a s3 m g 。m l 一 k e yw o r d s ：s u g a r c a n et i p ；p o l y p h e n o l ；d e t e r m i n a t i o n ；e x t r a c t i o n ；a n t i o x i d a t i o n 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文 的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含 本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集 体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：砗疙窝2 别7 年6 月巳r 同 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务i 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 口即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：盈必窆廖导师签名：孑刁 哩垮，稠年6 月f j _ 目 广西，“煳j 堆丈- a - m | 】l g t 中铲粪物质的撮年河矗用研，巴 1 1 天然抗氧化剂的应用现状 1 1 1 天然抗氧化剂的开发意义 第一章绪论 根据美国食品药物管理局( m a ) 的定义，所谓抗氧化剂是指：作为延滞因氧化所引 起的劣变、酸败，或变色的物质。抗氧化剂在食品中的功能是要防止腐败、毒性物质的产 生，营养成分的流失与夕卜表色泽的改变，以及防止由动物脂肪、蔬菜植物等油脂氧化产生 令人不愉快的化合物。作为抗氧化剂，必须尽量符合下列要求：对人体无伤害性；不能有 不好的味道、气味和颜色：低浓度即可适用；若是添加在油脂中则为脂溶性的；经加工后 仍能保持有效的抗氧化能力；需迅速、有效、经济。 抗氧化剂既有化学合成的也有天然生物物质的提取物，前者有叔丁基羟基茴香醚 ( b h a ) 、4 - 甲基- 2 ，6 二叔丁基苯酚( b h t ) 、叔丁基氢醌( t b h q ) 等。随着环境保护意 识的增强，越来越多的人认识到化学合成抗氧化剂的危害。据2 0 世纪9 0 年代美国市场的调 查表明，2 6 的人认为化学合成添加剂有害【1 】；来自英国的报告称，5 8 的人认为这种食品 添加剂是健康的一个主要威胁；在中国，越来越多的人认为，化学合成添加剂危害人体健 康。而天然抗氧化剂由于具有天然、高效、低毒的特点而逐渐为人们所利用并取代人工合 成抗氧化剂。天然抗氧化荆是直接从天然生物中提取而得到的抗氧化剂【2 j 。 1 1 2 天然抗氯化帮的种类来源 由目前的研究而言，天然抗氧化荆主要是一些天然植物提取物，见表l 一1 。 ! 蘑横中亨舅渤曩t 的撮由量l 用研竞 表1 1 植物中主要天然抗氧化荆的来源 t a b 1 一lt h er e s o l l t c e so f m a i na m i o x i d a n t si np l a n t s 抗氧化剂来源 黄酮类化合物 酚类化舍物 各种木质素的衍生物 生育酚、芝麻酚、橄搅油和磷脂 抗坏血酸、羟基羧酸、类黄酮、类胡萝素 氨基酸、二羟基毗啶 药用植物 药用植物、饮料植物、调味香料植物 燕麦和稻壳等 植物油 水果、蔬菜、茶叶( 儿茶紊属类黄酮) 蛋白质和蛋白水解物 1 1 3 抗氲化作用机理 1 1 3 1 自由基终止剂 油脂发生的氧化反应，主要涉及自由基的连锁反应。为了抑制油脂的氧化，除了利用 包装隔绝空气和光线以外，最有效的方法就是添加自由基终止剂，它可干扰或延滞连锁反 应中的增殖步骤【3 ，4 】。 大多数酚类化合物，如：合成品b h a 、b h t 、t b h q 和没食子酸丙酯( p g ) 以及天然 存在的生育酚( 、，e ) 、茶多酚等，这类物质在提供质子后，可形成稳定的共振结构而阻断 氧化。 1 1 3 2 还原剂或耗氧剂 主要是由试剂本身氧化还原反应来抑制氧化。在密闭系统中，抗坏血酸或其盐类会很 快的与氧作用而消耗其中残留的氧，同样的，亚硫酸及其盐类在食品中容易氧化成磺酸及 硫酸盐，因而，具有抗氧作用四。核黄素则可从还原态转变为氧化态，而表现出抗氧化效 果。多酚类物质也通过吸氧，自身氧化来保护同时存在的其他物质不被氧化。 1 1 3 3 螯合剂 如e d t a 、柠檬酸、多聚磷酸、植酸等可与金属离子形成螯合物，可减少金属离子对氧 化作用的催化活性。一般螯合剂单独使用效果不佳，但对其它抗氧剂有加合作用。 1 1 3 4 单线态氧抑制剂 能破坏单线态氧( 1 0 2 ) 而抑制光氧化的进行 6 1 。 2 广西大掌司n 啦文甘蘑搠中嘲。粪物质的摄取与矗佣研究 1 2 植物多酚的研究现状 多酚是分子中具有多个羟基酚类植物成分的总称。 植物多酚( p l a n tp o l y p h e n 0 1 ) 又称植物单宁，是植物体内的复杂酚类次生代谢产物， 是广泛存在于中草药( 如五倍子、石榴皮、仙鹤草) ，植物类食品( 谷豆类如大麦、高粱、 绿豆) 和果蔬类( 如洋葱、葡萄、茶叶) 等中的一种多元酚类物质口一。植物中多酚的含量 仅次于纤维素、半纤维素和木质素。 人们最早发现和利用植物多酚将其作为制革鞣剂。到1 9 世纪，植物多酚逐渐成为具有 商品性质的化学品，被称为拷胶( v e g e t a b l ee x w a e t ) ，即植物单宁( v e g e t a b l et a n n i n ) ，也 叫鞣质，而随着研究的深入，植物多酚在制革、化工、医药、农业、食品、材料等领域得 到了很好的应用【9 】。植物多酚在自然界的储量非常丰富，在崇尚绿色科学的今天，植物多 酚作为一种源于绿色植物的可再生生物质材料逐渐成为研究的热点，并在相关领域应用中 发挥着不可替代的作用 1 0 1 。 1 2 1 檀物多酚的结构和化学性质 1 2 1 1 植物多酚的结构 i c f r e u d e n b e r g 在1 9 2 0 年提出植物多酚的科学分类法。按照单宁的化学结构特征，可将 其分为水解单宁( h y d r o l y s a b l et a n n i n s ) 和缩合单宁( c o n d e n s e dt a n n i n s ) 两大类【9 】。水解单 宁主要是聚梧酸酯类多酚，即格酸及其衍生物与多元醇以酯键连接而成，可以分为桔酸单 宁和鞣花单宁两类；缩合单宁则主要由聚黄烷醇类多酚或原花色素，即羟基黄烷醇类单体的 组合物，单体间以c - - c 键相连 1 l a 2 。水解单宁和缩合单宁在结构组成上完全不同，因此它们 在化学性质和应用范围上的差异显著。如水解单宁在酸、碱、酶的作用下不稳定易于 水解；而缩合单宁则相对稳定，但在强酸作用下会缩合成不溶于水的物质。水解单宁和缩 合单宁在分子结构上仍具有一些共性，如二者的酚羟基数目最多，并以邻位酚羟基最为典 型；分子量都较大，且分布较宽广。正是这种化学结构，赋予了多酚独特的化学性质【1 3 , 1 4 。 1 2 1 2 植物多酚的化学性质 植物多酚可通过疏水键和多元氢键与蛋白质发生结合反应是其最重要的化学特征。植 3 7 - r ，o 掣嘎j 啦支 - , a - , t t 老t l 中蕾r 薯 物属 的担耳u 可矗l 雨研究， 物多酚与其他生物大分予，如生物碱、多糖等的分子复合反应也与此相似。植物多酚中多 个邻位酚羟基可与金属离子发生络合反应，该反应是其多种应用的化学基础旧。抗氧化性 也是植物多酚的一个重要性质。由于植物多酚的酚羟基中的邻位酚羟基极易被氧化，且对 活性氧等自由基有较强的捕捉能力，使植物多酚具有很强的抗氧化性和清除自由基的能力。 另外，植物多酚在2 0 0 3 0 0 彻1 之间还有着较强的吸收紫外光能力。随着植物多酚结构和化 学性质研究工作的不断深入，人们对植物多酚的认识了解逐步加深，同时也为植物多酚在 多领域中的应用奠定了理论基础。 1 2 2 檀物多酚物质的提取分离 多酚物质由于具有独特的生理功能，在油脂、食品、医药、日化、化工等领域具有广 阔的应用前景，因此对它的提取和应用研究越来越多。其提取方法主要有溶剂萃取法、离 子沉淀法、吸附分离提取法、微波提取法、纸层析、薄层层析、柱层析、超滤膜法、超临 界c 0 2 萃取法、气质联用法、液质联用法、l c - e s i m s t l 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 。 1 2 2 1 溶剂法提取 该法的原理是利用多酚物质易溶或可溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮等溶剂的 性质，可将多酚物质直接从被提取物中提取出来。不同的浸取方法，其多酚物质的浸出率 各不相同。该方法提取率相对较高，便于提纯、精制、开展综合研究，但由于使用多种有 机溶剂，生产成本较高，且有些有毒的有机溶剂使产品和操作不尽安全，易造成环境污染。 1 2 2 2 柱分离法提取 茶叶和其他富含多酚的物质经水和有机溶剂浸提后，其浸提液用柱分离法制备多酚物 质，现已报道的有凝胶柱，吸附柱，离子交换柱三种。 1 2 2 3 离子沉淀法 该法利用多酚物质在一定介质条件下可以和某些无机碱、盐形成沉淀的性质，用来富 集提取多酚。沉淀法因不同程度减少有机溶剂的使用，工艺简单，已有工业化生产，但茶 多酚得率较低，且产品杂质稍有增加。c u 2 + 、b a 2 + 为重金属，有毒害；a 1 3 + 易引起老年痴呆 的后遗症：f e 3 + 易与酚发生结合反应；c e + - 碱性大，酚易分解 2 0 , 2 u 。 1 2 2 4 超临界c 0 2 提取法 随着超l i 缶界流体技术的应用，多酚物质的提取变得更容易了。与常规溶剂提取法相比， 广可大嗣崤士呻e ：丈崔r 麓枘中砑美却质的期e 耳u t 量l 啊研究 萃取速度、效率、提取率、纯度都有较高的优越性，但设备昂贵，成本比较高。超临界流 体萃取法原理：改变气体( 通常为c 0 2 ) 的温度压力，使其处于超临界状态，形成一种介 于液体和气体之间的流体。它不仅有着较高的溶解能力和选择性，而且通过调节温度压力 即可从萃取物中将c 0 2 分离出去。 1 2 2 5 其他提取检测方法 微波因其具有促进反应的高效性和强选择性，被广泛应用于无机合成和有机合成，也 己将其应用于海藻糖、丹参酮和茶多酚等天然产物的提取过程，有效的提高了得率，且不 影响成分的稳定性。纸层析( p c ) 和薄层层析( t l c ) 分离鉴定酚类物质时，耗时长且难 以定量。到上世纪7 0 年代，开始利用高压液相色谱( 肿l c ) 和气相色谱( g c ) ，对酚类 物质作定量及单组分成分和定性研究。c r c 可得到较好的分离效果，但酚类物质对热不稳定， 且柱前处理比较麻烦。与其相比，h p l c 可以分析挥发性差、极性差的物质，且用量少、 分析效率高、速度快、灵敏度高，流出的组分可以收集，具有分析和制备等优点，在植物 酚类分析研究中得到广泛应用，其中反相高压液相色谱( i t p 脚l c ) 得到了最成功、最广 泛的应用。在上世纪8 0 年代中期兴起的液质联用技术( h p l c m s ) 很好的解决了分离出 有足够纯度和足够量的单一物质的问题，使一些特殊具有高活性的酚类物质得到了更准确、 特异性更强的定性、定量分析，并简化了实验步骤和样品预处理过程。另外，l c - m s 接口 技术也不断成熟，l c - e s i - m s 已展示了广泛的应用前景瞄】。 1 3 3 檀物多酚的应用 随着植物多酚化学和药理学的发展，人们逐渐认识到多酚是一类具有独特生理活性和 药理活性的天然产物。随着当前“追求自然”消费观念的兴起，多酚在制药、生化、日化、 食品以及精细化工等高科技领域具有广阔的应用前景。人们在植物多酚的精细化工和高附 加值利用( 如生理活性、医药、食品及营养) 方面的研究更为活跃口3 捌捌。植物多酚主要 应用于以下几个方面： 1 2 3 1 多酚对营养的影响 在以前的研究中，人们关注植物多酚的抗营养性。z d u n c z y k a 等报道植物多酚中的几茶 酚、花青素、异黄酮和缩合单宁都能与蛋白质结合或与消化道内的酶结合降低蛋白质的消 化性，影响其营养成分的吸收【硼。因此，植物多酚化学家、食品营养方面的专家关心的是 广西夫掌磺哇敞甘蘑相中盼类物质的曩取与应用研完 如何除去多酚，并对相应的方法进行了大量的研究。例如证实了饲料、牧草中多酚的含量 与家禽、牲畜的生长状况呈负相关，即植物多酚具有抗营养性。现在，经过深入细致的研 究，植物多酚不再被简单地看作是对营养不利的成分，其抗营养性反而在很多方面得到了 应用，如在很多功能性食品及减肥茶等中含有较多的多酚成分，对预防疾病、促进身体健 康有良好的效果 2 7 , 2 8 , 2 9 1 。 1 2 3 2 在食品中的应用 植物多酚有一定的苦涩味，这是其收敛性刺激口腔触觉神经末梢的结果。因此，其在 食品中应用受到一定限制，但在饮料工业中应用较多。多酚与唾液蛋白结合成为食品涩味 的原因，也是由于氧化偶合及分子降解生成天然色素而改变食品的色泽的原因。因此，多 酚从昧觉和视觉两方面影响着食品的风味和色泽，特别对于多种饮料如茶、咖啡、葡萄酒、 啤酒，涩味对产品独特口感的形成起到不可替代的作用。多酚的氧化反应使某些食品如红 茶和红葡萄酒色泽漂亮；另外，对一些天然的花色素还有辅色作用。植物多酚是一类抗氧 化和清除自由基的活性物质，从植物中分离提取物可作为天然食品添加剂中的抗氧化剂和 防腐剂。目前植物多酚中茶多酚和桔酸已形成工业产品，在食品工业中得到应用。 1 2 3 3 植物多酚的药理作用 经科学验证，植物多酚具有多种药理作用，主要是：抗癌、抗氧化( 游离基) 作用； 抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心血管疾病；软骨保护作用与骨质增强作用；生发作用 与乌发作用；保护视网膜、抗视力退化；抗菌、抗病毒、消炎作用【3 0 , 3 1 捌。 1 2 3 4 在日用化学品中应用 植物多酚在2 0 0 3 0 0 n m 之间还有着较强的紫外吸收能力。尤其是对能量高、破坏力大 的远紫外区有更强的吸收作用，因此植物多酚可以作为抗老化剂和防晒剂的有效成分。多 酚类物质能够阻止皮肤黑色素的生成，可起到防晒作用【3 3 】。 由于多酚具有清除自由基及抗皱作用，又由于植物多酚可与多糖( 透明质酸) 、多元 ： 醇( 如果乙二醇) 、脂质( 如磷脂) 和多肽( 如丝肽) 等形成分子复合物，因此可制成效 果良好的保湿剩、染发剂、调理剂、祛斑剂。 1 2 3 5 其它方面应用 植物多酚因含有大量酚羟基，具有亲水性和吸附能力，可作为石油钻探中泥浆处理剂。 在陶瓷、水泥和耐火材料生产中，以缩合类单宁为原料，可配制成胶粘剂，又可作为天然、 6 广西，o 孽嘎畦瞳文嘲曩 横中酚冀嘞质的撮l j 可五l 用研竞 低毒、可生物降解的天然材料用于金属防腐涂料的配制，以防止金属生锈和腐蚀，另外， 又是一种天然色素和染料，可用于食品着色剂，还可用于聚酰胺类纤维的固化。低分子多 酚可用于匀染剂和作为合成染料中间体。尼龙针织染色时，单宁酸是最常用的固化剂。植 物多酚又是一类电化学活性物质，用多酚配制成多酚金属盐络合物可有效地吸附h 2 s 、硫 醇和氨气，达到去除异味、净化室内空气目的【3 5 闸。 1 3 甘蔗梢多酚 1 3 1 甘蔗及甘蔗的综合利用 甘蔗是禾本科( g r a m i n a e e a e ) 甘蔗属( s a c e h a m m l ) 植物，原产于热带、亚热带地区。 甘蔗是一种高光效的c 一植物，光饱和点高，二氧化碳补偿点低，光呼吸率低，光合强度大， 因此，甘蔗生物产量高，收益大，是我国制糖的主要原料。在世界食糖总产量中，蔗糖约 占6 5 ，我国则占8 0 以上。糖是人类必需的食用品之一，也是糖果、饮料等食品工业的 的重要原料。同时，甘蔗还是轻工、化工和能源的重要原料。因而，发展甘蔗生产，对提 高人民的生活、促进农业和相关产业的发展，乃至对整个国民经济的发展都具有重要的地 位和作用【州。 我国是除巴西、印度外世界第三产糖大国。2 0 0 5 2 0 0 6 榨季世界原糖总产是1 4 7 8 亿 吨，其中我国产糖总量约9 5 0 万吨。我国的主产蔗区，主要分布在北纬2 4 0 以南的热带、亚 热带地区，包括台湾、广西、广东、云南、福建和海南等南方1 1 个省、自治区。现在广西、 云南两省的蔗糖产量已占全国的7 0 6 ( 不包括台湾省) 0 9 。 在综合利用方面，目前甘蔗只作为单纯的蔗糖加工利用，附加值低。结合糖业发展形 势与可能性，制糖业重点抓好综合利用与深加工、提高附加值、拉长产业链【3 9 ，柏】。 ( 1 ) 蔗渣利用。合理利用蔗渣，减少燃烧量，以生产浆纸、餐饮具、糠醛、木糖和活性 饲料为终端产品。 ( 2 ) 糖蜜综合利用。以生物技术处理废糖蜜，主要生产酒精、酵母、有机酸( 味精、柠 檬酸 等，加强对发酵后副产品利用和废液再利用。 ( 3 ) 滤泥利用。目前多直接出售给农民作肥料，深加工可以提取植物甾醇，叶绿素，蔗 - 蘑搠中营争熹物质的期l 】- 旧矗涌研兜 蜡等，其中蔗腊可进一步提二十八烷醇。 “) 糖料深加工。以开发蔗糖的深加工，使糖厂全年开工生产，提高糖厂的劳动生产效 率，从而提高糖厂的经济效益，进而调节食糖的供求平衡。 ( 5 ) 蔗梢蔗叶利用： 蔗梢饲料。直接投喂、制成青贮或者氨化饲料投喂、干燥后生产成配合饲料投喂。 食用。据资料报导，甘蔗的蔗梢和蔗笋，在我国的台湾就用作蔬菜，由于蔗梢和蔗 笋含有丰富的钙、磷、糖、维生素和纤维素等，有凉血利尿，消热下气，助肠胃蠕动，利 消化等功效。 加工蔗梢汁饮料。鉴于蔗梢汁对人体有益的抗氧化活性物含量较高，如果直接用蔗 梢汁作饮料，则不需要经上述较复杂的提取技术，并且台湾糖业公司已大量生产“蔗梢饮料” 供应市场。 蔗捎中活性成分的提取。由于蔗梢含有许多的营养成分。且含量较高，蔗梢的年产 量很大，可以作为这些营养成分提取的原料。 1 3 2 甘蔗提取抗氧化物质 甘蔗与一些食用植物如茶叶、大豆等一样，含有对人体具抗氧化活性的酚类化合物。 据中外关于甘蔗成份的专著论述；甘蔗中多酚类物属水溶性色素含有c 6 - c 3 - c 6 的碳骨架， 同时在苯环上都具有两个以上的羟基，常见的有3 类：即花青素( a n t h o c y a n i d i a n s ) 、花黄 素( 黄酮类f l a v o n o i d s ) 、儿茶素( c a t e c h i n s ，简称c a t ) 。又据海尔基奥氏和克拉克的研 究测定：甘蔗中的多酚类化合物多集中于生长点附近的蔗梢部分【4 ”。分子量5 0 0 0 以上的高 分子量多酚类化合物在全条甘蔗的分布为：蔗叶占3 3 、蔗梢( 0 1 1 节) 占3 7 ，去梢 后的蔗茎只占3 0 ，可见蔗梢虽只为蔗茎的小部分，但多酚类物则比蔗茎还多，且相对集 中。克拉克测定过蔗梢压榨汁多酚类物含量大约为2 6 6 8m g k g 1 【4 2 】。用蔗梢作为原料提取 多酚类物，是十分可行的。于淑娟等作过从制糖在制品中提取抗氧化多酚的研究利用废弃 蔗梢提取酚类抗氧化剂【4 3 】，保国裕曾提出此项研究的可行性，但是对于蔗梢多酚具体的提 取工艺以及活性研究未见报道。 广西大茸u 羹j ：论文 甘蘑栩中酚粪物质的提取与应用研完 1 4 本课题的提出及研究的目的与意义 自然界有许多植物含有大量的多酚，在植物的叶、木、皮、壳和果肉中均有一定的分 布，目前已经有多种植物的多酚被人们开发利用。除一些中药中提多酚外，常见的还有茶 多酚，苹果多酚，莲藕多酚，芦荟多酚，棉子多酚等。但是有些多酚含量高的植物用来做 提取原料成本较高，现在国内外一些专家的目光都放在了农业副产品和食品加工业的副产 品上。提取茶多酚的原料用不适宜加工茶的老叶，用葡萄酒厂废弃的皮籽提取葡萄多酚， 另外也有人在稻糠、稻田杂草中提取m 。也有报道说甘蔗中的多酚含量也很高，尤其是蔗 梢部分，在甘蔗收获时砍下，每年产量很大，一般就做柴草烧了，i 可以综合利用来提取多 酚。扶雄等学者，做了这方面的研究工作，对甘蔗中抗氧化活性物进行了功能方面的与其 它水果、蔬菜作比较，发现甘蔗糖厂中多个工序的中间制品的抗氧化能力比含量较高的水 果或蔬菜都高，并发现甘蔗中的色素物质具有良好的抗氧化活性，稳定性好1 , 1 5 。 蔗梢是蔗茎生长点( 蔗黄) 所在部位，当甘蔗发育过程( 除开花以后) ，蔗茎的养料尽 量提供给生长点，故含有多种无机元素、蛋白质、淀粉、维生素、氨基酸、酚类、酶类等。 在收获甘蔗时将其砍下，在广西每年有几百万吨的蔗梢，除少部分作饲料留种以外，大部 分作为柴草焚烧。因此蔗梢是一种提取多酚的廉价原料，把蔗梢榨汁提取多酚类物，提后 的副产物还可以发酵酒精和制作蔗渣饲料等。 因此本课题的创新性及意义为： ( 1 ) 利用廉价原料提取天然抗氧化物质； ( 2 ) 加强甘蔗的综合利用，变废为宝，提高附加值。 9 广西大学囔j 螗文- t a e 棚中吩典物m - 的提取与应用研竞 2 1 材料和方法 2 1 1 材料 第二章甘蔗梢中总酚测定方法研究 2 1 1 1 材料及仪器 甘蔗梢( 台引1 号) ：冰箱4 c ，备用： 试剂： 单宁酸，没食子酸( s i g m a 公司) ； 钨酸钠，磷铝酸，碳酸钠，乙醇均为分析纯； 仪器： u v - 2 8 0 2 h 型紫外可见分光光度计 u n i c o ( 上海) 仪器有限公司 水果甘蔗榨汁机浙江永康市旭丰五金制品厂 i - i h $ 2 1 6 型水浴锅北京长安科学仪器厂 电热鼓风干燥器上海实验仪器厂有限公司 旋转蒸发器r e 5 2 9 8上海亚荣生化仪器厂 循环水式多用真空泵s h b - b 8 8郑州长城科公贸有限公司 电子天平p l 2 0 0 2梅特勒托利多仪器( 上海) 有限公司 冰箱b c d - 2 l o w容声 2 1 2 1 试剂的配制方法 ( 1 ) 对照标准溶液： 准确称取单宁酸( 没食子酸) o 1 0 0 0 - 士- 0 0 0 0 1 9 ，定溶于5 0 0 m l 容量瓶中。单宁酸( 没 食子酸) 浓度0 2 m g m l 。 ( 2 ) 福林( f d ) 试剂： 福林丹尼斯( f o l i n - d e n i s ) 试剂【9 】是国际上植物酚类化合物测定的常用方法，已广泛 崔慑稍中r 典齄曩 的期l 昂u 旨属l 吊研竞 用于植物多酚类的分析测定。测定原理是：在碱性溶液中酚类化合物可以将钨钼酸还原( 使 w 6 + 变为w 针) ，生成蓝色化合物，颜色的深浅与酚含量正相关，从而用分光光度法测定吸 收峰，确定试样中总酚的含量。这种试剂国际市场有配制好的商品出售，也可自行配制。 方法是：钨酸钠( n a w 0 4 h 2 0 ) 1 0 0 9 、磷铝酸( 2 0 m 0 0 3 2 h 3 p 0 4 。4 8 h 2 0 ) 2 0 9 、8 5 磷酸5 0 m l ， 溶于7 5 0 m l 蒸馏水，于烧瓶中沸水浴加热回流2 h ，冷却并稀释定溶至ll 于棕色瓶中冷 藏保存待用。 ( 3 ) 饱和碳酸钠( n a 2 c 0 3 ) 溶液： 称取无水碳酸钠1 7 5 9 ，加入5 0 0 m l 水，加热溶解，冷却过夜( 溶液可见碳酸钠结晶析 出) 。 2 1 2 方诰 2 。1 2 1 甘蔗稍原料的预处理 甘蔗梢用刀砍成约o 5 c m 的小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用有机溶剂 在一定温度下浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，浓缩回收提取有机溶剂。取浓缩 液与福林试剂反应，定容，于紫外分光光度计上测定吸光度值，根据标准曲线计算多酚的 含量m ，棚。 破碎后的甘蔗梢压榨出汁率为7 0 左右。 此部分实验总酚提取方法为：取破碎好的甘蔗梢1 0 0 9 ，用5 0 乙醇，固液比为l ：2 ， 在7 0 水域中回流浸提1 5 h ，五倍体积浓缩。 2 1 2 2 对照标准品及吸收波长的选择 将对照标准品单宁酸( 没食子酸) 及样品与f d 试剂反应，于紫外可见分光光度计上进 行扫描，扫描范围6 0 0 9 0 0 n m ，确定各自的吸收最大波长，选取与样品最大吸收波长相近 的标准品为对照品。 2 1 2 3 反应时间的测定 吸取单宁酸标准溶液2 m l 、4 m l ，分别加入f d 试剂4 m l ，过5 m i n 后加入饱和碳酸钠 溶液8 m l ，遥匀，定容至1 0 0 m l ，每隔1 5 r a i n 测定一次吸光度，以确定反应时间。 2 1 2 4 饱和碳酸钠和f d 试剂的比例确定 吸取单宁酸标准溶液2 m l 、4 m l ，分别加入f d 试剂4 m l ，过5 m i n 后加入饱和碳酸钠 j - - 置r 大尊啊曩j 呋甘 桐中嘲 4 l t 4 b 质的撮耳u 尊矗湘研，巴 溶液2 m l 、4 m l 、6 m l 、8 m l 、1 0 m l 、1 2 m l ，反应一段时间后测定吸光度确定比例。 2 1 2 5f d 试剂用量的确定 吸取单宁酸标准溶液2 m l 、4 m l ，分别加入一定量f d 试剂，过5 r a i n 后加入相应比例 饱和碳酸钠溶液，反应一段时间后测定吸光度确定比例。 2 2 试验结果与分析 2 2 1 量大吸收波长的选择 将样品和单宁酸的显色液于紫外可见分光光度计上，在6 0 0 9 0 0 n m 的范围内进行扫 描，由图2 1 可见，最高吸收蜂均出现在7 2 5 n m 。选择单宁酸为标准对照品，测定波长为 7 2 5 r i m 。 2 2 2 反应时间的测定 0 6 0 5 童0 4 o 3 0 2 6 0 07 0 0 8 0 0 9 0 0 w a v el e n g t h ( r i m ) 图2 1f d 法吸收曲线 f i g 2 1 c u r v eo f c o l o u ra b s o r b a n c e 对照品单宁酸呈色物质的时间稳定性曲线，如图2 - 2 ： 广西，o 事习n 晰文 叫j 蘑耦中硝r 舞物曩 的蛔l 坪l j 可矗湘研究 01 5 3 04 56 0 7 59 01 0 5 1 2 0 1 3 5 1 5 0 1 6 5 - 一2 m l - 4 m l 图2 - 2 单宁酸呈色物质的时间稳定性曲线 f i g 2 - 2c u r v eo f e o l o t s t a b i l i t y 由图2 _ 2 可以看出，f d 法呈色物质在反应6 0 r a i n 基本稳定，6 0 m l n 后，吸光度变化不大。 所以本实验在样品反应6 0 n f i n 后测定。 2 2 , 3 饱和碳酸钠和f d 试剩比例的确定 f d 试剂的加入量一定，由图2 3 可知当饱和碳酸钠加入量为6 m l ，即f d 试剂与饱和 碳酸钠溶液的比例为2 ：3 时吸光度最大。 0 - 8 0 7 0 6 o 0 5 0 4 0 3 一2 m l - 4 m l o24681 01 21 4 v o l u m eo fn a 2 c 0 3s 0 1 图2 - 3 饱和碳酸钠和f d 试荆的比例确定 f i g 2 - 3 d e t e r m i n a t i o no f t h er a t i oi - t w c c nf da n ds a t u r a t e ds o l u t i o no f n a 2 c 0 3 8 7 6 5 4 3 o o 0 0 o o 砷口 一甘。 钥中蕾r ，嘞质的捷年由皇俑研完 2 工4f d 试剂用量的确定 根据前面结果按照2 ：3 的比例考察f d 试剂用量，如表2 1 所示当f d 试剂用量增加到 5 0 m l ，出现碳酸钠沉淀，本试验选择f d 试剂3 0 m l ，碳酸钠溶液4 5 m l 。 表2 - 1f d 试剂用量的确定 t 曲2 一ld e t e r m l n a t i o no f f da d d i t i o n 2 2 5 单宁酸标准曲线的绘恻 准确吸取浓度为0 2 m g m l l 的单宁酸标准溶液o 5 、1 0 、1 5 、2 0 、2 5 、3 0 、3 5 、4 0 、 4 5 、5 0 m l 于1 0 0 m l 容量瓶中，配成l 、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、9 、1 0 m g l ，不同浓度 的标准溶液。加入适量f d 试剂3 m l ，充分混匀后加入饱和碳酸钠溶液4 5 m l ，l h 时后， 用蒸馏水定容至刻度，测定吸光度值，以蒸馏水代替样品做空白，得回归曲线方程( 图2 4 ) 。 o 7 o 6 0 5 0 ，4 毒o 3 0 2 o 1 0 0 0 02 04 06 08 01 0 01 2 0 p o l y p h e n o c o n t e n t ( m g l - 1 ) 图2 _ 4 多酚含量测定标准曲线 f i g ：2 - 4 s t a n d a r dc i l r v eo f p h e n o l i cs u b s t a n c e 崔曩 横中酚鲁物质的扭罩t 与詹用审院 由图可知标准曲线方程为：y =