（环境工程专业论文）苏麻饼粕中植酸的分离、纯化及抗氧化活性研究.pdf

摘要 摘要 苏麻系唇形科紫苏属( p e r i l i a f ，l ，1 ) 一年生草本植物，在中国西南地区有较大面 积的种植，与紫苏同等使用，是值得扩大种植的一种新型油料、保健作物和中药 材。其籽经榨油后的剩余产物苏籽粕常被作为饲料和肥料分别用于禽畜饲养和农 田耕种，因而没有得到很好的利用。若能加强对该资源的研究与开发，实现资源 的综合利用，提高苏麻饼粕的附加值，将会带来巨大的经济效益、社会效益和生 态效益。本论文以苏麻饼粕为原料，通过单因素试验和二次回归试验，得到了苏 麻饼粕中植酸的提取优化条件；探索了3 3 0 阴离子交换树脂分离纯化植酸的最佳 条件；与常用抗氧化剂作对比，通过体外试验考察了植酸的抗氧化活性。为苏麻 饼粕资源的综合利用与开发以及植酸的后续研究奠定了理论基础。 论文的主要研究内容和成果如下： ( 1 ) 对苏麻饼粕原料中的基本组分进行了分析，其中粗蛋白的含量较高，为 3 2 8 0 ，水分、灰分、粗脂肪、总糖的含量分别为：6 1 4 、7 2 7 、0 8 7 、4 3 4 。 ( 2 ) 通过溶剂浸提法研究了植酸的提取工艺。在单因素试验基础上，采用二 次回归正交旋转组合设计，研究了饼粕粒径( x 1 ) 、盐酸浓度( x 2 ) 、浸提时间( x 3 ) 、 浸提温度( x 4 ) 及料液t l ( x 5 ) 5 个因素对苏麻饼粕中总植酸得率的影响，并用d p s 7 0 5 分析软件建立了5 个因素与植酸得率之间的回归模型：y = 2 4 8 7 4 8 + 0 1 1 9 6 8 x 1 + 0 1 1 3 1 8 x 2 + 0 0 0 8 2 1 x 3 + 0 0 4 9 2 2 x 4 + 0 0 5 3 5 4 x 5 + 0 0 5 1 9 3 x 1 2 - 0 0 2 4 3 5 x 2 2 + 0 0 1 8 3 6 x 3 2 0 0 0 2 7 2 x 4 2 0 0 0 6 0 5 x 5 2 - 0 0 0 0 0 6 x l x 2 0 0 1 2 8 7 x l x 3 0 0 2 2 2 4 x l x 4 0 0 1 5 4 2 x 1 x s + o 0 0 6 6 1 x 2 x 3 0 0 0 7 3 4 x 2 x 4 - 0 0 0 1 6 2 x z x 5 - 0 0 2 0 0 1 x 3 x 4 + 0 0 0 1 2 4 x 3 x s 一0 0 0 0 5 1 x 4 x s ，得出了 各因素对植酸总得率的影响顺序为：饼粕粒径 盐酸浓度 料液比 浸提温度 浸提时间。由模型可知，当饼粕粒径为1 2 0 目、盐酸浓度0 6 3m o l l 、浸提时间 2 0m i n 、浸提温度5 1 、料液比1 ：8 条件下的植酸得率理论最高值可达3 1 3 ，验 证试验结果为3 1 7 ，与理论值基本一致。 ( 3 ) 通过静态法考察了3 3 0 树脂吸附植酸的工艺参数。结果表明：当p h 为1 时，室温下静态吸附约4 h 可达到吸附平衡，静态洗脱时，以n a c l 为洗脱剂，浓 度为1 0m o l l 时为宜。动态法研究了3 3 0 树脂对苏麻饼粕中植酸的吸附与洗脱， 分别考察了离子交换柱的径高比、上样流速、上样浓度、洗脱液流速和洗脱液浓 度等因素的影响。结果表明：在试验范围内，柱的径高比越小，越有利于树脂对 植酸的吸附；吸附时，上样流速和浓度分别选取1 0m l _ m i n 、1 0m g m l 有利于植 酸的吸附：洗脱时，洗脱液n a c i 的流速和浓度分别采用2 0m l m i n 、2 0m o l l 条 件下的洗脱效果较好。 ( 4 ) 通过六种不同体系( 食用猪油、h 2 0 2 、亚硝酸盐n 0 2 。、超氧阴离子0 2 、 羟基自由基o h 、还原能力) 研究了植酸的抗氧化性能，并与v c 和t b h q 进行了 比较。试验结果表明，在油脂体系中，添加0 0 2 - - 0 0 6 植酸后，油样中的酸价值 v c 植酸 空白。添加 了植酸、t b h q 与v c 后的油样在6 0 的条件下放置3 0 d 后，其过氧化值均低于国 家标准1 6m e q k g ；在h 2 0 2 体系中，植酸清除h 2 0 2 的能力比较强，浓度越大，清 除效果越好，当植酸浓度为1 0m g m l 时，清除率达到9 0 5 3 。但在试验范围内， 植酸对h 2 0 2 的清除能力低于t b h q 和v c ；在亚硝酸盐体系中，植酸对亚硝酸盐 ( n 0 2 一) 的清除效果要好于v c 和t b h q ，且呈剂量效应关系，几种抗氧化剂的总体 清除亚硝酸盐俏o ，一力大d , j a 顷序为：植酸 v c t b h q ，由此可见，植酸对于防 癌或作为食品中的亚硝酸盐清除剂具有重要的研究意义；在邻苯三酚自氧化体系 中，植酸对超氧自由基的清除作用不如v c 和t b h q ，但呈一定的效量关系；在羟 基自由基( o h ) 体系中，植酸对羟基自由基有较强的清除作用，当浓度为1 0m g m l 时，植酸对羟基自由基的清除率为9 9 3 ；在0 1m g m l - 5 0m g m l 浓度范围内， v c 和t b h q 的还原能力相当，但均强于植酸。几种抗氧化剂的总体还原能力强弱 顺序依次为：t b h q v c 植酸。 关键词：苏麻饼粕；植酸；提取：吸附；二次回归；抗氧化活性 v i a b s t r a c t a b s t r a c t p e r i l l af r u t e s c e n s 仁，v a r f r u t e s c e n si sa na n n u a lh e r ba n db e l o n g st ot h eg e n u so f p e r i l l al i n n i tw a su s e da sa na l t e r n a t i v eo fp e r i l l aw i t hl a r g e ra r e a o fp l a n t i n gi n s o u t h w e s tc h i n a a n da l s oi ti san e wt y p eo fe d i b l el a r de d i b l el a r d ，h e a l t hc r o pa n d c h i n e s em e d i c i n a lm a t e r i a lw h i c hw a sw o r t hp l a n t i n ge x p a n d p e r i l l ab r e a dm e a li sa s u r p l u sp r o d u c ta f t e rp e r i l l as e a dw a ss q u e e z e d i ti so f e nu s e di nl i v e s t o c kb r e e d i n ga n d f a r m l a n df a r m i n ga saf e e do rf e r t i l i z e r , s oi tw a sn o tu s e da sw e l l i fw ec a ns t r e n g t h e n t h er e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o f p e r i l l a m e a lw i t ht h e p u r p o s e o f u t i l i z i n g c o m p r e h e n s i v e l yt h o s en a t u r a lr e s o u r c e sa n di m p r o v i n gi t sv a l u e - a d d e d ，w h i c hw o u l d b r i n ge n o r m o u se c o n o m i c , s o c i a la n de c o l o g i c a lb e n e f i t i nt h i st h e s i s ，t h eo p t i m i z a t i o n c o n d i t i o n so fe x t r a c t i n gp h y t i ca c i df r o mp e r i l l am e a lw e r er e c e i v e db yt h es i n g l ef a t o r a n dq u a d t a t i cr e g r e s s i o n e x p e r i m e n t s ，t h eo p t i m u mc o n d i t i o no fi s o l a t i n g a n d p u d f i c a t i n gp h y t i cb y3 3 矿a n i o ne x c h a n g er e s i nw e r ee x p l o r e d ，t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t y o fp h y t i ca c i dw a ss t u d y e dt h r o u g hv i t r oe x p e r i m e n tc o m p a r e dw i t ho t h e rc o m m o n a n t i o x i d a n t ，w h i c hp r o v i d e dt h ef o u n d a t i o nf o ru t i l i z i n gc o m p r e h e n s i v e l y , d e v e l o p i n g p e r i l l am e a l r e s o u r c e sa n dt h ef o l l o w u ps t u d yo fp h y t i ca c i d t h em a i nc o n t e n t sa n dc o n c l u s i o n so ft h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ： ( x ) t h ee s s e n t i a lc o m p o n e n to fp e r i l l am e a lw a sa n a l y z e d ，a m o n gw h i c ht h ec r u d e p r o t e i nc o n t e n th a sh i g ha s3 2 8 0 ，a n dt h ec o n t e n to fw a t e r ，a s h ，c r u d ef a tt o t a ls u g a r w e r e6 1 4 ，7 2 7 ，0 8 7 ，4 3 4 r e s p e c t i v e l y ( 2 ) t h ee f f e c to fd i a m e t e r ( x 0 ，h y d r o c h l o r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n ( x 2 ) ，e x t r a c t i o n t i m e ( x 3 ) ，e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ( x 4 ) a n dr a t i oo fl i q u i dt os o l i d ( x s ) o nt h ey i e l do f p h y t i ca c i df r o mt h ep e r i l l am e a lw a ss t u d i e db ys o l v e n tl e a c h i n gd u r i n gt h eo p t i m i z e e x t r a c t i o ne x p e r i m e n t b a s e do ns i n g l ef a t o re x p e r i m e n t s ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e lo f y i e l do nf i v ef a c t o r sw e r ee s t a b l i s h e db ys o f t w a r ed p s 7 0 5a n dq u a d t a t i cr e g r e s s i o n r o t a t i o nc o m b i n a t i o nd e s i g n ，a si nt h ee q u a t i o n ，y = 2 4 8 7 4 8 + 0 1 1 9 6 8 x 1 + 0 1 1 3 1 8 x 2 + 0 0 0 8 2 1 x 3 + 0 0 4 9 2 2 x 4 + 0 0 5 3 5 4 x 5 + 0 0 5 1 9 3 x 1 z _ 0 0 2 4 3 5 x 2 z + 0 0 1 8 3 6 x 3 2 - 0 0 0 2 7 2 x 4 z - 0 0 0 6 0 5 x 5 2 - 0 0 0 0 0 6 x 1 x 2 - 0 0 1 2 8 7 x l x 3 0 0 2 2 2 4 x 1 x 4 0 0 1 5 4 2 x l x 5 + 0 0 0 6 6 1 x 2 x 3 - 0 0 0 7 3 4 x 2 x 4 0 0 0 1 6 2 x 2 x 5 0 0 2 0 0 1 x 3 x 4 + 0 0 0 1 2 4 x 3 x 5 0 0 0 0 51 ) ( 4 x 5 t h ee f f e c t o ff i v e f a c t o r so ny i e l dw a sa sf o l l o w s ：d i a m e t e r h y d r o c h l o r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n a t i oo f l i q u i dt os o l i d e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e e x t r a c i o nt i m e i tw a sc o n c l u d e df r o mt h e m o d e lt h a tw h e nd i a m e t e r , h y d r o c h l o r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n ，e x t r a c i o nt i m e ，e x t r a c t i o n t e m p e r a t u r ea n dr a t i oo fl i q u i dt os o l i dw e r e1 2 0 m e s h ，0 6 3 m o l l , 2 0 m i n ，51 a n d1 ：8 ， t h ey i e l di st h e m a x i m a l ( 3 1 3 ) a n d c o n s i s t e n tw i t ht h ev e r i f i c a t i o n t e s t i n g r e s u l t ( 3 1 7 ) ( 3 ) a d s o r p t i o nf a c t o r so fp h y t i ca c i dw e r er e s e a r c h e db ys t a t i cm e t h o d t h er e s u l t s v l i a b s t r a c t s h o w e dt h a tt h ea d s o r p t i o ne q u i l i b r i u mc o u l db er e a c h e dw h e nt h et i m ew a s4 h p h v a l u ew a s1a n dr o o mt e m p e r a t u r ea ts t a t i cs t a t e t h e1 0 m o l ln a c lh a dt h ee f f e c ta s t h es t a t i cw a s h i n gs o l v e n t n ea b s o r p t i o na n dw a s h i n ge f f e c to f3 3 矿a n i o ne x c h a n g e r e s i no np h y t i ca c i df r o mp e r i l l am e a lw e r es t u d i e db yd y n a m i cm e t h o d a n dt h e i n f l u e n c e so fr e a c t i o nr a t i oo fc o l u m nd i a m e t e rt oh e i r g h t ，v e l o c i t yo ft h es a m p l ef l o w , c o n c e n t r a t i o no fs a m p l e s ，v e l o c i t yo ft h ee l u e n tf o l wa n dc o n c e n t r a t i o no fe l u e n tw e r e e x p e r i m e n t a l l yt e s t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h el o w e rr a t i oo fc o l u m nd i a m e t e rt o h e i g h ta n dc h o o s i n g1 0m u m i na n d1 0m g m la st h ev e l o c i t yo ft h es a m p l ef l o wa n d t h ec o n c e n t r a t i o no f s a m p l e sh a db e t t e re f f e c t o np h y t i ca c i d a b s o r p t i o ni n t h e e x p e r i m e n t a lr a n g e ，t h ee l u e n to f2 0 m o l ln a c lh a dab e t t e rw a s h i n ge f f e c tw i t ht h e v e l o c i t yo ft h ee l u e n tf o l w2 0 m l l ( 4 ) t h ea n t i o x i d a n tp r o p e r t i e so fp h y t i ca c i dw e r es t u d i e dt h r o u g hs i xd i f f e r e n t s y s t e m s ：e d i b l el a r d ，h 2 0 2 ，n i t r i t e ，s u p e r o x i d e ( 0 2 ) ，f r e er a d i c a l s ( 0 h ) ，a b i l i t yo f r e v e r t i n ga n dc o m p a r e dw i t hv ca n dt b h q t h er e s u l t ss h o w e dt h a t i nt h ee d i b l el a r d s y s t e m ，t h ea c i dv a l u ew a sl e s st h a n1 2 m gk o h ga f t e ra d d i n g0 0 2 - 0 0 6 p h y t i ca c i d t 0t h ee d i b l el a r d ，w h i c hw a si nt h e r e g u l a t i o ns t a n d a r d p h y t i ca c i dh a sc e r t a i n a n t i o x i d a n tp r o p e r t i e st oe d i b l el a r d ，t h er a t et h a te d i b l e1 a r dw a so x i d a n t e dc o u l db e d e c r e a s e d ，t h ep r o c e s so fr a n c i d i t yo fe d i b l el a r dc o u l db ed e l a y e ra n dt h ep r e s e r v a t i o n t i m eo fe d i b l el a r d 。c o u l db ep r o l o n g e rw h e na d d i n gp h y t i ca c i dt oe d i b l el a r d t h e a n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fs e v e r a la n t i o x i d a n t sw a s ：t b h q v c p h y t i ca c i d b l a n k g r o u p n ep e r o x i d ev a l u eo ft h el a r da d d e dp h y t i ca c i d ，t b h qa n dv cw a sl o w e rt h a n t h eg b16 m e q k g i nt h eh 2 0 2s y s t e m ，t h ea c t i v i t yo fh 2 0 2w a ss c a v e n g e db yp h y t i c a c i dw a ss t o n g e rw i t hh i g h e rc o n c e n t r a t i o n t h ec l e a r a n c er a t er e a c h e d9 0 5 3 w h e nt h e c o n c e n t r a t i o no fp h y t i ca c i dw a s1 0 m g m lh o w e v e r , t h ea c t i v i t yo fw h i c hw a sl o w e r t h a nt b h qa n dv c h lt h en i t r i t es y s t e m ，t h ee f f e c to fp h y t i cs c a v e n g t i n gn i t r i t eh a s b e t t e rt h a nv ca n dt b h q ，t h ec l e a r a n c er a t ea n dc o n c e n t r a t i o no fs a m p l e ss h o w e da d o s e - e f f e c tr e l a t i o n s h i p ，t h ea c t i v e t yo fs e v e r a la n t i o x i d a n t ss c a v e n g t i n gn i t r i t ew a s ： p h y t i ca c i d v c t b h q i nt h ep y r o g a l l o la u t o x i d a t i o ns y s t e m ，t h ee f f e c to fp h y t i c a c i ds c a v e n g t i n gs u p e r o x i d e ( 0 2 ) w a si n f e r i o rt ov ca n dt b h q ，b u tt h ec l e a r a n c er a t e a n dc o n c e n t r a t i o no fs a m p l e ss h o w e dad o s e - e f f e c tr e l a t i o n s h i p i nt h ef r e er a d i c a l s s y s t e m ，p h y t i ca c i dh a sq u i t es t r o n ge f f e c to ns c a v e n g t i n gf r e er a d i c a l s ( - o h ) ，t h e c l e a r a n c er a t ew a s9 9 3 a st h ec o n c e n t r a t i o no fp h y t i ca c i dw a s1 0 m g m l t h e r e v e r t i n ga b i l i t yo fv cw a se q u i v a l e n tw i t ht b h q ，a n dw e r eb o t hh i g h e rt h a np h y t i c a c i d t h er e v e r t i n go fs e v e r a la n t i o x i d a n t sw a s ：t b h q v c p h y t i ca c i d k e y w o r d s ：p h y t i ca c i d ；e x t r a c t i o n ；a d s o r p t i o n ；p e r i l l am e a l ；q u a d r a t i cr e g r e s s i o n ； a n t i o x i d a n ta c t i v i t y 第一章绪论 1 1 苏麻及其研究进展 第一章绪论另一早珀下匕 1 1 1 苏麻概况 苏分紫苏和白苏两种，紫苏花紫色，果实褐色；白苏花白色，果实灰白色。 苏果实略大于小米粒。紫苏入药，主治咳嗽、气喘、痰多等症；白苏可榨油，多 食用，苏子抄熟、碾碎后可散发出浓郁的香味。 白苏( 本草图经) p e r i l l af r u t e s c e n s ( l ) b r i t t v a r f r u t e s c e n s 唇形科紫苏属 ( p e r i l l a 觑，1 ) 一年生草本。古名茬( 别录) ，南苏( 滇南本草) ，白紫苏、假紫 苏( 生草药性备要) ，家苏( 植物名实图考) ，苏麻、山紫苏、臭苏、大屎薄、 犬屎苏。在西南的四川、重庆和贵州等地，白苏与紫苏同等使用，是一种有着悠 久应用历史的传统药食两用植物，其叶可提取芳香油，其种子即可用来可榨油， 亦可与老茎共入药。白苏株高约1 米，其茎方形有沟，多分枝，基部坚硬且光滑， 上部有白色毛茸；叶呈卵圆形，背面有腺点，茎叶绿色，其变种紫苏茎叶紫色。 国内外学者已做了大量关于紫苏属植物资源的研究，但本属植物资源的分类 却一直很混乱。早2 0 世纪7 0 年代的中国植物志记载，本属植物有1 种3 变 种，即紫苏 p e r i l l af r u t e s c e n s ( l ) b r i t t o n 】、野生紫苏 e e r 池f r u t e s c e n s ( l ) v a r a c u t a ( n b g ) k u d o 、回回苏 p e r i l l a f r u t e s c e n s ( l ) v a r c r i s p a ( t h b g ) h a n d m a - z z 】和耳齿紫苏 p e r i l l af r u t e s c e n s ( l ) a n r i c u l a t o d e n t a t ac yw u e th s u a n ，将白苏 和紫苏归并为同一变种。而2 0 世纪8 0 年代国内学者对本属植物的分类进行了初 步研究，结果表明紫苏和白苏应为两种不同的植物。目前国内学者对紫苏的分类 仍未达成共识，对紫苏究竟分成多少个变种还有争议。引起争议的主要原因是大 家均只从植物的外部形态特征来进行分类，而作为分类依据的营养器官特征是不 太稳定的。迄今为止，紫苏属植物研究和利用以紫苏为代表的研究最为深入，中 国人们共和国药典1 9 9 5 年版也仅收录了紫苏梗、紫苏子、紫苏叶，而白苏未入 药典。白苏作为我国广泛分布的经济作物急需深入研究，寻找新的开发方向，提 升白苏的经济价值和综合利用价值。 1 1 2 紫苏属植物 以紫苏为例，紫苏在我国已有2 0 0 0 多年的栽培历史，主要用于药用、油用、 香料、食用等方面，它是我国传统的药食两用植物，亦是国家卫生部首批颁布的 重庆工商大学硕士学位论文 既是食品又是药品的6 0 种中药之一【1 1 。紫苏原产于喜马拉雅山及中国中南部地区， 现主要分布于印度、日本、中国、朝鲜等国，美国、加拿大近年来已出现商业性 栽培区。在我国，紫苏分布于黑龙江、辽宁、山东、四川、浙江和安徽等省。 1 1 2 1 紫苏茎叶 紫苏茎叶具特异芳香，并含有丰富的营养物质成分。这些营养成分在调节人 体内环境、支持和参加人体化学反应、调节体温和构造硬组织等方面均有重要作 用。对其茎叶营养成分的研究已有很多报道。现代医学研究表明，紫苏的茎叶中 含：维生素a 4 8i u g 、维生素b 10 0 0 1 2m g g 、维生素b 20 0 0 3 2m g g 、维生素co 5 5 m g g 、维生素d0 0 3 1m g g 、蛋白质0 0 3 8m g g 、钾4 7m g g 、钙2m g g 、铁0 2 1 6 m g g 、硒1 1m g g 、磷0 6 5m g g 、钠0 0 1m g g ，同时含有人体必需的多种不饱和 脂肪耐列。此外；紫苏叶还富含紫苏醛、紫苏醇、薄荷酮、薄荷醇、丁香油酚、白 苏烯酮等多种有机成分【3 】。 1 1 2 2 紫苏籽及其粕 目前对紫苏籽化学成分研究的文献报道主要集中在紫苏油、氨基酸、微量元 素等方面。紫苏种子中含大量油脂，出油率高达4 5 左右。油中含亚麻酸5 0 - - 7 0 ，种子中蛋白质含量占2 5 左右，内含1 8 种氨基酸，其中赖氨酸、蛋氨酸含量 较高，此外还含有谷维素、维生素e 、维生素b l 、甾醇、磷脂等。张卫民等【4 】对紫 苏籽的化学成分含量进行了分析，结果表明，紫苏籽含脂肪4 0 2 、粗蛋白2 2 5 、 粗纤维1 6 0 、灰分3 9 、无氮浸出物1 7 4 、1 0 多种氨基酸、2 0 几种维生素及 矿物质元素，其中谷氨酸含量高达4 5 3 1 、色氨酸2 5 4 8 、v e2 2 1 6m g k g 、n a 6 2 6 4m g k g 、p1 6 4 9 7 。0m g k g 、c a4 0 3 0 0m g k g 、k3 9 9 0 0m g k g 、m g3 0 1 9 0m g k g 、 f e1 3 6 0 0 m g k g 。研究还指出，经过压榨后的紫苏籽油中脂肪酸组成为：亚麻酸 6 2 9 0 、亚油酸1 0 2 0 、油酸1 9 2 0 、棕榈酸4 2 1 、花生酸1 6 1 、硬脂酸1 0 1 ， 其中亚麻酸是人体中必须的功能性脂肪酸，具有一定的抗癌、降血脂、降血压等 作用。 紫苏饼粕( p e r i l i as e e dm e a l ，p s m ) 是紫苏籽脱脂后的副产品，其味芳香，适 口性好，蛋白质含量高且杂质少，不像棉籽粕那样含有棉酚等有毒成分，不存在 对人体健康不利的物质，而且必需氨基酸含量较全面，功效比值、净蛋白比值和 真消化率都很高，是非常好的植物蛋白资源。朱国君1 5 j 研究表明，脱脂后的紫苏饼 粕中粗蛋白的含量高达3 2 3 3 ，是分离提取蛋白质的良好植物蛋白资源，另外还 含有粗脂肪7 4 8 、粗纤维3 5 4 9 、灰分8 5 8 ，并且经分离提取后的紫苏分离 蛋白的蛋白质含量可达8 3 6 7 ，能够达到分离蛋白的要求。 1 1 2 3 紫苏的工业应用 2 第一章绪论 1 1 2 3 1 用作天然香料 紫苏花量大，且不易脱落，泌蜜量大，是优良的蜜源植物，其花序经水蒸气 蒸馏而得的香紫苏油是一种名贵的天然香料，广泛运用于各种香精。其精油主要 含有乙酸芳樟酯、香叶醇、q 松油醇、q 松油烯、q 水芹烯、橙花叔醇、香紫 素醇及醛类成分。香气特征：清甜柔和的药草香，薰衣草花香和果香，有类似黑 狐香葡萄特有的头香和烟丝的风味，有浓郁的龙涎香样的木质清香，是一种高级 定香剂。香紫苏经过深加工后即可从其残渣中提炼出浸膏。 1 1 2 3 2 用作食、药品原料 紫色紫苏可用于染色；绿紫苏和及其花穗可用于面条、调味汁、砂锅料理和 生鱼片的调香；红紫苏叶中含有紫红色素一花青苷等成分，因而可被用于梅干的 染色及其他食品应用。紫苏茎叶中芳香油的主要成分紫苏醛，即可用作香精或酱 油工业中的防腐剂，也可用作甜味剂( 甜度是蔗糖的2 0 0 0 倍) ，还可用于卷烟业 和食品加工业。紫苏嫩叶和v c 、小麦、大豆蛋白混合，可以使血液中尼古丁和c o 浓度降低，因此，可以制成戒烟糖。此外，紫苏也可以制成治疗酒精中毒的制剂【6 l 。 1 1 2 3 3 用作化工原料 紫苏油是高碘值油，所以有高干性，含有较多的不饱和甘油酯，其工业用途 广泛，可以用来制清漆、色漆、阿立夫油、油墨以及肥皂、涂料、人造草、油毡 等。紫苏经进一步加工后，提出香紫苏醇，香紫苏内酯，合成龙涎醚，均为重要 的化工原料r 丌。特别是紫苏油，它是药品、化妆品、化工原料中的名贵原料，被称 为“软黄金 。 1 1 2 3 4 用作饲料添加剂 由于紫苏含有丰富的营养成分，其籽中的蛋白质含量高达2 2 5 ，且富含亚麻 酸，因而被作为饲料添加剂广泛添加到蛋鸡、肉鸡、猪饲料中，以改善其产量。 大量的动物试验及临床研究表明，食物中高含量的3 脂肪酸，可有效预防心脑 血管疾病发生。鸡蛋是人们的常用食品，鸡蛋的营养成分可随饲料而改变，饲料 中( i ) 3 脂肪酸含量高时，鸡蛋黄中的该成分也会随之增加，而紫苏富含3 脂肪 酸，添加到饲料中可大大提高鸡蛋中的6 0 3 脂肪酸含量。藏素敏等【8 】做了在日粮中 添加紫苏籽对鸡蛋黄脂肪酸组成及( 1 ) 3 脂肪酸、6 脂肪酸影响的试验，试验结 果表明，添加紫苏后，可显著提高鸡蛋黄中的不饱和脂肪酸( p u f a ) 的含量，增 大3 脂肪酸在脂肪酸中的比例，改善( 1 ) 6 ( | ) 3 的比例。母鸡血清胆固醇( t c h ) 、 甘油三脂( t g ) 、极低密度脂蛋白( v l d l ) 及血清总脂分别平均降低1 3 2 1 、 1 0 3 4 、1 3 8 6 和1 2 4 2 ，高密度脂蛋白胆固醇( h d l c ) 平均提高1 5 5 7 。谢 君等【9 】研究了紫苏籽提取物在肉鸡日粮中的使用效果，该试验选择了健康的1 日龄 艾维茵肉鸡2 7 0 只，随机分成3 组，试验i 组为基础日粮组，试验i i 组为基础日 3 重庆j r = 商大学硕士学位论文 粮+ 5 0m g k g 金霉素，试验i 组为基础日粮+ 1 5 0m g k g 紫苏籽提取物。结果显示， 试验i i i 组与对照组相比，日增重、料重比、存活率均有所提高，增重成本降低了 1 1 8 6 ，而且，肉仔鸡的免疫器官指数、新城疫h i 抗体效价、e 花环形成百分率、 淋巴细胞转化率、血清i g g 也均有所提高。表明了紫苏籽提取物能促进肉鸡生长， 增强免疫力，其效果与抗生素相当。 据报道1 1 0 l ，使用紫苏果实喂猪，可以有效改善猪肉品质。在紫苏果实中，含 有大量的q 亚麻油酸，这种物质能够降低血液中胆固醇含量，阻碍血栓的形成。 通过喂给猪，可以使猪肉中的q 亚麻油酸含量增加，从而有助于食猪肉者预防和 治疗心脏病、糖尿病、高血压等疾病。赵红梅等1 1 1 1 近期研究了以紫苏、党参等中 草药为原料的添加剂对断奶仔猪生长性能的影响。结果显示，与对照a 组相比，3 个试验组日增重分别提高了0 1 5 、2 1 6 5 和1 1 9 6 ，料重比分别降低4 5 8 、 5 3 4 和5 3 4 ，腹泻频率分别下降了8 4 5 0 、9 2 2 5 和6 9 3 8 。表明了以紫苏 等为原料的中草药作为饲料添加剂饲喂给仔猪，有促进仔猪采食、提高日增重与 降低料重比和腹泻率的作用。 1 2 植酸及其研究进展 1 2 1 植酸概述 植酸( p 砂t i ca c i d ) 是一种淡黄色或褐色浆状粘稠液体，又名六磷酸肌醇酯 ( i n o s i t o lh e x a p h o s p h a t e ) ，即环己六醇六磷酯，是肌醇磷酸酯的混合物，其分子 式为c 6 h 1 8 0 4 p 6 ，相对分子质量为6 6 0 0 8 ，结构式如图1 1 所示： p p p p ： o l i o p o h l o h p 图1 1 植酸的结构式 f i g 1 1s t r u c t u r eo fp h y t i ca c i d 植酸主要以g a 、m g 复盐( 即菲汀) 的形式存在于谷物、豆类及油料作物的种子 和胚芽中，几乎不以游离态形式存在，其中在米糠、菜籽、麦麸中的含量最为丰 富【1 2 1 。植酸存在于植物中的主要生物意义是储存能量、磷、阳离子及常量元素， 以供其在种子发芽时被产生的植酸酶水解所用【1 3 】，所以绿色植物中一般不含植酸， 除少数蔬菜含量很低外，大多数蔬菜和动物性食品中均无可检测到的植酸。 4 第一章绪论 植酸是一种多功能绿色食品添加剂，具有天然、无毒的特点，比合成添加剂 更为安全可靠，而且还具有很多生理活性和保健功能。另外，植酸还是一种重要 的有机磷系添加剂，与金属离子有着极强的蟹和能力和抗氧化性，故具有独特的 生理药理功能和化学性质，广泛应用于食品、医药、日用化工、金属加工、纺织 工业、燃料工业、高分子工业、水果保鲜和环保等行业，是一种用途极其广泛的 精细化工产品。但是，植酸还是一种抗营养性的物质。作为植物性蛋白饲料重要 来源的各种饼粕，如果植酸含量较高，将会对单胃动物其营养物质的吸收具有一 定的影响。傅启蒯1 4 j 指出植酸能降低单胃动物必需矿物元素及其它养分如蛋白质 的消化率，抑制其胃肠中胰蛋白酶等消化酶活性，增加粪中干物质、磷和氮的排 出量，结果不仅降低了饲料转化效率，而且会对环境造成污染。然而，通过发酵 和添加植酸酶可以有效地消除或减轻植酸的抗营养作用。 植酸最早是由p r e f f e r 于1 8 7 2 年发现的，当时他在糊粉谷物中发现了一种由无 机磷、钙、镁组成的物质，1 8 7 9 年w i n t e s t i n 从芥末种子中提取了一种类似物质， 这种物质经盐酸酸解后得到肌醇和正磷酸，由此确定了植酸的结构为肌醇六磷酸 酯。但是，随后的几十年间，很多科研工作者对植酸的结构持不同的看法，各种 争议相持达五、六十年。直到1 9 6 9 年才由t a t e 确定其分子结构，之后j o h n s o n 等 人结合前人的工作，通过化学分析、光谱分析、x 光衍射分析以及核磁共振的测定 与解析，正式提出了植酸的结构式并被确认【1 引。 1 2 2 植酸的化学性质 植酸是一种淡黄色或褐色浆状粘稠液体，呈强酸性，易溶于水、9 5 乙醇、丙 酮、丙二醇和甘油，微溶于无水乙醇、甲醇，难溶于无水醚类、苯、氯仿和己烷 等有机溶剂，植酸水溶液在封闭的管中加热时能水解，但其水溶液在1 2 0 以下短 时间较稳定。其磷酸基解离可分为三段【1 6 l ，p k 值分别为1 8 3 、6 3 、9 7 。植酸天 然无毒，对小白鼠口服半致死量l d 5 0 在4 2 2 0 - - 一4 9 4 2m g k g ，比食盐更安全( l d 5 0 4 0 0 0m g k g ，j 、鼠。5 2 5 0m g k g ，大鼠) ，安全性较高旧。 植酸分子中有1 2 个酸性氢原子，其解离常数与p h 的关系见表1 1 f 1 8 】。其离解 主要分为三步：( 1 ) h 1 2 l = h s l 6 + 6 h + ；( 2 ) h 6 1 6 = i - h l s + 2 h + ；( 3 ) h 4 l s = l 1 2 + 4 h + 表1 1 植酸的离解常数与p h t a b l 81 1t h ep k aa n dp ho fp h y t i ea g i d 重庆：r 商大学硕+ 学位论文 植酸作为一种络合剂，还能与二价或三价阳离子形成不溶性的复合物而干扰 某些无机盐或微量元素的吸收利用【1 9 1 。 1 2 3 植酸的提取与制备方法 早期制备植酸是将米糠脱脂后，用强酸( 例如盐酸、硫酸、硝酸等) 酸浸及 中和得到菲丁，然后将其溶解于盐酸，加入氢氧化钡，并加入过量的稀硫酸及硫 酸铜，再加入硫化氢，过滤后得到稀植酸溶液。植酸的制备方法主要分为化学合 成法、微生物发酵法和天然产物提取法三种。化学合成法主要是以非植酸化合物 为原料( 如环己六醇( 肌醇) 、六羟基苯、无机磷酯、淀粉等) 通过化学反应合成， 但费用较高，无工业意义。微生物发酵法：该方法是通过寻找适当的生产菌，然 后做诱变剂处理选得肌醇缺