（制糖工程专业论文）柿子皮多酚物质的提取和除臭活性研究.pdf

柿子皮多酚物质的提取和除臭活性研究 摘要 柿为柿科( e b e n a c e a e ) 柿属( d i o s p y r o s l ) 植物，落叶乔木，生于热带 和温带。柿含有黄酮、鞣质、胡萝卜素等多种化学活性成分，具有很高的 开发价值。本文以广西桂北地区柿子深加工副产品一柿子皮为原料，进行 多酚物质提取、纯化和消臭活性等方面研究，得到如下结论： 采用传统溶剂浸提法，在单因素的基础上进行正交实验，确定柿子皮 多酚物质最佳提取工艺：丙酮体积百分数5 0 ，浸提温度5 5 ，浸提时间 1 0 5 m i n ，料液比1 ：1 6 ，在此条件下多酚提取率为7 1 1 6 。 6 种吸附树脂静态实验和静态动力学曲线测定结果表明，h p 2 0 大孔吸 附树脂对柿子皮多酚物质具有良好的吸附和解吸性能。通过动态试验确定 h p 一2 0 上样流速为2 b v h ，样液浓度为2 9 1 m g m l ，样液p h 为4 8 。乙醇 梯度洗脱研究表明，4 0 乙醇洗脱所得样品多酚纯度最高为3 2 0 4 。 微生物实验表明，初步纯化所得三个样品a 、b 、c 有不同程度的抑菌 性能，样品b 抑菌效果优于样品a 和c ，并且抑菌活性随样品剂量的增大 而增强。样品b 对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌最低抑制浓度( m i c ) 分别为：2 5 0 m g m l 、1 2 5 m g m l 、2 5 0 m g m l ；最低杀菌浓度( m b c ) 分别为： 5 0 0 m g m l 、2 5 0 m g m l 、5 0 0 m g m l 。 运用仪器分析和感官测试两种方法研究柿子皮多酚样品除臭效果，结 果表明样品对氨气、三甲胺、硫化氢、甲醛、吲哚均有一定的消除作用。 样品b 对三甲胺的消除效果最好，甲醛最差，这可能样品多酚纯度及臭气 本身的结构和理化性质有关。仪器分析法和感官测试法相结合更加准确的 说明多酚样品的除臭效果。 运用s e p h d a e xl h 2 0 对样品b 进一步纯化，8 0 乙醇洗脱所得样品b 2 活性最高，多酚纯度为5 3 6 4 ，对三甲胺消除率为6 2 3 7 ( 1 m g m l ) 。紫 外扫描实验结果表明样品有多酚类物质的特征吸收峰；通过高效液相色谱 分析，与所选用标品对照，表明样品b 2 中可能含有没食子酸、儿茶素、 表儿茶素等酚类物质。 关键词：柿子皮多酚提取纯化抑菌除臭检测 i i s t u d yo nd e o d o r i z a t i o na n de x t r a c t l 0 n o fp o l y p h e n o lf r o mp e r s i m m i o np e e l a bs t r a c t p e r s i m m i o nb e l o n g i n gt oe b e n a c e a ed i o s p y r o s li sd e c i d u o u st r e e i t d i s t r i b u t e si nt o r r i da n dt e m p e r a t ez o n e i ti sa b u n d a n ti nf l a v o n e ，t a n n i sa n d c a r o t e n ee t cw h i c ha r eb i o a c t i v ec o m p o n e n t s ，s oi ti sw o r t h yo fd e v e l o p i n g t h i sp a p e rm a i n l yc o n d u c t e dt h ee x t r a c t i o n ，p u r i f i c a t i o na n dd e o d o r a n te f f e c to f p o l y p h e n o l sf r o mp e r s i m m o np e e l t h er e s u l t sw e r es h o w e dt h a t ： t h ee x p e r i m e n tu s e dt h et r a d i t i o n a ls o l v e n te x t r a c t i o n b a s e do ns i n g l e f a c t o rt e s t s ，t h o g o n a lt e s tw a sd o n e t h eo p t i m u me x t r a c t i o nc o n d i t i o n sw e r e t h a tt h ec o n c e n t r a t i o no fa c e tw a s50 ，e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r ei s55 。c ，t h e e x t r a c t i o nt i m ew a s10 5 m i na n dt h er a t i oo ft h ep e r s i m m o n p e e lt os o l v e n tw a s 1 ：16 u n d e rt h eo p t i m a lc o n d i t i o n st h ee x t r a c t i o ny i e l dc o u l dr e a c h71 16 t h r o u g ht h ea b s o r p t i o no fs t a t i ca n dd y n a m i cc u r v eo fs t a t i cs t u d y i n gi n t h es i xk i n d so fm a c r o p o r o u sr e s i n r e s o u l ts h o w e dt h a th p - 2 0r e s i nh a d e x c e l l e n t a b s o r p t i o n a n dd e s o r p t i o np r o p e r t i e s t h e d y n a m i ca b s o r p t i o n c o n d i t i o n sw e r ef l o ws p e e d2 b v h ，c o l u m nd e n s i t y2 91 m g m la n dp h 4 8 t h r o u g h t h er e s e a r c ho n g r a d i e n te l u t i o n ，i ts h o w e dt h a t ：4 0 e t h a n o le l u t e dt h e p u r i t yw h i c hc o u l dr e a c h3 2 0 4 t h r o u g ht h eb a c t e r i a le x p e r i m e n t s ，t h r e es a m p l e sh a de f f e c t so fr e s t r a i n i n g i i i b a c t e r i u m t h es a m p l ebh a db e a e ra n t i b a c t e r i a le f f e c tt h a nt h eo t h e rt w o s a m p l e s t h ee l i m i n a t i o ne f f e c te n h a n c e dw i t ht h ec o n c e n t r a t i o no fs a m p l e i n c r e a s i n g t h em i n i m u mi n h i b i t i o nc o n c e n t r a t i o n ( m i c ) o fs a m p l ebo n e s c h e r i c h i ac o l i ，s t a p h yl o c o c u sa n ds a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a ew e r el i s t e da s f o l l o w s ：2 5 0 m g m l ，12 5 m g m l ，2 5 0 m g m l t h em i n i m u m s t e r i l i z a t i o nq u a l i t y f r a c t i o n s ( m b c ) w e r e ：5 0 0 m g m l ，2 5 0 m g m l ，5 0 0 m g m l c o m b i n i n ga p p a r a t u sw i t hs e n s o r ya n a l y s i sm e t h o d t h er e s u l t ss h o w e d t h a t ：t h ee x t r a c to fp o l y p h e n o lh a de f f e c to na m m o n i a ，t r i m e t h l a m i n ，s u l f u r e t e d h y d r o g e n ，f o r m a l d e h y d ea n di n d o l e t h es a m p l ebh a dt h eb e s t e f f e c to n t r i m e t h l a m i na n dt h ew o r s te f f e c to nf o r m a l d e h y d e t h i sm i g h tr e l a t e p o l y p h e n o lp u r i t y , t h es t r u c t u r ea n dc h a r a c t e ro f t h es m e l ts u b s t a n c e a p p a r a t u s a n ds e n s o r ya n a l y s i sm e t h o d sc o u l ds h o wt h ee f f e c to fd e o d o r i z a t i o ne x a c t l y t h r o u g ht h e f u r t h e rp u r i f i c a t i o n b ys e p h d a e xl h 一2 0 ，t h ep o l y p h e n o l p u r i t yo fs a m p l eb - 2w a s5 3 6 4 t h ed e o d o r a n tr a t eo fi to nt r i m e t h l a m i n e w a s6 2 37 ( 2 m g m l ) s a m p l e sw e r ed e t e c t e db yu v s p e c t r u m a f t e rc o m p a r e d t ot h ec h a r a c t e r r i s t i ca b s o r p t i o no fp o l y p h e n o l ，t h es a m p l ew a ss u p p o s e dt o c o n t a i nt h ep o l y p h e n 0 1 b yu s i n gt h eh i 曲p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ( h p l c ) ，w es e l e c t e dt h r e ek i n d so fp h e n o l i c ss t a n d a r d st od e t e r m i n es m a l l m o l e c u l a rp h e n o l i c si nc a m e l l i i ac h r y s c a t h t h er e s u l ts h o w e dt h a ts a m p l eb 一2 m i g h tc o n t a i n eg a l l i ca c i d ，t h ec a f f e i n ea n dt h et a b l ec a f f e i n e k e yw o r d s ：p e r s i m m o np e e l ；p o l y p h e n o l ；e x t r a c t i o n ；p u r i f i c a t i o n ； a n t i b a c t e r i a l ；d e o d o r i z a t i o n ；d e t e r m i n e i v 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 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。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： 馥、 卯g 年月 亿日 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： 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； 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； 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： 囹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：王毂 新躲辛陬删日 广西大掌硕士掌位论文柿子皮多酚物质的提取和除臭活性研究 1 1 柿简介 第1 章绪论 柿属柿树科( e b e n a c e a e ) 柿属( d i o s p y r o s k a k i l ) 植物，本属植物全世界约有5 0 0 余种，大多数为热带或亚热带植物【l 】，少数产于暖温带。原产于我国的柿属植物现有6 6 种，多数分布于海南岛、广东、广西、福建、云南等省( 自治区) 的热带和亚热带地区， 长江以南的暖热带也有少量分布。 我国柿品种繁多，一般根据柿果涩味的差别，将柿品种分为完全涩柿( p o l l i n a t i o n e o n t e n t a sa s t r i n g p c a ) ，不完全涩柿( p o l l i n a t i o nv a r i a n ta s t r i n g e n tp 瑚) ，不完全甜柿 ( p o l l i n a t i o n v a r i a n t n o n a s t r i n g e n t p v i v a ) 和完全甜柿( p o l l i n a t i o n c o n t e n t n o n a s t r i n g e n t p v i v a ) ，其中前3 个品种为涩柿类，采收后有涩味，需人工脱涩后方可食 用，我国所产的品种多属涩柿类【2 j 。 柿子具有极高的经济价值，迄今为止，各国科研工作者发现柿子中的多种活性物质 成分，其中包括类胡萝卜素化合物、黄酮类、脂肪酸、酚类和多种氨基酸、微量元素等， 被广泛用于医药、保健和化妆品等领域，柿的应用，早载入本草衍义等医药典籍。 1 1 1 柿的价值 ( 1 ) 柿的营养价值 柿子是绿色的保健果品，柿子富含单宁，高抗病虫，很少用药，生产的柿子是绿色 食品。柿子鲜果营养丰富，在化验的2 0 种营养成分中，柿子有1 2 种营养成分( 维生素、 胡萝卜素、钙、蛋白质、灰分、磷、锰、维生素、碳水化合物、钾、膳食纤维和可食部 分) 高于苹果，有2 种营养成分( 维生素b 2 和铜) 和苹果相等。柿子中维生素c 的含量是 苹果的7 5 倍，维生素a 的含量是苹果的6 倍，钙元素的含量是苹果的2 5 倍，糖类的含量 比一般水果高出1 2 倍。柿果可健脾胃，是美颜明目、润肤的佳果。 ( 2 ) 柿的药用价值 柿果不但营养丰富，而且具有很高的药用价值，南朝著名医学家陶弘景在名医别 录中记载“柿果性味干涩，微寒，无毒。可清热润肺，化痰止咳，主治咳嗽、热渴， 吐血和口疮 等病症。另据本草纲目记载：“柿乃脾肺血分之果也，其味甘而气平， 性涩而能收，故有健脾、涩肠、止血之功。现代医学也认为柿果有清热、降血压、止 l 柿子皮多酚物质的提邱u p 除臭活性习杉巴 血的功效，对于高血压、慢性气管炎、痔疮出血、便秘患者、缺碘性甲状腺肿大患者， 是一种良药。成熟的红柿具有平和滋养作用，能补虚、健胃润肺、利肺；柿根性平，味 涩，主治血崩、血痢、痔疮；柿霜为柿饼外表生成的白色粉霜，具有清热、润燥、化痰 的功能，多作为祛痰镇咳良药，适用于治疗口舌生疮、咽喉干痛、肺热咳嗽等病症：柿 花主治痘疮溃烂；柿蒂为柿的宿存花萼，具有降逆气之功能，主治呃逆、暖气；柿皮和 根皮可活血止血，主治便血、血崩、血痢，外用制烫火伤疮；柿漆为未成熟的色青味涩 的柿子加工而成，可治疗高血压。现代药效学实验表明，柿果还可促进血中乙醇的氧化， 有解酒毒之功效。在我国台湾省，d i o s p y r o sm a r i t i m ab l m 的茎用于对风湿的食疗中【3 j ； 在日本，柿子汁用于治疗低血压，预防中风在非洲，d i o s p ) r r o sz o m b e n s i sw h i t e 的根皮 用于血吸虫病的治疗【4 】。 柿叶作为药用始载于明滇南本草，以后诸家本草及医药树叶多有记载。现代研 究表明，柿含有黄酮、靴质、酚类、香豆素、胡萝b 素等多种化学成分，具有抗菌、止 血、活血化淤、降脂、抗氧化、抗癌等功效。临床上用柿叶黄酮注射液治疗以革兰氏阳 性菌感染引起的急慢性炎症，如大叶炎症、d , j l 炎症、手术及外伤感染、上呼吸道感染 等病症1 3 6 例，治愈率7 1 2 ，显效率1 1 ，总有效率9 0 3 。通过电子自旋共振分析发 现，柿叶鳞质可清除氧自由基，强烈抑制大鼠脑匀浆类脂过氧化，还能非竞争性可抑制 血管紧张素转化酶【5 】。近年来，我国各地制成的柿叶茶，对高血压、冠心病和食道癌有 一定疗效，对亚硝胺类所诱发的小鼠前胃鳞状上皮增生和癌变有一定的阻止作用。柿叶 复方可治疗某些毒病感染激老年慢性气管炎、慢性前腺炎等【6 】。另外，柿叶中含有大量 维生素c ，多种氨基酸及胡萝b 素等营养成分，长期服用能滋润皮肤，保持皮肤健美， 具有很好的美容作用。 1 1 2 柿子国内外研究现状 在西方及日本等国对柿叶的开发应用比较成功，它们不但对柿叶进行了初级加工利 用，而且对柿叶进行了深加工，从中提取出抗癌保健有效成分，并且获得了比较满意的 临床试验效果。在利用柿子消臭方面，日本利用柿单宁制成消臭产品【7 】，美国和韩国也 有用柿子汁提取物制成消臭产品的报道。并对柿单宁的结构作了初步的研究【8 】，柿单宁 为一多聚体，在一定范围内，柿子涩味随聚合度的增高而增强。 我国是柿子的原产地，2 0 0 0 年柿子产量为1 6 4 4 万吨，占世界柿子产量的7 1 5 。 2 柿子皮多酚物质的提邱u p 除臭活性研究 但是，由于柿果难于储藏，易软化，市场需求量相对地缩小，产区又多在山区，使得柿 果价格一路下滑，丰产不丰收。在柿子利用方面，柿果可制饼、蜜饯、果酱、酿酒造醋 及饮料等。现己有报道制成柿子饮料 9 1 ，发酵酿制半干型果洲1 0 l ，柿了果冻【l l 】，柿子果 酱【1 2 】等多种产品。 柿子皮中含有大量果糖，葡萄糖，蔗糖、多种维生素和矿物质，特别是碘，每百克 中约含碘5 0 r a g ，在水果中是颇为突出的。此外，还含有丰富的果胶( 柿子中果胶主要在 皮层) 鞣酸、色素，和纤维素。 柿子皮是柿子深加工的副产品，约占柿子重量的十分之一。对这一宝贵资源，最初 只是部分做为食品填料，大部分白白浪费，近年来柿皮的综合利用大幅度提高，陈栓虎 等致力于柿皮的综合利用和深加工，先后成功研制了柿子膳食纤维添加粉、柿子果胶、 柿皮膳食纤维添加剂、柿皮果冻、柿皮果酒及柿皮软糖等产品，提高了柿子的经济价值。 尽管研究成果比较多，总体上我国柿资源的综合利用率还很低，绝大部分还未利用。柿 子开发工作尚处在初期小规模生产阶段，柿皮综合利用尚未形成产业化规模。 1 2 除臭的研究 1 2 1 臭味来源及危害 恶臭物质种类繁多，不同类型物质分子结构中有不同的发臭基团，因而有不同气味 和阈值。产生恶臭的物质有上万种，按化学成分可分为五类：含硫化合物、含氮化合物、 卤素及其衍生物、部分含氧有机物和烃类。恶臭物质的来源主要有工业生产、生命活动 和人类生活两方面。 ( 1 ) 工业生产。恶臭物质的主要来源是各类工厂，特别是造纸厂、制药厂、焦化厂、 化工厂、食品加工厂、涂料厂、污水处理厂、染料厂、烟厂、屠宰厂等的废水废气。 ( 2 ) 生命活动和人类生活。人体自身产生的气味如吸烟产生的烟臭、出汗等产生的体 臭；家禽家畜宠物等生物体产生的臭气；人类日常生活产生的臭气如室内下水道和便厕 产生的臭气、物品发霉产生的霉臭、生活用煤气产生的气味、生活垃圾产生的气味等。 恶臭物质中对人体健康危害较大的有硫醇类、氨、硫化氢、二甲基硫、三甲胺、甲 醛、苯乙烯、铬酸和酚类等。恶臭污染对人体主要有以下几个方面的危害：危害呼吸系 统、危害循环系统、危害消化系统、危害内分泌系统、危害神经系统和影响精神状态。 广西大掌硕士掌位论文柿子皮多酚物质的提昂u p 除臭活性研究 1 2 2 除臭研究进展 大多数恶臭气体是经由厌氧过程产生的，而好氧过程则主要产生作为降解中间产物 的低级醇、醛、脂肪酸等恶臭物质。氨产生主要来自尿酸分解和氨基氮脱氨，促使这些 分解作用的主要是革兰氏阴性细菌，如肠内的大肠杆菌、变形杆菌、绿浓杆菌、痢疾杆 菌、铜绿色假单胞菌等，都具有脱氨酶活性，由氨基氮产生氨，由胱氨酸或半胱氨酸产 生硫化氢，由色氨酸产生粪臭素，而且这些菌还具有脱羧酶的活性，由氨基酸脱羧产生 胺类( 尸胺、腐氨) 。另外，还有细菌尿素酶对尿酸的脱氨作用产生氨气等。目前经常提 到的8 种恶臭物质为：h 2 s 、n h 3 、( c h a ) s h 、c h 3 s c h 3 ( d m s ) 、c h 3 s s c h 3 ( d m d s ) 、乙 醛、苯乙烯、苯。按照组成，恶臭气体大致有以下5 类： ( 1 ) 含硫的化合物，如硫化氢、二氧化硫、硫醇类、硫醚类等。 ( 2 ) 含氨化合物，如氨、胺类、酰胺、吲哚类等。 ( 3 ) 卤素及衍生物，如氯气、卤代烃等。 ( 4 ) 烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芒香烃等。 ( 5 ) 含氧化合物，如醇、酚、醛、酮、有机酸等。 国外对恶臭的研究最早开始于2 0 世纪2 0 年代末至3 0 年代初。1 9 7 0 - - 1 9 7 1 年，国际上 先后两次就恶臭源头、影响区域、恶臭物质的测定和评价方法进行了学术讨论，使得有 关恶臭污染的评价、控制方法等具体规定得到进一步完善。概括起来说，除臭方法分为 四类，第一类是以感官为主的消臭，即用香料去臭，对臭味物质起到掩蔽作用；第二类 是物理方法，即用活性碳等吸附剂吸附臭味物质；第三类是生物学方法，即用抑菌剂、 抗菌剂抑制微生物的繁殖；第四类是化学法，即利用活性物质与臭味物质发生中和、加 成、缩和等化学反应消臭。 目前研究表明多种天然植物的提取物具有消臭作用，如茶叶提取物以2 苯基苯并吡 喃为结构的衍生物黄酮类物质、柿单宁、贯仲叶中提取的单宁与类黄酮、大豆谷类提取 物多糖、氨基酸、竹叶中的有机酸、酚、多糖、叶绿素、纤维素、食用伞菌的提取物、 乙酰壳多糖、各种天然产物提取的酚类【1 3 - 1 4 1 。 1 3 植物多酚 植物多酚( p l a n tp o l y p h e n 0 1 ) ，是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质，主要存 4 柿子皮多酚物质的提鄞u p 除臭活性研究 在于植物的皮、根、木、叶、果中【15 1 。植物多酚在自然界的储量非常丰富，其作为一类 具有生物活性的天然化合物，对人体的营养和健康有着重要的影响。而随着研究的深入， 植物多酚在医学、食品、制革工业、日用化工等方面都表现出了越来越重要的作用。 1 3 1 植物多酚的结构、性质和生理功能 植物多酚的科学分类法直至u 1 9 2 0 年才f l 了f r e u d e n b e r g 提出，且o f r e u d e n b e r g 按单宁的化 学结构特征将其分为水解单宁( 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。水解单宁主要是聚桔酸酯类多酚，即桔酸及其衍生物与多元醇以酯键连接而成， 可细分为桔酸单宁( 水解后产生桔酸) 和鞣花单宁( 水解后产生鞣花酸及其与六羟基联 苯二酸有关的物质) 两类；缩合单宁主要是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( 图1 1 ) 。 目前，植物多酚的研究方向也有明显改变。以前人们研究多酚化学主要以机构测定 为主，多酚生理活性方面的研究很少。如今，关于植物多酚生理活性方面的研究己大大 增加，且多酚化学的研究也转为以性质研究为主。 荧烷醇类髋酶类 图1 1 植物多酚化学结构示意图 1 3 1 1 植物多酚与蛋白质、生物碱、多糖的反应 植物多酚与蛋白质的结合反应是其最重要的化学特征，这方面的研究工作开展得也 最多、最深入。现在普遍接受的是2 0 世纪8 0 年代h a s l a m 等( 1 9 8 9 ) 提出的“手套一手”反 应模式，即植物多酚以疏水键和多点氢键与蛋白质相结合的反应理论。反应历程主要是 植物多酚先通过疏水键向蛋白质分子表面靠近，多酚分子进入疏水袋，然后发生多点氢 广西大掌硕士掌位论文柿子皮多酚物质的提邱u p 除臭活性研究 键结合。植物多酚与生物碱、多糖甚至与核酸、细胞膜等生物大分子的分子复合反应也 与此相似。 1 3 1 2 植物多酚金属离子的络合 植物多酚中的多个邻位酚羟基可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应，形 成稳定的五元环螯合物。由于植物多酚配位基团多、络合能力强、络合物稳定，大部分 金属离子与多酚络合后都形成沉淀。在碱性条件下，多酚与金属离子易形成多配络合物。 多酚与某些高价金属离子女i c r 6 + 、f e 3 + 等作用时，络合的同时把金属离子从高价态还原 至低价态。多酚与金属离子的络合作用是其多种应用的化学基础【l 引。 1 3 1 3 植物多酚的抗氧化性 植物多酚的酚羟基结构( 邻苯二酚或邻苯三酚) 中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌 类结构，消耗环境中的氧，同时对活性氧等自由基具有很强的捕捉能力，这使多酚具有 较强的抗氧化性以及清除自由基的能力。其反应如下：p h ( 多酚) + r o o ( i i 质自由 基) _ p + r o o h 。此外，植物多酚在2 0 0 - - 3 5 0n m 间具有较强的紫外吸收，因此植物多酚 可以作为抗老化剂和防晒剂的有效成分 1 3 1 4 植物多酚的生理功能 关于植物多酚生理活性的研究是近年来多酚研究的热点之一，也是多酚化学中发展 最快的一个方向。通过对动物进行大量的体内及体外实验，众多的流行病学资料表明： 食用一定量的植物多酚对疾病有预防及抑制作用【1 7 】。 ( 1 ) 抗动脉硬化、防治冠心病与中风等心血管疾病及消炎、抗过敏作用和抗病毒作用 k n e k tp 等报道说多酚物质能抑制血小板的聚集和粘连，具有抑制脂新陈代谢中的 酶作用，而且能诱导血管等的血管舒张，从而可以防止中风、抗血栓病、治疗糖尿病及 动脉粥状硬化等【1 8 】。s h o e n f e l d 等报道通过摄人多酚类物质可加强免疫细胞功能，起到 消炎作用，从而降低心血管疾病的危险【1 9 】。h e r t o g 等也曾报道植物多酚能预防冠心病 和心血管疾病 2 0 】。c h e n o j i a n gy i n g 和j m w e s t e mb l o t 法对牛颈动脉内皮细胞进行体外实 验，发现茶多酚能有效抑制内皮细胞功能紊乱，并能有效抑制心血管疾病的发展【2 1 1 。 m a t s u m o t o 等报道植物多酚具有有益于健康的低甾醇血效应，可预防心血管疾病，有效 治疗冠心病，同时又有调节血压，降低血脂等作用。此外，植物多酚的消炎作用r o s s r 等也有报道。天然药物化学也记载多酚类物质有抗病毒作用【2 2 】。 ( 2 ) 抗氧化作用 现代医学研究证明，很多疾病如组织器官老化等都与过剩的自由基有关，多酚具有 6 柿子皮多酚物质的提昂u p 除- g b 活性研究 清除自由基的作用，且对自由基诱发的生物大分子损伤起到保护作用。a v i r a m m 等报 道多酚类物质能抑制低密度脂蛋白的氧化性2 3 1 。h o l i m a n 等也报道过多酚类物质的抗氧 化作用【2 4 】。f u y c a i 等也曾报道茶多酚在大鼠的细胞生长中有抗氧化作用，是大鼠的细 胞凋亡抑制剂【3 2 】。g u o - - - r o n gh e 等报道茶多酚对肝酒精中毒有净化作用【2 5 1 。z d u n c z y k a 也曾报道多酚类中的5 ，6 ，7 三羟基黄酮对丙醛有净化作用，能降低小鼠肝脏中的丙 醛含量【3 1 1 。 ( 3 ) 抗癌作用 a v i r a m m 发现多酚类物质在哺乳动物细胞中有广泛的生物效应。如抑制肿瘤发生。 s e e m aj a v e d n k 利用小鼠皮肤模型发现红茶多酚对肿瘤发生有化学预防作用【2 6 1 。亚硝 基化合物具有致癌性，w u y o n g - n i n g 等发现植物多酚中的茶多酚对亚硝基化合物具有抑 制作用，从而达到抗癌作用【2 7 1 。 ( 4 ) 抗老化和防晒作用 植物多酚具有较强的紫外吸收特性，在2 0 0 3 5 0 n m 间有较强的吸收蜂。特别是对能 量高、破坏力大的远紫外区有更强的吸收，因此植物多酚可以作为抗老化剂和防晒剂的 有效成分2 引。例如，多酚类物质可以与酪氨酸转化酶结合，从而阻止黑色素的生成，防 止皮肤变黑或出现雀斑、褐斑等，如金缕梅多酚和单宁酸被用于美白护肤品的配制等口9 1 。 此外，植物多酚还具有保护视网膜、抗视力下降的作用。如h u ix i a n g 等报道了茶多酚能 缓解人的晶状体球蛋白的氧化压力，从而起到保护作用【3 0 1 。 1 3 2 植物多酚的提取分离方法 多酚类化合物提取分离的方法有有机溶剂浸提、离子沉淀、柱分离、现代提取新方 法 3 3 - 3 4 。 ( 1 ) 有机溶剂萃取法 由于多酚物质在结构中都含有羟基，具有一定极性，所以水、低碳醇、乙酸乙酯、丙 酮都是可被选择的溶剂，通常可按以下原则分提：按主体酚类的含量、调节溶液的p h 值、根据酚类分子量。 ( 2 ) 离子沉淀法 冷却沉淀其原理是根据植物多酚在热水中溶解，大分子量多酚在低温下产生沉淀的 性质而达到粗分离的目的；金属离子沉淀法根据金属离子如a 1 3 + 、z n 2 + 、c a 2 + 、m d + 各 7 柿子皮多酚物质的提邱u p 除臭活性研究 自在一定的p h 条件下可使水溶液中单宁发生沉淀而得以分级，然后沉淀物再经酸处理使 多酚溶出。 ( 3 ) 柱吸附分离法 根据植物提取物中不同物质包括多酚类物质的不同分子量，不同的脂溶性、水溶性， 可利用层析法对其进行提取分离。根据载体的不同可具体分为，硅胶柱层析、聚酰胺柱 层析、葡聚糖凝胶柱层析等进行分离。 ( 4 ) 现代提取新方法 随着仪器分析的快速发展，仪器在植物多酚类的提取分离方面也发挥着越来越重要 的作用。与传统方法相比，这些新兴技术具有得率和含量高、速度快、条件温和有利于 有效成分的保护、物耗能耗少等特点，因此受到了越来越多的关注。 利用超临界流体萃取( s c f ) 可得到高纯度的植物多酚，并保持其原有的化学特征， 具有较高的经济效益；利用高效液相色谱( h p l c ) 可对植物多酚进行较好的分离及鉴 定等；采用超滤技术可对植物多酚进行很好的分离，可保证成品的透明度而不影响营养 成分。 1 4 立项背景及主要研究内容 1 4 1 立项背景 目前除臭方法主要分为物理法、化学法、物理化学法和生物法四大类。在日常生活 及城市环境治理中，常用的物理方法为掩盖法，如家庭或公共场所用芳香剂等；常用的 化学方法为氧化法，如利用臭氧发生器产生臭氧，通过臭氧的氧化作用，达到净化空气 的作用。物理化学以及生物法大多应用于公共设施的过程除臭，如垃圾收集站、污水泵 房等，其中生物法多采用土壤或填料塔进行臭气处理，上述诸多方法的除臭本质是过程 除臭，过程除臭没有从源头上消除污染源，只是在臭气污染过程中进行除臭，因此，过 程除臭存在以下问题： ( 1 ) 是被动除臭，对于间歇性臭气污染往往达不到除臭效果。 ( 2 ) 臭气成分一般比较复杂，单一过程除臭方法难以达到除臭目的。如生物吸收法、化 学氧化法都难以全部降解臭气组分。 ( 3 ) 过程除臭往往带来二次污染或二次污染物的处理。 8 g - 。西大掌硕士掌位论文柿子皮多酚物质的提邱u p 除臭活性研究 ( 4 ) 过程除臭持续时间长，因而处理费用高。 现在国内外除臭剂较多，但在除臭的同时又构成一定污染，不同程度地影响人体健 康【3 5 弓6 1 。如美国的大多数公厕和浴室除臭使用的除臭剂为一种有毒的化学物质：对二氯 苯【37 1 。或者是利用香精掩盖臭气，麻痹人的嗅觉，没有在根本上消除臭气物质，仍然对 人体有害。 因而，针对上述问题，选择以源头除臭为目的，采取化学、生物相结合的方法，利 用天然植物的有效成份的药理作用而开发出除臭剂将受到越来越多的重视。 柿原产于我国长江流域及其以南地区，在我国已有3 0 0 0 多年的历史。柿子含有多种 维生素、微量元素、氨基酸和其他生物活性物质，柿蒂、柿霜、柿漆、柿饼、柿花、柿 叶、柿皮、柿木及柿根均可作为药用。由于柿具有良好的生态效益和经济效益，近年来， 引起越来越多的科学工作者的重视。 在我国柿除鲜食外，多干制成柿饼。制作柿饼的过程，会形成很多柿子皮，尤其在 陕南、渭北，估计产量不下百万斤。我国对柿子活性成分的研究主要致力于对柿叶和柿 果的研究，而对于富含生物活性成分的柿子皮研究相对薄弱，对柿子活性物质提取及消 臭研究文献极少，如何经济、有效地将这些活性成分从柿子皮中提取分离和富集，变废 为宝，将是一件十分有意义的工作，同时为柿子活性物质研究提供理论依据。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 柿子皮多酚物质提取工艺的研究，主要探讨提取温度、浸提时间、料液比、溶剂 百分数等单因素对多酚得率的影响，并在单因素的基础上进行正交实验，探讨最 佳提取工艺。 ( 2 ) 通过树脂静态吸附试验和静态动力学研究，选择合适的树脂类型，并通过进一步 动态试验确定分离条件，对多酚样品进行粗分离。 ( 3 ) 研究粗分离样品的抑菌活性，利用抑菌圈考察粗分离样品的抑菌性能，并进一步 探讨样品的最小抑菌浓度和杀菌浓度。 ( 4 ) 通过仪器分析和感官测试研究多酚样品的消臭活性，利用顶空气相研究多酚物质 对氨水、三甲胺、硫化氢、甲醛、吲哚的除臭效果，以及温度和样品添加剂量对除 臭的影响，并进一步探讨了样品的除臭机理。 ( 5 ) 利用紫外分光光度法和高效液相色谱法，探讨除臭样品的具体成分。 9 柿子皎多酚物质的提取和除臭活性研究 第2 章柿子皮多酚物质的提取、初步纯化工艺研究 植物多酚由于其内部成分结构和性质的差异，提取分离方法多种多样，通常采用溶 剂法、络合沉淀、层析法 4 1 4 5 l 等方法。随着科学的进步，涌现出微波提取、超声波提取、 生物酶解提取、超临界流体萃取、膜技术提取等一系列新型的提取技术。大孔树脂分离 技术是2 0 世纪6 0 年代末发展起来的分离新技术之一，具有物理化学稳定性高、比表面积 大、吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解吸条件温和、再生处理方便、使用周期长、 宜于构成闭路循环、节省费用等诸多优点，已经广泛应用于天然产物中活性成分如黄酮 类、皂苷类、生物碱、多酚类等大分子化合物的提取分离【4 6 4 7 1 。 柿含有丰富的单宁类物质，国外研究表明，具有抑制人淋巴细胞自血病、降血压、 清除体内自由基以及抑制蛇毒等多种功能3 8 4 0 】。国内对其他来源的多酚提取及应用有很 多研究报道，但对柿的研究主要集中于保鲜、加工及脱涩方法，在多酚类物质的提取及 应用方面鲜见文献报道。 充分利用我国丰富的柿子皮资源，采用经典的有机溶剂提取，大孔树脂粗分离其有 效活性成分，为开发出纯天然、高效、无毒，具有消臭等特殊功效的药品、保健品和功 能食品提供理论依据。 2 1 材料、试剂与设备 2 1 1 主要材料 柿子皮：恭柿，产地为广西桂北地区 6 种吸附树脂按编号依次为h p 2 0 、l s a 4 0 、l s a 2 1 、x d a 1 、聚酰胺、h p d 6 0 0 2 1 2 主要试剂 丙酮( a r ) 盐酸( a r ) 磷酸( 刽 没食子酸( a r ) 钨酸纳( a r ) l o 洛阳市化学试剂厂 廉江化学试剂厂 广州化学试剂厂 广东汕头西陇化工厂 上海化学试剂公司 广西大学硕士学位论文 柿号坡多酚物质的提昂u p 除臭活性研究 钼酸钠( a r ) 硫酸理( a r ) 溴水( a r ) 无水碳酸钠( a r ) 2 1 3 主要设备 烘箱 f c 2 0 4 电子天平 g s y i i 恒温水浴箱 r e 5 2 a 旋转蒸发器 s h b i i i 循环水式多用真空泵 u v - 1 6 0 1 紫外可见光分光光度计 2 2 检测方法 天津市化学试剂四厂 广东光华化学试剂厂 天津大茂化学试剂厂 广东光华化学试剂厂 上海市实验仪器总厂 上海第二天平仪器厂 北京长源实验设备厂 上海亚荣仪器设备厂 郑州长城科工贸有限公司 日本岛津 2 2 1 总酚含量的测定：采用f o l i n c i o c a l t e a u 法【4 8 】 2 2 1 1 试剂的配置 f o l i n - c i o c a l t e a u 试剂：将1 0 0 0 9 钨酸钠( n a 2 w 0 4 2 h 2 0 ) 、2 5 0 9 钼酸钠 ( n a 2 m 0 0 4 2 h 2 0 ) 、7 0 m l 蒸馏水、5 m l 8 5 磷酸及l o m l 浓盐酸装入带回流装置的5 0 0 m l 圆底烧瓶中，充分混合，文火缓慢回流1 0 h 。再加入1 5 0 0 9 硫酸锂( l i 2 s 0 4 ) 、5 m l 蒸馏水 及数滴液溴，然后将烧瓶内溶液开口煮沸1 5m i n ，以便驱除过量的溴。冷至室温后用容 量瓶定容至l o o m l ，过滤。滤液呈微绿色，于棕色试剂瓶中冰箱保存。 2 0 n a 2 c 0 3 溶液：准确称取2 0 0 0 9 无水n a 2 c 0 3 ，用蒸馏水溶解，定容至1 0 0 m l 。 2 2 1 2 标准曲线的绘制 准确称取0 1 2 5 0 9 没食子酸于小烧杯中，用少量无水乙醇溶解，转移至1 0 0m l 容量 瓶中并用去离子水定容至刻度。移液管分别取o o 、2 0 、4 o 、6 0 、8 0 、1 0 o m l 于6 个1 0 0 m l 容量瓶中，用去离子水定容至刻度。分别移取不同浓度的标准溶液1 o m l j n 入到2 5 m l 容 量瓶中，依次加入1 5m l l 去离子水，混合；加入1m l f o l i n c i o c a l t e a u 试剂进行混合；在 0 5 - - , s m i n 内，加入3 m l 2 0 碳酸钠溶液，充分混合后用水定容至刻度。2 h 后，以空白作 柿子皮多酚物质的提邱u p 除 3 t - 活性研究 参比，在7 6 5 n m 波长下测定其吸光值。以没食子酸的浓度( r a g l ) 为横坐标，以其吸光值 为纵坐标，绘制成标准工作曲线。回归方程为：y = o 1 2 4 3 x - - 0 0 0 1 r 2 = 0 9 9 8 4 ，、 暑 皇 l n 咕 卜 、 二 2 2 2 柿子皮多酚提取率测定 g a l l i ca c i dc o n c e n t r a t i o n ( m g ，l ) 图2 1 标准曲线图 f i g 2 1 s t a n d a r dc a lv e 柿子皮多酚含量的测定采用f o l i n c i o c a l t e a u 法。提取液挥去有机溶剂，蒸馏水定 容。移取1 0 m l 样液至2 5 m l 容量瓶中，加入1 5m l 蒸馏水，混合；加入1m l f o l i n c i o c a l t e a u 试剂进行混合；在0 5 , - 一8 m i n 内，加入3 m l 2 0 碳酸钠溶液，充分混合 后用蒸馏水定容至刻度。2 h 后，以空白作参比，在7 6 5 n m 波长下测定其吸光度。柿子 皮总酚含量是多次提取至提取液加三氯化铁检测无色，合并提取液，测定，计算所得。 总酚含量：w = c v n l ( 2 1 ) 多酚提取率= ( 提取液多酚含量柿子皮总酚含量) x 1 0 0 ( 2 2 ) 式中：w ，总酚含量( m g g ) ；c ，柿子皮多酚质量浓度( m g m l ) v ，提取液体积( m l ) ； 1 1 1 ，柿子皮质量( g ) 2 2 3 多酚样品纯度 纯度( ) = 样品中多酚含量( m g ) 样品质量( m g ) ( 2 -