麦胚黄酮的制备及其降血脂和抗氧化作用的研究.doc

分类号： 密 级： u d c： 学位(毕业)论文麦胚黄酮的制备及其降血脂和抗氧化作用的研究a study on the preparation of wheat germ flavonoids and its function of antioxidation and reducing blood lipid effects学科、 专业： 食品科学 研 究 方 向： 功能性食品 研 究 生： 指 导 教 师： 副教授 完 成 日 期： 2009年4月 中国 独 创 性 声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得黑龙江八一农垦大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 时间： 年 月 日关于论文使用授权的说明本人完全了解黑龙江八一农垦大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意黑龙江八一农垦大学可以用不同方式在不同刊物上发表，传播学位论文的全部或部分内容。 （保密的学位论文在解密后应遵守此协议）研究生签名： 时间： 年 月 日导师签名： 时间： 年 月 日摘 要麦胚是面粉工业的副产品，是小麦籽粒的营养宝库和精华，麦胚中色素的主要成分是黄酮，它能捕捉生物体内膜烷过氧化自由基，切断生物体内导致人体衰老与疾病的脂质过氧化连锁反应，阻止脂质氧化酶的作用，其持续抗氧化作用效果强于维生素e。酶法已逐渐作为提取生物活性成分的新兴技术得到了广泛的应用，然而有关于酶法技术在麦胚黄酮类物质提取中的应用鲜见报道。另外有关麦胚黄酮降血脂及抗氧化作用的体内机制研究还未见过报道。本研究以麦胚为原料，利用酶法技术提取麦胚黄酮；通过动物试验探讨了麦胚黄酮在不同氧化体系中的抗氧化作用和降血脂效果。实验对纤维素酶辅助提取麦胚总黄酮的工艺进行了研究，在单因素实验的基础上，采用中心组合实验方案进一步研究酶用量，酶解时间，ph值和酶解温度四个因素对酶解效果的影响，得到了最佳的酶解条件为：酶用量为16.5mg，ph为3.8，酶解时间为42min，酶解温度为52.8，得到麦胚中黄酮的最大得率为0.62%。经动物实验对麦胚黄酮的降血脂及抗氧化作用研究，结果表明，麦胚黄酮能够明显地减少肝脏脂质积累，明显地降低大鼠血清和肝脏中tc、tg的含量(p0.01,p0.05)，提高hdl-c的含量(p0.01)。麦胚黄酮对高脂血症大鼠具有较强的抗氧化作用，能显著降低血清和组织中lpo含量(p0.01)，提高sod和gsh-px的活性(p0.05)。有效剂量为200mg/kg.d。通过对三种常用氧化体系进行抗氧化体外模拟试验，对制得的麦胚黄酮精制物的抗氧化功能性质进行的验证：适宜浓度的麦胚黄酮使油脂的过氧化值、丙二醛含量明显降低，对油脂具有显著的抗氧化能力；在适宜的浓度范围内麦胚黄酮具有较强的超氧自由基清除作用，且清除功能很强。当麦胚黄酮的浓度为1.255mg/ml时，清除率达到77.398.3%；麦胚黄酮与羟基自由基作用形成的酚氧自由基稳定性很高，具有强的抗氧化活性。当麦胚黄酮的浓度为1.257.5 mg/ml时，抑制作用达到44.878.6%。有理由认为麦胚黄酮是一种有效的自由基清除剂和抗氧化剂。本研究可为开发预防和治疗心脑血管疾病的保健食品奠定理论基础，为麦胚总黄酮的进一步开发利用提供技术参考和理论支持。关键词：麦胚黄酮；提取工艺；降血脂；抗氧化作用abstractwheat germ is a by-product of flour industry, which is the essence and nutrition treasurehouse of wheat grain. flavonoids are the major components of wheat germ, it can capture peroxylradicals in organism endomembrane, and cut off the lipid peroxidation chain reaction in vivo which is related to human aging and disease, and prevent the role of lipid oxidase, and the antioxidant effect is better than vitamin e. as the newly rising biological active component extraction echnology, enzymatic extraction method gradually has been widely used, however, it was rarely reported about enzymatic method applied in wheat germ flavonoids extraction. in addition, the vivo mechanism of wheat germ flavonoids hypolipidemic and antioxidant effects have not yet been the reported.in this study, took wheat germ as the raw material, used enzymatic technology extract wheat germ flavonoids, and discussed the antioxidation and reducing blood liquid effects through animal testing of wheat germ flavonoids in different oxidative system. the technology of cellulose assisted extract wheat germ total flavonoids was studied in the experiment. based on the single factor experiment the effects of four factors like amount of enzyme, enzymolysis time, ph value and temperature of enzymolysis were further studied through central composite experimental program, and the optimized enzymolysis conditions are as following: enzyme dosage 16.5mg, ph 3.8, enzymolysis time 42min, enzymolysis temperature 52.8 , the max yield of wheat germ flavonoids was 0.62%. antioxidation and reducing blood lipid effects of wheat germ flavonoids were studied by animal experiments, and the results showed that wheat germ flavonoids can significantly reduce the liver lipid accumulation, and significantly reduce serum and liver tc, tg content (p 0.01, p 0.05), and raise hdl-c levels (p 0.01) of rat serum. wheat germ flavonoids has strong antioxidant effect on hyperlipidemic rats, and can significantly reduce the serum and tissue lpo content (p 0.01), and increase the sod and gsh-px activity (p 2mmol/l并伴有hdl-c降低(6.24mmol/l)者动脉粥样硬化发病与死亡率显著增高。麦胚黄酮对血脂代谢的影响展示了其防治as的作用。bordia等早在20世纪70年代就发现黄酮类化合物对营养性高血脂症和血液凝固有非常明显的保护作用。黄酮类化合物能够明显阻止高胆固醇饲料所致的家兔高脂血症,明显降低血清胆固醇，血浆纤维蛋白原的升高，明显降低低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白的含量，提高高密度脂蛋白含量，阻止b2脂蛋白上升和a2脂蛋白降低，从而维持b/a值于正常水平，其作用明显优于安妥明组。balkan等报道将实验家兔分为普通饲料喂养之对照组、高胆固醇饲料喂养组和高胆固醇喂养加麦胚组，表明能降低血浆胆固醇和三酰甘油，并能改善因高胆固醇饲料诱发的氧化刺激及胆固醇在大动脉内皮的蓄积。国内学者高希宝等实验发现麦胚对改善血清中游离脂肪酸组成，降低胆固醇含量有显著作用。于长青等对用高胆固醇饲料饲养的小鼠形成高脂对照组，同时给予麦胚黄酮，观察麦胚黄酮对高脂对照组小鼠胆固醇代谢和胆固醇在大动脉蓄积的影响，结果表明麦胚黄酮组tc、tg极显著低于高脂对照组(p0.01),hdl-c极显著高于高脂对照组(p0.01)。陆旭等在应用麦胚油丸为高血脂病人的服用试验中发现其可选择性地升高高密度脂蛋白胆固醇(hdl-c)，升高hdl-c的作用(升24.4%)比较明显。还有学者发现麦胚具有延缓脂肪肝发生的作用，喂高脂肪饲料的同时给予麦胚，有显著阻止肝中胆固醇和脂肪升高作用。文献表明，高脂型的as主要与hdl和ldl水平有关，hdl可将体外胆固醇运送到肝脏内，因而可降低血液中胆固醇的浓度，hdl能够转运动脉壁胆固醇到肝脏分解为胆酸,是有效的抗as因子。而影响hdl转运胆固醇的主要因素是卵磷脂胆固醇酰基转移酶(lcat)活性，lcat能够使血中胆固醇催化生成胆固醇酯转入hdl核心部分而转动，hdl的含量反映了从心脑血管系统运送胆固醇至肝脏代谢的活跃程度。综上所述可表明麦胚黄酮抗as的机制与降血脂有关。（3）抗氧化作用黄酮类化合物清除氧自由基的作用机制途径：通过抗氧化剂的还原作用直接给出电子而清除自由基，同时能显著提高超氧化物歧化酶(sod)和谷胱苷肽过氧化物酶(gsh-px)活性并对过氧化氢(h2o2)的生成有明显的抑制作用；通过抗氧化剂对金属离子的络合，降低若干需金属离子催化的反应,从而间接实现抗氧化作用。目前研究已证实，sod、gsh-px是体内最重要的抗氧化酶, 分别具有清除体内过量的自由基和抑制脂质过氧化的作用。在机体抗自由基损伤中起着重要作用。thomas等报道gsh-px对内皮细胞防御氧化损伤起到重要作用。于长青等研究发现麦胚黄酮可显著增强大鼠血液中sod、gsh-px活性,提示麦胚黄酮可能通过提高机体抗氧化酶类的生物合成而增强机体抗氧化能力,从而有效地防止的发生。徐贵发等实验研究结果显示麦胚提取的黄酮类化合物能增加sd大鼠gsh-px酶活性,降低体内脂质过氧化水平。脂质过氧化物(lipid peroxidase,lpo)能通过多种途径促进的as发生和发展， lpo可造成内皮细胞受损，平滑肌细胞坏死,最终导致细胞结构和功能的改变。它的中间产物丙二醛(mda)可改变ldl的性质，导致大量的胆固醇堆积于平滑细胞和巨噬细胞，使血脂升高。于长青等报道高脂血症大鼠在给予麦胚黄酮灌胃后，血清和组织中lpo含量明显降低，说明了麦胚黄酮具有抗氧自由基的作用,并使血脂降低。ross等认为lpo对胆固醇酯酶活性的抑制，有助于tc的沉积，促进as的形成和发展。而麦胚黄酮能显著降低实验性高脂血症大鼠血清和组织中lpo含量清除过多活性氧自由基。氧化修饰低密度脂蛋白(ox-ldl)在as的发生与发展中起着重要作用。有关研究表明在as损害部位存在ox-ldl抗原决定簇，而正常动脉壁中却没有，麦胚黄酮具有抗氧化作用，能减少ox-ldl的生成。可见，麦胚黄酮作为一种强抗氧化剂，通过减少ox-ldl的生成，增加sod合成及活性，清除氧自由基而降低as的发生。1.3.3 前景展望由动脉粥样硬化(as)所引起的心血管疾病是导致全球人口死亡的主要原因之一，故干预的治疗和预防尤为重要。由于有疗效稳定、毒副作用小、资源丰富且经济实惠等特点，黄酮类化合物在营养保健和医药方面的作用已备受重视。我国有着麦胚丰富的植物资源优势，而黄酮的提取工艺也在日益优化，过程也越来越化繁为简。这一切也预示有着降血脂、抗氧化功效的麦胚黄酮在抗动脉粥样硬化的应用中具有广阔的应用前景，但在揭示其抗as机制的生化学方面有待于进一步的研究。1.4 研究的目的意义麦胚是面粉工业的副产品，是小麦籽粒的营养宝库和精华，麦胚中色素的主要成分是黄酮，它能捕捉生物体内膜烷过氧化自由基，切断生物体内导致人体衰老与疾病的脂质过氧化连锁反应，阻止脂质氧化酶的作用，其持续抗氧化作用效果强于维生素e。因此，加速这一新型保健食品资源的开发研究，形成消费者需求的系列保健产品，不仅有着较高的营养保健效果，而且将会带来极好的经济效益和社会效益。本研究以麦胚为原料，利用酶法技术提取麦胚黄酮；通过动物试验探讨了麦胚黄酮在不同氧化体系中的抗氧化作用和降血脂效果。本研究可为开发预防和治疗心脑血管疾病的保健食品奠定理论基础，为麦胚总黄酮的进一步开发利用提供技术参考和支持。黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第二章 麦胚黄酮提取工艺研究 第二章 麦胚黄酮提取工艺研究黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物。据统计目前发现有6000余种，为天然酚类化合物之首。由于这类化合物大多呈黄色或淡黄色，因此称为黄酮。此类化合物在植物的组织内大部分与糖结合成普存在，少部分以普元形式存在。黄酮类化合物是麦胚中主要的生理活性物质，能捕捉生物体内膜脂质过氧化自由基，捕捉生物体内的超氧化物及氧离子，螯合金属离子使之纯化，阻止脂肪氧化酶的作用等。近年来，不少学者对麦胚中黄酮类物质的提取技术进行了多方面积极和有益的探索，但主要还是集中在对传统提取方法的优化改良上；酶法（主要是纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等及其复合酶类）已逐渐作为提取生物活性成分的新兴技术得到了广泛的应用，然而有关于酶法技术在麦胚黄酮类物质提取中的应用鲜见报道。与传统提取方法相比，酶法提取具有无毒性、效率高、反应条件温和及催化活力可被调节控制等优势。因此，本文着重对纤维素酶辅助提取麦胚总黄酮的工艺进行了较详细的研究，以期改善传统溶剂提取法的不足。2.1 实验材料2.1.1材料麦胚，购于黑龙江科研所，用烘箱在6070烘干，粉碎过60目筛备用。2.1.2主要试剂 芦丁：中国药品生物制品检定所；纤维素酶：北京生化试剂制品厂；盐酸、硫酸、95乙醇、冰乙酸、石油醚、甲醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠和三氯化铝均购自天津市大茂化学试剂有限公司。2.1.3主要仪器电子天平：mettler pm460；超临界液体萃取装置：ha121-50-01型，南通市华安超临界萃取有限公司；旋转真空蒸发仪r-200：瑞士buchi；紫外可见