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文檔簡介
1、文獻綜述題目:蘋果渣中提取純化多酚的研究進展XX農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文文獻綜述蘋果渣中提取純化多酚的研究進展摘要:蘋果中含有豐富的營養(yǎng)成分,位列我國四大水果之首。近年來,隨著我國蘋果種植面積的不斷擴大,蘋果產(chǎn)量逐年增加,蘋果加工也越來越受到人們的關(guān)注。由于蘋果中含有的生物活性物質(zhì)-蘋果多酚,具有很強的抗氧化性、去除體內(nèi)自由基、抑菌、抗衰老、等功能,因而其廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品、制革和日用化工等領(lǐng)域,并發(fā)揮著不可替代的作用。蘋果渣是蘋果加工中的副產(chǎn)物,含有豐富的生物活性物質(zhì),它的綜合利用不僅能提高企業(yè)的經(jīng)濟效益,還能防止大量的蘋果廢渣對環(huán)境造成污染蘋果多酚具有很高的藥理生理價值,因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)食
2、品日用化工等領(lǐng)域,發(fā)揮著不可替代的作用。我國對蘋果果渣的研究利用始于20世紀(jì)50年代,但一直未取得突破性進展。因此,如何充分利用蘋果渣進展深加工使之變廢為寶已經(jīng)成為眼下較為關(guān)注的熱點問題。本文主要論述了蘋果渣中多酚類物質(zhì)的組分、性質(zhì)、提取工藝、生物活性以及應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞:蘋果渣;多酚;提取;別離純化;生物活性我國現(xiàn)在是世界上最大的蘋果生產(chǎn)國和消費國,蘋果種植面積和產(chǎn)量均占世界總量的40%以上,在世界蘋果產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。蘋果渣雖然是蘋果果汁加工中的廢料,但是含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),其中果肉和果皮含量占總量的90%。我國對果渣的研究利用始于20世紀(jì)50年代,但是一直未取得突破性進展,果品加工廢料
3、的綜合利用遠遠低于興旺國家2。目前蘋果廢渣的綜合利用主要有以下幾種途徑。利用蘋果渣做飼料;利用蘋果渣的微生物發(fā)酵生產(chǎn)酒精等產(chǎn)品;從蘋果渣中提取膳食纖維。但所利用的蘋果渣僅占總量的一小局部,大多數(shù)蘋果渣還是作為垃圾處理。既浪費資源,又污染環(huán)境,因此,如何充分利用果渣進展深加工已經(jīng)成為了眼下較為關(guān)注的熱點問題。我國對于蘋果渣的利用研究目前處于起步階段,其中對于多酚類物質(zhì)的提取也進展了初步研究,蘋果渣的利用卻已經(jīng)得到人們?nèi)罕姷母叨戎匾暎瑢τ谔O果渣的資源利用必將具有廣闊的前景。多酚是水果中常見的物質(zhì),幾乎所有的水果中都含有多酚類物質(zhì)。現(xiàn)在已從茶葉、葡萄、銀杏、蘋果、棗、梨、李等多種植物中提取出多酚類物
4、質(zhì)。多酚類物質(zhì)對水果及其制品的風(fēng)味和顯色起一定作用,人們很早就發(fā)現(xiàn)多酚類物質(zhì)的一系列成效,并利用其特點改善果制品加工工藝。近年來,學(xué)者們對多酚類物質(zhì)的研究也從開發(fā)利用逐漸向提取、別離、純化、生物活性等方向轉(zhuǎn)變。1.蘋果多酚的分布分類多酚類物質(zhì)的化學(xué)研究始于18世紀(jì)末,但是由于其構(gòu)造比擬復(fù)雜,性質(zhì)活潑,衍生物繁多,并且經(jīng)常以性質(zhì)構(gòu)造類似的同系混合物的形式存在,因此對于多酚類物質(zhì)的研究,進展比擬緩慢。直到1920年德國科學(xué)家Freudenferg才提出,根據(jù)構(gòu)造特征的不同將多酚類物質(zhì)分為水解單寧和縮合單寧兩大類3。到20世紀(jì)后期,隨著對多酚類物質(zhì)研究的深入,其分類方法也愈加詳細,蘋果中常見的多酚類
5、物質(zhì)按官能團構(gòu)造可分為黃烷-3-醇類、黃酮醇類化合物、羥基笨丙烯酸類、二氫查耳酮、花色素類等五大類4。按多酚空間構(gòu)造大小可分為單體、糖苷類多酚和縮合單寧三大類。但總體上來說,多酚類1蘋果渣中提取純化多酚類物質(zhì)的研究進展物質(zhì)是帶有一個或多個羥基取代基的芳香環(huán)。多酚通常是作為二次代謝產(chǎn)物存在于植物組織中,蘋果屬于富含多酚類物質(zhì)的水果并且果皮中多酚類物質(zhì)的含量大于果肉中的含量。蘋果多酚的組分分布與含量隨著蘋果的品種,種植條件,成熟度等區(qū)別表現(xiàn)出較大的差異性5。唐傳核,彭志英等對不同成熟度的蘋果進展了研究,發(fā)現(xiàn)成熟蘋果的主要多酚類為綠原酸、兒茶素和原花青素等;6而未成熟的蘋果中那么含有較多的二氫查耳酮
6、,槲皮酮等化合物。王思新等研究發(fā)現(xiàn),在不同品種的蘋果果實中,首紅和果光的多酚含量較高7。2.蘋果多酚的理化性質(zhì)蘋果多酚是蘋果中具有苯環(huán)并結(jié)合有多個羥基化學(xué)構(gòu)造物質(zhì)的總稱,主要包括黃烷-3-醇類,黃醇類化合物、羥基苯甲酸類、二氫查耳酮、花色苷類等5大類。蘋果多酚為棕紅色粉末狀,20%水溶液,呈紅褐色。100%粉末狀為黃褐色。液狀及粉末狀略有蘋果風(fēng)味,有一點苦味。易溶于水及乙醇,且加工適應(yīng)性高。粉末狀制劑室溫下可保存一年,其性質(zhì)和生理功能幾乎不變。穩(wěn)定性較好,其中,0.1%-1%多酚水溶液在pH2-10X圍內(nèi)加熱30min(100)其保存率在80%以上8。3.蘋果多酚生理功能的研究現(xiàn)狀3.1抗氧化
7、作用對蘋果多酚的抗氧化性研究起于20世紀(jì)90年代。Lee發(fā)現(xiàn)各種抗氧化劑的抗氧化性順序如下:槲皮素表兒茶素原花青素B2維生素C根皮素綠原酸。所以,蘋果中的槲皮素、表兒茶素和原花青素B2是蘋果的主要抗氧化劑,而不是維生素C。3.2抗過敏功能Tomomasa從未成熟蘋果中別離提純蘋果縮合丹寧,并以此為原料研究其對小鼠堿性白血病(RBL-2H3)細胞中組胺釋放的抑制作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘋果縮合丹寧可以影響小9鼠的早期信號轉(zhuǎn)導(dǎo)包括鈣的流動。3.3抑菌作用蘋果多酚具抑菌效果,尤其以多酚中的苯丙烯酸類物質(zhì)對細菌,真菌,病毒等微生物均有不同程度的抑制作用,有些殺菌抗毒的藥物的主要有效成分中就含有苯丙烯酸類物質(zhì)10
8、。其中對大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,霍亂菌,枯草桿菌,釀酒酵母等菌種的抑制作用效果顯著;對變形桿菌,痢疾桿菌,沙門氏菌等抗菌作用稍遜11。在抗毒方面,對腺病毒,副流感病毒,呼吸道合胞病毒等具有很強的抑制作用,多酚對微生物的抑制作用受環(huán)境影響較小,在不同條件下,其抑制效果相差不大,目前對多酚抑菌作用的原理研究尚少,普遍認為是多種因素共同作用的結(jié)果。如對蛋白質(zhì)的結(jié)合,與細胞膜的結(jié)合,金屬離子的鰲合等12。3.4抑制血壓上升作用多酚對微生物具有廣譜抗性,不僅能抵御食草動物對植物體的損害,同時也阻止了2XX農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文文獻綜述微生物的襲,包括提高對各種病原菌的耐受力和保護受傷地。另外,多酚對動物
9、體內(nèi)和其他環(huán)境多種微生物的長都能產(chǎn)生明顯的抑制作用。對酶的影響作為生物催化劑的酶其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)可以與多酶結(jié)合生成可溶或不可溶的結(jié)合物,結(jié)合物較酶的構(gòu)形有所改變,使酶的催化活性降低或喪失。現(xiàn)已明確血壓的上升與血壓緊縮素轉(zhuǎn)換酶系密切相關(guān),該酶系中的血管緊縮酶I轉(zhuǎn)換酶(ACE)可生成有血管收縮作用的血管緊縮素II,而抑制ACE的活性可起到有效預(yù)防高血壓的效果。田邊正行發(fā)現(xiàn)蘋果多酚成分具有很強的ACE抑制效果13。4.蘋果多酚的提取4.1有機溶劑提取多酚類物質(zhì)在乙醇、甲醇、丙酮等有機溶劑中都有較高的溶解度,因此可以選用有機溶劑浸提,其中最常用的方法是用水或乙醇作為溶劑浸提。有機溶劑法有設(shè)備簡單,操
10、作方便,本錢低廉等優(yōu)點,故常在工業(yè)化生產(chǎn)中選用;但此法相比其他方法有提取時間長,提取率低等缺點,有機溶劑法提取的影響因素主要有溶劑種類,提取溫度,溶劑濃度,溶劑pH值,提取時間等。其中溶劑種類和濃度的選擇要考慮溶解度,分子大小以及相似相溶原理選擇溶劑。同時還應(yīng)考慮溶劑回收和平安性等問題,由于蘋果多酚具有良好的熱穩(wěn)定性和酸穩(wěn)定性,可以調(diào)節(jié)溫度和pH值等來提高提取效率,金瑩,孫愛東等對蘋果多酚的有機溶劑提取法各影響因素的影響次序做了研究,結(jié)果說明:溶劑選擇溫度料液比濃度。并確定了蘋果多酚的最正確提取工藝為:乙醇濃度60%,提取時間為120min,溫度為60,料液比1:6,提取一次14。4.2超聲波
11、輔助提取超聲波輔助萃取的原理是利用超聲波輻射產(chǎn)生強烈的空化效應(yīng)、擾動效應(yīng)、機械振動等多種作用,增加物質(zhì)分子運動的頻率和速度以及溶劑的穿透力,從而加速目標(biāo)成分進入溶液。欒晏等比擬了超聲波輔助提取和有機溶劑提取,發(fā)現(xiàn)在一樣條件下超聲波輔助提取與有機溶劑直接提取相比,提高了提取效率,節(jié)約溶劑15。任文霞、李建科等以乙醇為溶劑利用超聲波輔助提取蘋果中多酚類物質(zhì),并確立了最正確工藝參數(shù):在乙醇體積分數(shù)為50%,料液質(zhì)量體積比為1g20mL,提取溫度為60,超聲波功率為800W,提取時間為24min的條件下,蘋果多酚的提取率最大16,其提取率為380mg/g。超聲提取與有機溶劑直提法相比,極大地提高了提取
12、效率,節(jié)約了溶劑,防止了高溫對提取成分的影響。4.3微波輔助提取法微波輔助萃取是利用微波來提高萃取效率的新技術(shù)。微波在傳送過程中遇到不同的物料會根據(jù)物料性質(zhì)的不同而產(chǎn)生反射、穿透、吸收等不同現(xiàn)象。在快速振動的微波電磁場中,被輻射的極性物質(zhì)分子吸收電磁能,產(chǎn)生大量熱能。而在微波輔助提取的過程中,微波會對樣品和溶劑同時均勻的加熱,使萃取物在短時間內(nèi)從母體進入到溶液中,3蘋果渣中提取純化多酚類物質(zhì)的研究進展從而縮短了提取時間17。王麗、李化等對乙醇溶劑的微波輔助提取的影響因子做了研究,結(jié)果說明乙醇濃度的影響最大,微波功率的影響次之,微波時間的影響再次,料液比的影響最小。各因子的最優(yōu)組合為:乙醇濃度7
13、0%、微波功率30%、微波時間25s,料液比1518。5.蘋果多酚的別離純化大孔樹脂又稱全多孔樹脂,是由聚合單體和交聯(lián)劑、致孔劑,分散劑等添加劑經(jīng)聚合反響制備而成;大孔樹脂在枯燥狀態(tài)下其內(nèi)部具有較高的孔隙率,且孔徑較大,在1001000nm之間,樹脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子之間的X德華力,通過巨大的比外表進展物理吸附工作,使有機化合物根據(jù)有吸附力及其分子量大小可以經(jīng)一定溶劑洗脫分開而到達別離、純化、除雜、濃縮等不同目的。大孔樹脂具有吸附量大、機械強度高、比外表積大、吸附迅速、選擇性好、理化性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于酸堿及有機溶劑、再生處理方便等優(yōu)點,適合用于溶液中化合物的別離純化19。樹脂按化學(xué)構(gòu)
14、造和性質(zhì)分為非極性、中極性、極性和強極性四種。郝少莉,陳小蒙等運用靜態(tài)吸附與解吸實驗對大孔樹脂進展篩選,篩選出最好的樹脂對蘋果渣中多酚類物質(zhì)進展動態(tài)吸附實驗,發(fā)現(xiàn)D4020對蘋果多酚表現(xiàn)出良好的吸附性能與最好的解吸效果,X澤生等用AB8樹脂吸附蘋果多酚,發(fā)現(xiàn)最優(yōu)條件:上柱濃度為1.1528mg/mL,pH為4.8,吸附流速為2BV/h20。艾志錄等選用NKA9大孔樹脂對蘋果渣中多酚進展純化,結(jié)果說明使用60%乙醇溶液作為洗脫液時,解吸率可到達70%以上,洗脫速度為1.0mL/min,蘋果渣中多酚的動態(tài)吸附回收率可達66.34%21。大孔樹脂在天然提取物的別離純化上的應(yīng)用時,具有設(shè)備簡單,操作方
15、便,本錢低廉,可重復(fù)使用,條件溫和,純化效率高等優(yōu)點;而且大孔樹脂在使用時不需要加熱及化學(xué)處理,對提取物無破壞作用,因此大孔樹脂被越來越多地應(yīng)用在多酚、黃酮、苷類等天然產(chǎn)物的別離純化。4XX農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文文獻綜述參考文獻1李懷玉.寒富蘋果M.:中國農(nóng)業(yè),2021,8-10.2王麗媛,仇農(nóng)學(xué)等.固態(tài)發(fā)酵技術(shù)提高蘋果渣附加值的應(yīng)用研究J生物技術(shù)通報,2021,(7):64-67.3SchieberA,HiltP,StrekerP.AnewprocessforthecombinedrecoveryofpectinandphenoliccompoundsfromapplepomaceJ.Inno
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