辣椒和葡萄籽中主要有效成分的鹽析萃取研究

辣椒和葡萄籽中主要有效成分的鹽析萃取研究

????以植物為原料提取天然產(chǎn)物時，通常面臨原料組成復(fù)雜、多種有效成分共存、分離提取步驟多、產(chǎn)品收率低、原料浪費嚴(yán)重等突出問題。比如，在辣椒紅色素的提取過程中，其副產(chǎn)品辣椒堿具有辛辣味，影響辣椒紅色素的品質(zhì)，需進(jìn)一步分離去除，而研究己證實辣椒堿具有多種生理功能，也是一種高附加值產(chǎn)品;同樣，現(xiàn)有不少文獻(xiàn)報道從釀酒葡萄皮渣中提取多酚、原花青素、葡萄籽油等有效成分，但一般只對其中的某一種成分進(jìn)行提取，這種情況在從植物中提取有效成分時普遍存在。針對此類問題，本文研究了采用鹽析萃取體系分別從辣椒中提取辣椒紅素與辣椒堿，從葡萄籽中提取多酚、類黃酮、原花青素以及葡萄籽油脂，實現(xiàn)了多種有效成分的一步提取、濃縮與初步分離。

????首先，研究了有機(jī)溶劑與無機(jī)鹽的分相能力及影響因素。對于雙水相體系，固定鹽濃度，溶劑的加入量與上相體積的增加呈正相關(guān)，溫度對體系雙節(jié)線影響不大，pH對雙水相體系相比的影響與參與成相的無機(jī)鹽種類有關(guān)，同時會改變上相的鹽含量;pH對三液相體系相比影響不顯著，但溫度變化會使三液相體系相比發(fā)生改變。

????其次，研究了雙水相、微波輔助雙水相萃取辣椒紅素與辣椒堿。實驗結(jié)果表明，對二者提取效果較好的雙水相體系為乙醇/磷酸氫二鉀和丙酮/磷酸氫二鉀;微波輔助雙水相萃取能有效地提高辣椒紅素與辣椒堿的提取率，其中體系組成與微波輔助提取策略對辣椒紅素與辣椒堿提取影響較大，提取效果較好的體系組成為32% ( w/w)丙酮/24% ( w/w )K2HPO4、微波輔助80s。

????再次，研究了三液相萃取辣椒紅素與辣椒堿。分別考察了正己烷/乙醇/K2HPO4、正己烷/丙酮/K2HPO4對辣椒紅素與辣椒堿提取的影響，結(jié)果表明辣椒紅素主要富集于上相，辣椒堿主要富集于中相，料液比為1: 20,25℃，10% ( w/w)正己烷/22% ( w/w)丙酮/25%( w/w )K2HPO4體系對辣椒紅素、辣椒堿的提取率分別為傳統(tǒng)提取法的105%和88%}一次萃取實現(xiàn)了辣椒紅素與辣椒堿的提取與分離;將三液相萃取上相、中相產(chǎn)物???別經(jīng)一次硅膠柱層析后，辣椒紅素色價由129.69提高至165.83，辣椒堿純度從28%提高至72% 。

????隨后，研究了雙水相、微波輔助雙水相萃取葡萄籽中有效成分?？疾炝穗p水相體系組成對葡萄籽中多酚、類黃酮以及原花青素提取的影響，篩選出32% ( w/w)丙酮/16%( w/w)檸檬酸錢體系分別對不同品種葡萄籽、皮中的有效成分進(jìn)行提取，對比其有效成分含量差異;微波輔助32% c w/w)丙酮/ 16% c w/w)檸檬酸錢體系對多酚、類黃酮以及原花青素的提取率最大，分別為82.7,52.6,30.7 mg/g，回收率分別為97.1 %. 97.9%,99.3%:將微波輔助雙水相萃取與傳統(tǒng)提取法比較，經(jīng)HPLC分析表明，葡萄籽中酚類化合物主要為兒茶素，其中，微波輔助雙水相萃取兒茶素最高，為156 mg100 g; DPPH測定表明，微波輔助雙水相萃取法(ICs。值為50.3 m妙)所得葡萄籽提取物抗氧化活性略低于索氏提取(IC50值為48.7 mg/L )。

????最后，研究了三液相萃取葡萄籽中的有效成分。18% (w/w)正己烷/32% ( w/w )丙酮/ 12% ( w/w )K2HPO4體系，室溫條件下一次萃取，白葡萄品種Italian Riesling籽中多酚、類黃酮、原花青素提取率最高，分別為95.29, 64.50. 30.64 mg/g，DPPH測定IC50值為60.35mg/g，小于其它品種，說明其抗氧化活性高于其它品種;不同品種葡萄籽油萃取率在17.67~19.49/100 g之間，脂肪酸組成有所差異，但主要脂肪酸種類與組成大致相同，以亞油酸與油酸為主;與傳統(tǒng)提取法相比，三液相萃取在室溫操作，使用較少的溶劑，短時間內(nèi)即可實現(xiàn)葡萄籽中多酚、類黃酮、原花青素以及葡萄籽油多種有效成分的一步萃取與分離。

????受國際市場的影響，20世紀(jì)90年代以來，我國植物提取物行業(yè)迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2011年我國僅藥用植物提取物出口額11.29億美元，同比增加47.04%，出口提取物主要用于醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、食品添加劑、保健食品等的原料或輔料。但由于中草藥過度開發(fā)、面臨資源枯竭等問題，因此，選擇來源廣泛、廉價的原料，尤其是考慮從農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物中提取有效成分，充分發(fā)揮植物資源的價值。

????辣椒可作為蔬菜、香辛料、色素用途，人們對其消費需求持續(xù)增長。辣椒紅素屬類胡蘿卜素中的一種，安全無毒，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)的溶劑法及超臨界萃取法，獲得辣椒油樹脂，再進(jìn)行脫辣，去除產(chǎn)生辛辣味的辣椒堿。研究表明辣椒堿具有預(yù)防心血管疾病、減肥等作用，高純度的辣椒堿在醫(yī)藥工業(yè)上是生產(chǎn)鎮(zhèn)痛、戒毒藥的原料。從辣椒中提取辣椒堿已引起廣大研究者的關(guān)注，但從辣椒中綜合提取辣椒紅素與辣椒堿的提取技術(shù)研究較少。

????2011年我國葡萄酒產(chǎn)量達(dá)11.6億升，一般100升葡萄酒約產(chǎn)18公斤葡萄籽皮渣。從葡萄籽皮渣中可以提取原花青素、白藜蘆醇、葡萄籽油等有效成分，因提取物具有極強(qiáng)的抗氧化能力及多種生理功能，已成為研究工作者關(guān)注的焦點。目前對葡萄籽皮渣中活性物的抗氧化活性、生理功能等方面研究較多，而對其綜合提取技術(shù)研究較少，一般提取只是從葡萄籽中提取原花青素、葡萄籽油或某種單一生理活性物質(zhì)，在提取之前，通常采用疏水性溶劑石油醚或正己烷進(jìn)行脫脂處理，之后再用乙醇、丙酮等親水性溶劑提取有效成分，過程較繁瑣。

????綜上，天然產(chǎn)物有效成分含量低，難于富集，多種有效成分共存，如何采用有效的提取技術(shù)，在兼顧多種有效成分提取的同時并進(jìn)行簡單的粗分離是解決天然產(chǎn)物提取工業(yè)化的關(guān)鍵。

????本論文采用新型的雙水相、三液相萃取技術(shù)，即一定濃度的某種有機(jī)溶劑與無機(jī)鹽水溶液、或一定濃度的某種有機(jī)物水溶液與其它有機(jī)物水溶液、無機(jī)鹽水溶液以一定比例混合時，能夠自然分相并形成互不相容的雙水相或者三液相體系。該技術(shù)是一項新型的分離提取技術(shù)，與傳統(tǒng)的提取方法相比，具有有機(jī)溶劑用量少、操作條件溫和、操作時間短、工藝簡單等優(yōu)點，在生物化工、醫(yī)藥化學(xué)等方面得到廣泛應(yīng)用。

????本文通過構(gòu)建兩相鹽析體系即雙水相體系，對水溶性小分子有機(jī)溶劑與無機(jī)鹽的成相能力進(jìn)行初步研究，考察不同溶劑與無機(jī)鹽構(gòu)建的雙水相體系從辣椒中提取辣椒紅素與辣椒堿，從葡萄籽中提取多酚、類黃酮以及原花青素，通過對提取率與分配系數(shù)的判斷，篩選出適合提取的有機(jī)溶劑與無機(jī)鹽雙水相體系。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合微波輔助萃取，考察微波輔助雙水相體系從辣椒中提取辣椒紅素與辣椒堿，從葡萄籽中提取多酚、類黃酮、原花青素的提取影響，并比較了不同提取方法的提取效果。

????在雙水相體系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了疏水性溶劑/水溶性小分子有機(jī)溶劑/無機(jī)鹽三液相體系，考察對辣椒紅素、辣椒堿以及從葡萄籽中提取有效成分的影響，將辣椒堿富集于中相，辣椒紅素富集于上相，實現(xiàn)了對辣椒紅素與辣椒堿的一步提取與初步分離;將葡萄籽中多酚、類黃酮、原花青素富集于中相，葡萄籽油富集于上相，實現(xiàn)了對葡萄籽中極性較大的多酚類物質(zhì)及葡萄籽油脂的同時提取與初步分離。同時，對辣椒紅素與辣椒堿提取物進(jìn)行了進(jìn)一步純化處理，對葡萄籽提取物抗氧化活性進(jìn)行了測定，對葡萄油脂成分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明鹽析萃取在天然產(chǎn)物提取中具有廣泛的應(yīng)用前景。

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