西兰花类胡萝卜素提取物的分离纯化和分析鉴定文献综述

 2022-12-16 05:12
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课题来源

自拟课题

课题性质

基础研究

课题名称

西兰花类胡萝卜素提取物的分离纯化和分析鉴定

毕业设计的内容和意义

类胡萝卜素是植物中天然存在的一类色素,一般由8个类异戊二烯单位组成,种类繁多,普遍存在于高等植物、藻类以及微生物中。除了作为色素使用,类胡萝卜素还有很多重要的生理功能。例如,beta;-胡萝卜素是维生素A原,因此富含beta;-胡萝卜素的食物是人类维生素A摄入的重要来源。类胡萝卜素还是一种重要的生理抗氧化剂,可通过阻碍类脂的过氧化过程来保护卵泡和子宫的类固醇生成细胞不被氧化。近年来,相关专家更是对类胡萝卜素的防癌抗癌、营养增补做了大量研究,使其在临床医学、食品、保健等领域的应用更加广泛和深入。

西兰花,又名青花椰菜(学名:Brassica oleracea L. var. botrytis L.),是一种营养丰富的蔬菜。为十字花科芸薹属一年生植物,与结球甘蓝同为甘蓝的变种。原产于地中海东部海岸,如今在我国已经广泛种植。西兰花的食用部分不仅含有蛋白质、维生素、等常见营养素,还含有一定量的类胡萝卜素。因此,用西兰花来提取类胡萝卜素,并分析其主要成分,对综合开发利用食品资源和研发新型食用色素具有重要意义。

文献综述

本实验在准备过程中查阅了大量资料,类胡萝卜素作为一种比较常见的色素,相关学者对其研究相对已经比较成熟。对于类胡萝卜素的提取方面,许多文献应用了不同的方法,如超声提取法、微波辅助提取法、有机溶剂浸提法等方法,其中超声提取法与微波辅助提取法的用时较短,但是需要仪器支持,有机溶剂浸提法一般用时较长,但所需仪器价廉易得,操作简便,提取率也较高。综合对比之下,是一种比较合适的提取类胡萝卜素的方法。

用于提取的原材料经常是经过处理的,如李晓银[11]在从柿子皮中提取类胡萝卜素的时候,将柿子皮进行了干燥处理,并且粉碎成了粉末。需要注意的是,预处理时要考虑要提取的色素属于对温度比较敏感的物质,在较高温度下易分解,从而降低提取率。

提取液一般需要浓缩甚至蒸干,使色素富集。浓缩采用减压蒸馏的方式,温度也需一定的控制,胡利强等[2]在提取西瓜中类胡萝卜素的时减压蒸馏使用的是35℃,减压蒸馏所使用的温度通常与待蒸馏的溶液中溶剂和溶质的性质有关,溶剂是石油醚和丙酮的混合液,溶质是类胡萝卜素时,蒸馏温度便可调低一些,35-40℃即可。一些文献中对于提取液还进行了皂化,目的是为除去提取液中可能对类胡萝卜素提取物的分离造成影响的叶绿素,特别是在用紫外可见分光光度计进行吸光度或光谱扫描之前,因为绝大多数类胡萝卜素在450nm处有最大吸收,而叶绿素在此波长范围内也有吸收,而叶绿素可与碱发生皂化反应生成能溶于水的物质被除去,因此皂化可以有效排除叶绿素的干扰。但是在高效液相检测的时候,皂化则不是必要步骤。

对于类胡萝卜素的分离纯化,一般采用色谱法,用薄层层析初步判断对色素分离效果较好的试剂,用不同的有机相配置溶液,点样后通过计算比移值来判断出分离色素最适宜的试剂,通常两种或多种的有机溶剂的混合液,各种有机溶剂的比例也需通过实验来确定分离效果最佳的配比。通过层析出的色带的颜色初步判断含有的类胡萝卜素种类,然后用柱层析法分离色素。分离效果的好坏取决于柱层析所用的吸附剂和洗脱液,洗脱液的分离效果通过薄层层析评价,而吸附剂的分离效果则需要考察待分离溶液的极性,经常用到的吸附剂有硅胶、氧化镁、硅藻土等。但是还需进行多次试验来选取最佳的吸附剂。

纯化后的色素可用紫外分光光度计进行光谱扫描,通过观察待测溶液的吸收峰峰型以及出现吸收峰的波长范围与典型的类胡萝卜素的指标进行对比从而初步鉴定待测液中类胡萝卜素的种类。也可根据标准品的最大吸收波长,通过对固定波长下吸光度的测定来判断待测液中是否含有某种类胡萝卜素以及计算其含量。另外,还可以结合高效液相色谱法,对纯化后的色素进行分析,根据标准品和样品的保留时间来判断是否存在该种类胡萝卜素,并根据峰面积来计算所提取的类胡萝卜素的纯度。

[1] 李福枝,刘 飞 ,曾晓希.天然类胡萝卜素的研究进展[J].食品工业科技.2007年第28卷第9期:227-232

[2]胡利强,郭晓伟,赵文恩.西瓜中类胡萝卜素的分离与分析[J]. 河南农业科学. 2011,40(9):150-156

[3] 张小明,贾艳青,许春潮. 类胡萝卜素纯化及分析技术最新研究进展[J]. 食品工程. 2010 12月 4 期:6-9

[4] 张梁,袁婀娜,陶冠军. 新型类胡萝卜素的分离提纯及结构鉴定[J]. 天然产物研究与开发. 2006 , 18: 737 -740

[5] 郭 涛. 枸杞类胡萝卜素的分离纯化方法[J]. 中国果菜.2014年第34卷第4期:33-36

[6] 莫玉楠 张鲁刚 王国芳. 橙色大白菜类胡萝卜素提取与测定方法研究[J]. 西北农林科技大学学报. 2014年3月第42卷 第3期:206-214

[7] 唐仕荣, 宋 慧, 刘全德. 银杏渣中类胡萝卜素的提取及柱层析研究[J].食品工业科技.2009年第30卷第5期:245-301

[8] 李云志,金志峰. 大孔吸附树脂纯化西兰花色素的研究[J].食品工业科技.2013年第24期:237-239

[9] 陈洁琼,宋江峰,何美娟. 鲜食玉米籽粒中主要类胡萝卜素鉴定与含量分析[J]. 食品科学.2015年第36卷第18期:108-113

[10]黄文,谢笔钧,王益,罗锐,彭光华. 白果中类胡萝卜素的分析与鉴定[J]. 营养学报,2003,(03):324-326.

[11] 李晓银. 柿子皮中类胡萝卜素化合物的分离鉴定及稳定性研究[D].西北工业大学,2006.

[12]胡建中. 柑橘中类胡萝卜素的提取、分离、鉴定及其稳定性研究[D].华中农业大学,2006.

[13]刘艳芳. 土鸡蛋中类胡萝卜素的提取、分离鉴定及其稳定性研究[D].华中农业大学,2010.

[14]陈鹏飞. 大白菜类胡萝卜素分离鉴定和积累机理与调控研究[D].扬州大学,2008.

研究内容

  1. 研究西兰花中类胡萝卜素的提取方法,如超声提取法、有机溶剂浸提法、微波辅助提取法。
  2. 研究西兰花类胡萝卜素粗提取物的分离纯化方法
  3. 利用UV、HPLC对于分离纯化的类胡萝卜素提取物进行定性分析与鉴定

研究计划

1、类胡萝卜素粗提取物的制备

1.1原料处理

将新鲜的西兰花切碎成均匀地小块,放入鼓风干燥箱45°C干燥24h。将干燥后的西兰花在真空干燥箱中45℃干燥5h 。将干燥后的西兰花放入粉碎机中,粉碎三次,每次一分钟,得到西兰花粉末。

1.2类胡萝卜素粗提取

1.2.1超声提取法

准确称取5克西兰花粉末,加入配置好的石油醚/丙酮混合液(石油醚:丙酮=2:1)100ml,静置暗处室温(20℃)超声提取30min。提取多次(一般3次)直至提取液无色,合并提取液。

1.2.2有机溶剂浸提法

准确称取5g西兰花粉末,加入配置好的石油醚/丙酮混合液(石油醚:丙酮=2:1)100ml,在45℃水浴下进行回流提取,提取时间2h,提取两次后合并提取液。

1.3类胡萝卜素提取与皂化

将类胡萝卜素提取液在35℃下用旋转蒸发仪减压蒸馏至干,用正己烷复溶,加入等体积的10%KOH醇溶液,震荡摇匀,在暗处室温(20℃)皂化20小时,把皂化后的混合液置于分液漏斗中加入饱和氯化钠溶液,静置除去下层液体,反复加入蒸馏水直到下层液体呈中性为止,上层液体用无水硫酸钠吸收水分,置于棕色容量瓶备用。

2、 类胡萝卜素粗提取物的分离纯化

用柱层析的方法对类胡萝卜素提取物进行分离纯化。吸附剂使用100-200目柱层层析硅胶、分析用硅藻土、氧化镁。对比三种吸附剂对于类胡萝卜素的分离效果。洗脱剂使用石油醚和丙酮的混合溶液,根据文献划分不同的溶剂配比,对比得出对于类胡萝卜素洗脱效果最好的溶剂配比。

柱层析的操作步骤:准确称取吸附剂,根据参考文献,待分离样品与吸附剂的比例为1:20。湿法装柱后,放入皂化后的溶液,用不同比例的洗脱液进行洗脱,收集待检测

3、 类胡萝卜素粗提取物的分析鉴定

将分离得到的产物用紫外可见光谱进行扫描,根据典型类胡萝卜素的的峰型以及所在波长位置与参考文献中标准品的相关数据进行对照和判定。

将分离得到的产物用高效液相进行检测,通过峰面积计算所提取的类胡萝卜素的纯度。

实验流程:

西兰花-称重-切碎-干燥-有机溶剂浸提→柱层析分离提纯紫外分光光度计检测—HPLC检测

实验进度:

2016.3.1—2016.3.14 实验准备阶段:确定课题,查找相关文献资料,设计实验过程并购买所需材料与实验器材。

2016.3.15—2016.4.15 实验前期阶段:研究西兰花类胡萝卜素的提取和分离提纯

2016.4.16—2016.4.25 实验后期阶段:研究西兰花类胡萝卜素提取物的分析鉴定

特色与创新

在类胡萝卜素的提取中,创新性的选用了西兰花这种随处可见的蔬菜。并且能够搜寻到的对于西兰花中类胡萝卜素的种类研究的相关资料非常的稀少。自然界中已知的类胡萝卜素有600多种,本实验致力于分析鉴定出西兰花中的类胡萝卜素的主要种类。

本实验在参考文献中各种提取、分离方法的基础上,对于文献中所提到的方法进行修改和创新,使之更适用于西兰花类胡萝卜素的提取与分离。

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