柑橘类胡萝卜素的结构分析及构效关系研究

柑橘类胡萝卜素的结构分析及构效关系研究柑橘属于芸香科柑橘属,是全世界最大宗的水果之一。已有研究表明,柑橘类中胡萝卜素种类繁多,含量丰富,它不仅是柑橘制品重要的感官指标之一,而且有着特殊的功效作用。关于柑橘类胡萝卜素的结构分析、在加工和储藏过程的变化及其对品质的影响,以及抗氧化活性研究均已成为当今研究的热点。为此,本课题综合运用色谱及波谱等现代仪器手段和分析方法,着重对几种代表性的柑橘中的研究了类胡萝卜素及其酯类的结构及体外抗氧化活性的关系,以及柑橘在加工过程中类胡萝卜素的热稳定性质及异构化进行了较为系统的研究,同时就其色度与类胡萝卜素含量之间的关系进行了探讨。论文的研究对深入分析柑橘中类胡萝卜素的结构及柑橘资源的开发利用具有重要的理论意义和应用价值。其研究结果如下：1柑橘类胡萝卜素的组成与含量及与色度的关系采用石油醚：丙酮：甲醇(1：1：1,v/v/v)混合有机溶剂提取柑橘中类胡萝卜素,得到柑橘总类胡萝卜素未皂化提取物UCE和皂化提取物SCE。然后运用高效液相色谱-二极管阵列检测器-大气压化学电离质谱联用对浅色柑橘果肉品种(酸橙,柠檬和白葡萄柚),红葡萄柚,温州蜜柑(国庆一号,宫川和大叶尾张)和甜橙(锦橙,哈姆林和夏橙)等中类胡萝卜素进行了分析。采用色度仪分别测定了红葡萄柚汁、温州蜜柑汁和甜橙汁的色度值,然后运用偏最小二乘方法建立了色度与各种柑橘汁主要类胡萝卜素含量间的多元回归方程,以CIELAB色度值(L*,a*和b*)来预测柑橘中类胡萝卜素含量,并采用组内回代和组外试验来验证方程。试验结果表明,柑橘品种间类胡萝卜素组成和含量差异较大。温州蜜柑以β-隐黄质和β-隐黄质酯(β-隐黄质月桂酰酯,豆蔻酰酯和棕榈酰酯)为主,国庆一号,宫川和大叶尾张三个品种的总类胡萝卜素未皂化提取物UCE和皂化提取物SCE的含量分别为5.03±0.25和4.38±039mg/l,5.88±0.18和4.30±0.27mg/l,5.09±0.16和4.48±0.30mg/l。其中以甜橙类胡萝卜素的组成极其复杂,以紫黄质,紫黄质酯类,花药黄质,花药黄质酯等为主。锦橙,哈姆林和夏橙三个品种的UCE和SCE含量分别为1.49±0.33和1.32±0.36mg/l,1.40±0.22和1.27±0.29mg/l,1.75±0.37和1.65±0.30mg/l。红葡萄柚以p-胡萝卜素和番茄红素为主,未发现酯化形式的类胡萝卜素。结果表明,通过多元回归方程采用色度值(L*,a*和b*)可分别预测红葡萄柚主要类胡萝卜素(β-胡萝卜素,番茄红素和链孢红素),温州蜜柑(紫黄质,花药黄质,叶黄素,玉米黄质,α-隐黄质,Zeinoxanthin,β-隐黄质,α-胡萝卜素和β-胡萝卜素),甜橙(紫黄质,黄体黄质,花药黄质,二羟基柠黄质,叶黄素,玉米黄质,Zeinoxanthin,β-隐黄质,α-胡萝卜素和β-胡萝卜素),预测值与实测值差异不显著,吻合度好。2柑橘类胡萝卜素在微波热条件下的异构化选取鲜食汁用两用品种锦橙原橙汁作为试验原料,研究其类胡萝卜素在微波热处理过程中和储藏过程中组成和含量的变化。同时测定果汁维生素C,橙皮苷,pH值,可滴定酸,褐变指数和浊度等理化指标的变化。结果表明锦橙汁在微波热处理过程中,维生素C,橙皮苷,pH值和可滴定酸等几乎没变化,而果汁浊度随着处理时间增加下降,褐变指数随着处理时间增加而增加。类胡萝卜素的变化以环氧类胡萝卜素异构化为主,紫黄质向黄体黄质,金黄质转化,花药黄质向二羟基柠黄质转化,即5,6-环氧类胡萝卜素向5,8-环氧胡萝卜素转化为主,类胡萝卜素光谱发生蓝移,非环氧类胡萝卜素以β-隐黄质生成13-顺式-β-隐黄质为主。3柑橘类胡萝卜素的体外抗氧化活性及其构效关系本文评价了从红葡萄柚分离纯化得到的番茄红素和β-胡萝卜素抗油脂光敏氧化和p-隐黄质及其酯类在化学发光体系中的体外抗氧化能力。(1)类胡萝卜素分离纯化研究。采用柱层析和薄层层析分别对红葡萄柚UCE和国庆一号SCE进行分离纯化,通过波谱分析和结合化学分类反应,鉴定红葡萄柚中的2个化合物和国庆一号的1个化合物分别为番茄红素、β-胡萝卜素和β-隐黄质。(2)番茄红素和β-胡萝卜素在油脂中的抗氧化作用研究。结果表明番茄红素和β-胡萝卜素均可抑制由亚甲基蓝所引的光敏氧化,且抑制效果随着类胡萝卜素浓度的升高而增强。在油脂光敏氧化体系中,类胡萝卜素含量有所下降,并出现异构化,番茄红素以生成15-顺式,13-顺式,9-顺式和5-顺式为主,β-胡萝卜素以生成13-顺式和9-顺式为主,提示异构化与其抗氧化活性存在一定关系。(3)酯化对其稳定性和抗氧化活性的影响研究。通过体外合成p-隐黄质月桂酰酯,豆蔻酰酯和棕榈酰酯,研究酯化对β-隐黄质抗氧化活性的影响。试验表明酯化能提高β-隐黄质热稳定性,且不会影响其抑制超氧阴离子,羟基自由基和单线态氧等在三个化学发光体系产生的活性氧物质的作用。4柑橘类胡萝卜素的微胶囊化及其热稳定性研究试验分离得到温州蜜柑中的主要类胡萝卜素β-隐黄质,将其用β-环糊精包埋微胶囊化,设计正交实验优化获得其最佳工艺为：β-隐黄质与β-环糊精用量比为0.3:200(mg/mg),时间4h,加水量40mL,搅拌温度30℃。在上述最优