【米糠多酚的提取及其抗氧化性质探究5700字（论文）】

米糠多酚的提取及其抗氧化性质研究摘要我国谷子的年种植面积约140万ha，产量450万t，米糠中具有很多的多酚类物质，并且这些酚类物质有着良好的抗氧化性，是一种绿色环保资源。本文采用超声提取法提取米糠中的多酚类物质，并使用20%-100%不同浓度的乙醇溶液以及在超声波提取器中提取时间的不同以此来确定提取效果最好的条件，观察在各个浓度与时间对多酚提取量的多少，实验结果发现使用70%的乙醇溶液以及当提取时间为15min时米糠多酚提取效果最好。然后采用DPPH法、ABTS法、FRAP法来测定多酚的抗氧化活性，实验结果表明，米糠多酚对于DPPH自由基，ABTS自由基都可以起到清除作用，但是对ABTS自由基清除效果会更好一点，这是因为DPPH自由基只能溶于有机溶剂，不能测定亲水性抗氧化活性成分，而ABTS阳离子自由基不仅可以溶于水还可以溶于有机溶剂，可同时测定亲水性和亲脂性化合物的抗氧化活性成分。对铁离子具有还原作用，说明米糠多酚有着较好的抗氧化性。关键词：多酚，超声提取，抗氧化性，目录TOC\o"1-3"\h\u3167摘要 I60511.前言 2232531.1课题研究背景 2104171.2课题研究现状 2259711.3研究目的和意义 3138511.4植物多酚概述 33921.5多酚的抗氧化活性探究方法 4124211.6课题研究思路 4213582.实验部分 5286742.1实验仪器 529562.2实验试剂 585932.3实验内容 6123622.3.1米糠样品的处理 6127282.3.3米糠多酚提取物中总酚含量的测定 612292.3.4抗氧化活性的测试 694363.结果分析与讨论 8231623.1米糠多酚提取物中的总酚含量 849133.2实验条件对多酚提取量的影响 8193333.3抗氧化活性测试分析 10280434.结语 133874参考文献 141.前言1.1课题研究背景米糠，不仅含有非常有丰富的营养物质，而且富含黄酮、多酚等生物活性物质，有助于延缓衰老、预防疾病。目前，小米糠小部分被制成家畜饲料，大部分则直接废弃，不仅造成了环境污染，还造成了资源的浪费，所以开发利用小米糠有着重要的意义和广阔的前景。小米糠的酚类化合物具有很强的抗氧化活性，可有效预防癌症、心血管疾病、阿茨海默病及糖尿病等。延莎等研究发现，不同品种小米糠以晋谷21号小米多酚抗氧化能力最强，且多酚含量与抗氧化能力呈显著相关性。山西省沁县为小米的传统种植区，其独特的地理和气候生产的小米品质优良，小米更是当地老百姓的主要收入来源。1.2课题研究现状这些年来随着人们对植物多酚逐步加深的研究，不断的优化进步多酚的提取方法，多酚的提取量也是逐渐增加，目前常用的多酚提取方法有以下几种：微波提取法，微波提取是通过电磁场的作用，使植物内的多酚分子快速的从植物内部向溶剂中扩散，因此可以避免植物多酚由于在高温下而被氧化破坏。这种方法的提取效率高、廉价、安全无污染因而得到广泛的运用。它的缺点也比较明显，只适用于热稳性物质的提取，并且因为过程中目标化合物会因受热而分解，别的一些组分也可能会分解，因此它的选择性比较差[3]。溶剂提取法，这种方法从很早以前就有过记录，是现在应用最广泛的植物多酚的提取方式，这种方法是利用“相似相溶”原理，通常使用水、甲醇、乙醇等作为溶剂，极性物质较为容易的会溶于极性溶剂中，因此达到分离出多酚的作用。这种方法操作简单并且成本很低所以应用也是比较广泛，但是变量比较多比较难以控制而且有机溶剂会对于进行实验人员的健康会产生坏处还会污染环境，因此这种方法在发展中也是慢慢变少[4]。超声波提取法，超声波在传播时，会产生十分强烈的机械振动还会产生高温，从而导致植物细胞的细胞壁破碎，而细胞内的多酚物质就会很快流出到溶剂中去。超声波提取法优点是可以节省时间，提高效率，并且对于多酚并不会造成破坏[5]，但缺点就是由于超声波的衰减，所以作用范围是有限的。1.3研究目的和意义我国谷物杂粮资源丰富、品种多样。在世界杂粮生产中，具有重要的地位。国际国内市场对“多样化、营养、健康、安全、方便”的杂粮健康食品的需求量也在日益增加，所以对于杂粮食品的研究，和更加有深度开发自然，也就引起了很多学者的非常大的兴趣。谷物中多酚类活性物质是很重要的天然抗氧化剂。因此，分离谷物中酚类活性物质是开发天然抗氧化剂的有效手段。小米米糠是谷子加工副产物，含有较多多酚物质，但大多被作为了废弃物或动物饲料等，利用率低，造成资源浪费。目前，文献少有关于小米米糠多酚的报道。本研究探讨小米米糠提取的多酚类物质以及抗氧化的研究，为小米米糠营养产品的研发提供参考。1.4植物多酚概述植物多酚作为植物次生代谢物是天然和安全的有机化合物，普遍存在于中草药、蔬菜、水果及植物的种子中。植物多酚是一种以苯酚为基本的骨架的多酚类物质，它是通过以苯环为基础性能的多经基结构，然后经过取代而构成的酚类化合物，是具有很低的分子量的一种化合物。因此，植物多酚是一类数目庞大的化学物质，其分类是相当复杂的，有多种不同的分类原则。植物多酚，是一种非常重要的，天然的抗氧化剂，它是具有强效的自由基清除力物质，它还具有防衰老，降血脂，降血糖，和抗病毒等多种生理功能。相关资料表明:多酚类的物质，按照它苯酚环结构的不同，可分为:类黄酮类,酚酸类,酚醇,主要包含白葵芦醇、木酚素类等类别;按C骨架结构不同分为:简单的酚类、苯醒类(C},经基苯甲酸类((C6-C1)，苯乙酮类、苯乙酸类(C6-C2),经基肉桂酸类、苯丙烯类、香豆素类、色酮类(C6-C3),蔡醒类(C6-C),氧杂蕙酮类(c6-ci-c},茂类、蕙醒类(c6-c2-c}、黄、异黄酮、烷酮、黄烷醇、黄酮醇、花色普}c6c3-c}、木脂素类(c6c3}2、双黄酮类(c6-c3-c6}2、木质素类(C6-C3)、缩合单宁(C6-C3-C}。等等类别[[34,35]。其中由于其结构的不同，也表现出不同的生理功能。1.5多酚的抗氧化活性探究方法多酚的抗氧化活性的测定方法主要分为两个体内和提体外两种测定体系。常用的方法有羟基自由基清除方法、ABTS法、DPPH法、铁离子还原测定(FRAP法)、邻苯三酚自氧化法等方法。体内抗氧化活性的研究方法主要有线粒体氧化损伤法、DNA氧化损伤法、蛋白质氧化损伤法等。现在一般使用分光光度法来作为体外抗氧化活性的指标，采用分光光度计来对各种颜色成分的变化来进行测量。这种方法的操作比较简单、效率高、成本小，而且并不需要别的什么特殊设备，只要能够在固定的时间记录下分光光度计上的读数就可以用于活性大小的计算。但是这种方法受到测定样的颜色和浑浊度的影响较大，会产生较大偏差，而且还会受天气环境因素的影响，有些实验在冬天时较难成功，所得的实验结果也没有规律。1.6课题研究思路本文采用超声提取法来进行对米糠中多酚的提取，并且本文设计了一系列实验，来对比不同浓度的乙醇溶剂以及不同超声提取时间对于米糠多酚提取率的多少，以此来选择出提取效果最好的浓度以及提取时间。对于抗氧化活性的测定，本文采取DPPH法ABTS法FRAP法来进行试验，观察在不同波长的吸光度的变化，来计算出米糠多酚的抗氧化活性。

2.实验部分2.1实验仪器表2-1实验主要仪器设备设备名称设备型号厂家来源鼓风干燥箱DGX-9003BC-1上海一恒科学仪器有限公司电子天平FA2004上海平轩科学仪器有限公司超声波清洗器JK-100DB合肥金尼光机械制造有限公司电动离心机80-2上海市百典仪器厂紫外分光光度计UV1800PC上海美诺达仪器有限公司2.2实验试剂表2-2实验主要试剂原料名称规格厂家来源无水乙醇分析纯AR南京兴沙化工有限公司无水碳酸钠分析纯AR西陇化工股份有限公司福林酚分析纯AR上海金穗生物科技发展有限公司DPPH自由基纯度大于98%西陇化工股份有限公司ABTS阳离子自由基纯度大于98%西陇化工股份有限公司TPTZ分析纯AR北京索莱宝科技有限公司 2.3实验内容2.3.1米糠样品的处理本实验以山西省沁县的晋谷21号小米糠为原料，通过比较不同提取方法对小米糠多酚得率的影响，并对优选出的方法采用单因素结合响应面辅助的方法对其提取工艺进行了优化，同时对小米糠提取物的化学成分及抗氧化活性进行了分析和测试，为小米糠的综合开发利用提供参考。小米糠原料采自于山西省沁县，由实验室提供，小米糠过20目筛后备用。主要药品及试剂为石油醚、无水乙醇、甲醇、抗坏血酸，均为分析纯;没食子酸、DPPH标准品。采用超声提取的方法对米糠样品中的多酚进行提取，称取2.5g米糠样品粉末于烧瓶中，分别添加30mL不同浓度（20%、40%、60%、70%、80%和100%）的乙醇水溶液，于60℃超声波提取器中提取，提取时间分别为5、10、15、20、25、30及40min，超声强度为1100W，频率为80kHz。所得提取物减压抽滤，滤纸上的残留物再用10mL相应浓度的乙醇水溶液洗涤两次。

2.3.3米糠多酚提取物中总酚含量的测定将样品溶液0.3mL和10倍乙醇稀释的市售Folin-Ciocalteu试剂1.5mL放于棕色样品瓶中混匀静放8min，加入1.5mL浓度为7.5%的碳酸钠溶液，摇匀后37℃下反应30min，采用紫外-可见分光光度计测定765nm波长下的吸光度值。由没食子酸校准曲线计算总酚含量，用每克提取物中（DW）含有的没食子酸当量（GAE）表示，即mgGAE/gDW。2.3.4抗氧化活性的测试（1）DPPH自由基清除能力测定将DPPH用96.3%的乙醇水溶液稀释成浓度为6×10-5mol/L的DPPH溶液，移取3mL的DPPH溶液和10μL多酚提取物于棕色样品瓶中，混匀室温下避光反应30min，在515nm波长下测样品溶液的吸光度值。（2）ABTS阳离子自由基清除能力测定取预先配置好的ABTS阳离子自由基溶液（吸光度0.800±0.02）3mL和10μL多酚提取物混合，在黑暗中保持30分钟后，在734nm波长处测量吸光度的降低。（3）FRAP测定将TPTZ（0.01mol/L溶解于0.04mol/LHCl中）、FeCl3×6H2O（0.02mol/L溶于水中）和乙酸盐缓冲液（0.3mol/L，pH3.6）按1：1：10（v/v）制备FRAP溶液，取3mLFRAP溶液和10μL多酚提取物混合，30min后在593

nm波长下测定吸光度值。多酚提取物的抗氧化活性采用外标法定量，以Trolox为对照品，通过校正曲线计算，并以每克粗提物中含有多少毫克的Trolox当量表示。结果分析与讨论通过烘干的方法，从1kg新鲜的米糠中共获得米糠干燥的粉末样品163.5g，干重占比为16.4%，自封袋密封后冷藏保存，用于后面对多酚的提取及抗氧化活性测试实验。3.1米糠多酚提取物中的总酚含量以没食子酸为对照品，米糠多酚提取物中的总酚含量采用福林酚法进行测定，外标法进行定量。横坐标是没食子酸对照品溶液浓度，纵坐标是样品的吸光度值，绘制标准曲线，如图3-1所示。图3-1没食子酸标准曲线由图3-1可知，通过线性拟合可获得没食子酸的线性回归方程为y=0.0145x-0.1843，线性相关系数为R2为0.9993，没食子酸对照品在相应的浓度范围内线性关系良好。想要计算出样品中多酚的含量，可以通过在相同条件下进行实验，来测定样品的吸光度，来根据图中公式来计算多酚浓度。3.2实验条件对多酚提取量的影响溶剂的选择和提取条件是对植物原料中生物活性化合物进行定性和定量分析技术发展中的重要分析步骤。溶剂是影响分离的多酚类化合物定性和定量组成的主要因素之一。在选择提取条件的研究的阶段，我们评估了不同浓度（20-100％）的乙醇水溶液对米糠果实样品中多酚类化合物提取量的影响，如图3-2所示。图3-2不同浓度的乙醇水提取溶剂对米糠中多酚提取量的影响由图3-2可知，采用70%乙醇水最为溶剂提取样品可获得最大量的多酚类化合物6.36，因此选择了70%乙醇水作为后续的提取溶剂。其次，在70%乙醇溶液下进行了超声提取时间对提取物样品中多酚含量的考察，如图3-3所示。、图3-3不同提取时间对米糠中多酚提取量的影响图3-3数据显示，超声提取时间为15min时，样品中多酚的提取量最高，为6.42mg/g，因此，最终提取时间确定为15min。综上所示，提取溶剂为70%乙醇水、提取时间为15min时，米糠样品中多酚的提取量最高，因此选用这个条件作为提取条件，获得米糠多酚提取物，用于后续的抗氧化活性测试。3.3抗氧化活性测试分析图3-4DPPH自由基清除率实验中Trolox的标准曲线图3-5ABTS阳离子自由基清除率实验中Trolox的标准曲线为了进一步评价米糠多酚提取物的抗氧化活性，采用不同的测定方法（DPPH法、ABTS法和FRAP法），以Trolox为对照品，外标法定量，抗氧化活性以每克粗提物中含有多少毫克的Trolox当量表示。DPPH自由基清除率实验的Trolox标准曲线如图3-4所示，由图可知，拟合得到的线性回归方程为y=5.4673x–1.6894，线性相关系数为R2为0.9995。清除ABTS阳离子自由基实验中的Trolox标准曲线如图3-5所示，由图可知，拟合得到的线性回归方程为y=0.8316x+6.0678，线性相关系数为R2为0.9995。米糠多酚提取物对DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的清除能力如表3-1所示。表3-1米糠多酚提取物的DPPH和ABTS阳离子自由基的清除率活性样品DPPH（mg/g）ABTS（mg/g）70%乙醇提取物20.54±0.3558.62±3.45由表3-1数据可知，70%乙醇提取物可以较好的清除自由基，其中DPPH自由基清除率活性为20.54mg/g，ABTS阳离子自由基清除率活性为58.62mg/g，清除DPPH自由基小于清除ABTS阳离子自由基活性，这是因为DPPH自由基仅可溶于有机溶剂，不能测定亲水性抗氧化活性成分，而ABTS阳离子自由基既可溶于水又可溶于有机溶剂，可同时测定亲水性和亲脂性化合物的抗氧化活性成分。图3-6FRAP实验中FeSO4的标准曲线米糠多酚的总抗氧化能力采用FRAP法，总抗氧化能力以FeSO4为对照品，线性回归方程为y=0.0733x+0.0254，线性相关系数为R2=0.9992，通过外标法定量，提取物的FRAP活性为（54.86±0.63）mg/g。4.结语本文的主要是使用超声波提取法来提取米糠多酚物质，并通过使用不同浓度的乙醇溶液以及不同的超声提取时间进行实验。试验结果表明在70%浓度的乙醇溶液对米糠多酚的提取效果最好，在这个浓度下超声提取时间为15min时，米糠多酚提取量最高，因此选择70%乙醇溶液超声提取时间为15min的条件来进行米糠多酚的提取。本文只使用了乙醇溶液进行研究，想要进一步实验可以使用不同的溶液来进行实验。为了进一步的测定米糠多酚的抗氧化活性，本文采用DPPH法、ABTS法、FRAP法来进行测定，实验结果表明70%乙醇提取物能够很好对自由基离子起到清除作用，其中DPPH自由基清除率活性为20.54mg/g，ABTS阳离子自由基清除率活性为58.62mg/g，结果表明米糠多酚提取物清除DPPH自由基的能力低于清除ABTS阳离子自由基。米糠多酚的总抗氧化活性使用FRAP法来测定，提取物的FRAP活性为（54.86±0.63）mg/g。

参考文献[1]高敏.米糠16个部位多酚物质组成及含量分析[J].中国果业信息,2017,34(04):61-62.[2]鞠志国.酚类物质与米糠果实品质的研究进展[J].莱阳农学院学报，1998,5(3):59-65.[3]付勇，李