西兰花中萝卜硫苷的提取及降解产物抑菌活性研究

【摘要】硫代葡萄糖苷(简称硫苷,Glucosinolates,缩称GS)是十字花科植物具有的一种重要的含硫次生代谢产物,特别是存在于西兰花、花椰菜、大白菜等。当存在芥子酶时,硫苷会发生酶解反应,无酶时处于变温变压的条件下也会发生非降解反应。大量的研究发现,食用更多的十字花科蔬菜能防止很多癌症的发生。因此,探求和开发十字花科植物中的硫苷,使之在人们生产有价值的保健产品方面发挥重大影响作用。西兰花(broccoli)又被称为青花菜、美国花菜等,是十字花科芸苔属甘蓝变种之一。西兰花中的硫苷含量十分丰富,其中包含大量活性大的萝卜硫苷(4-甲基亚磺酰基丁烯基硫苷(Glucoraphanin))。很多研究者在十字花科蔬菜中发现,萝卜硫苷主要的降解产物萝卜硫素(Sulforaphane)为最有前景的一类抗癌活性物质。本论文选取西兰花为研究材料,探究其最佳灭酶及烘干条件、硫苷的提纯工艺参数条件以及西兰花种子降解产物的初步抑菌活性等,从而为西兰花及其硫苷特性的进一步研究作参考,而且也为硫苷在相关的保健品工业化生产研发提供一定的理论依据,为硫苷在发酵食品防腐剂方面的应用提供相关的研究基础。得到如下结论：1、比较微波处理、热处理、打浆处理、浸泡处理和超声处理对灭酶效果的影响,得到最佳条件为75℃95%乙醇加热到80℃,保持20min。比较鼓风干燥、微波干燥和自然干燥对灭酶处理后原料干燥处理,对比其水分及硫苷含量和损失率,综合考虑,微波干燥只需要240s,较少的硫苷损失,值得采纳。2、通过单因素和响应面优化实验,得到西兰花干中硫苷的最优工艺条件为：提取温度为80℃,提取料液比为1：12,提取时间为30min,提取次数为4次,得到的西兰花粗提物中硫苷含量为21.79mg/g,得率为20.21%。纯化实验设计了乙醇沉淀法和固相吸附洗脱法两种。0℃下100%乙醇洗脱,沉淀中硫苷的回收率高达91.5%,经冷冻干燥后得到固体粉末中的硫苷含量为33.78mg/g,相对于前期提取的粗提物的含量提高72.02%；提取液中1：2加入去离子水离心的实验,得到固体粉末的硫苷含量为23.75mg/g,提高8.72%。另一方面,在吸附洗脱法中,挑选了10种填料进行静态法比较,发现高岭土PVP/P、硅藻土和硅胶对其的吸附能力都非常低,吸附率分别为2.16%、1.93%、0.08%和1.99%,作为固相吸附剂,吸附西兰花硫苷提取液中的干扰物,得到固体粉末的硫苷含量分别为28.81mg/g.25.79mg/g.30.73mg/g、27.47mg/g,分别提高了32.11%、18.35%、40.83%和26.15%。颗粒活性炭、粉末活性炭和离子树脂对硫苷提取液的吸附能力最强,吸附率分别达91.92%、99.99%和98.11%。固定离子树脂为吸附剂的情况下,按照对硫苷的洗脱效果进行洗脱剂的选择,发现0.5mol/L氯化钙溶液在10种洗脱剂中效果最佳为47.9%,得到的洗脱液再用壳聚糖和CO2分别除去氯离子和钙离子。在上述几种纯化方法中硫苷含量均有所提高,初步为其生产相关的保健品提供一定的理论方法基础。3、研究西兰花种子中提取的硫苷降解产物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、米酒乳杆菌和短乳杆菌的抑菌效果。其中,提取液原液(3.645mg/g)、12MIC(2.734mg/mL)对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都达到了极敏水平,但是对大肠杆菌的抑菌效果更加明显,8MIC(1.823mg/mL)浓度对大肠杆菌的抑菌效果也是在极敏水平,而对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌则降到了高敏水平；还发现提取液对米酒乳杆菌和短乳杆菌并不具有抑菌效果。初步选出了对乳酸菌低毒而对其它菌有毒性的防腐剂。
【作者】叶珊珊；
【导师】王向阳；
【作者基本信息】浙江工商大学，食品科学与工程，2013，硕士
【关键词】西兰花；硫苷；提取；纯化；降解物；抑菌；

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