荔枝壳功能性成分制备与生理活性研究

荔枝属无患子科,有“岭南果王”之称,为广东四大名果之一。我国是世界上栽培荔枝最早的国家,已知的种植品种有一百多个。2005年产量约165万吨,种植面积约60万公顷,分别占世界荔枝总产量的70.5%和荔枝栽培总面积的84.5%。荔枝壳重量占果实总重的16%左右,富含黄烷醇类和水溶性多糖等生理活性物质,具有很高的药用价值。而在荔枝加工和消费过程中,荔枝壳通常作为废弃物直接清理掉,造成了很大的资源浪费。因此,对这一资源进行深度开发,对于提高荔枝产品附加值、促进农业经济发展和保护环境具有重要意义。 本课题首先选取广东省常见的六个荔枝品种(槐枝、白蜡、三月红、妃子笑、糯米糍和桂味),测定其总黄酮含量、水溶性多糖含量和体外抗氧化性指标,比较结果得出,槐枝品种荔枝壳的总黄酮含量和水溶性多糖含量最高,分别为32.16 mg/g和5.51mg/g,各品种荔枝壳粗黄酮的抗氧化活性相当。因此,选取槐枝荔枝壳进行后续的分离纯化和生理活性研究。 在荔枝壳黄酮提取工艺试验中,分别探索了溶剂(水、60%乙醇溶液和乙酸乙酯)、盐酸、浸提时间、浸提温度、液料比、乙醇溶液浓度和浸提次数对提取效果的影响,并在单因素试验基础上,设计响应面分析方案,确定四个因素(浸提时间、浸提温度、液料比和乙醇溶液浓度),以总黄酮提取率为响应指标,建立该指标与四个因素间的数学模型,分析因素间的交互作用,并得出取得最高总黄酮提取率所需的工艺参数为:浸提时间3.9h,浸提温度78.2℃,液料比20.0mL/g,乙醇溶液浓度为80.0%。 在荔枝壳粗黄酮分离纯化过程中,首先采用有机溶剂(正己烷、乙酸乙酯、正丁醇和水)初步分级,测定各级分的总黄酮含量和抗氧化性,最终确定乙酸乙酯相进入下一步纯化工序。采用反相高效液相色谱柱纯化出三种物质,通过液质联用技术、核磁共振波谱技术和紫外可见光扫描技术鉴定为表儿茶素、原花青素B2和原花青素B4。 通过体外抗氧化试验、免疫细胞增殖试验和乳腺癌细胞增殖试验研究表明,这三种黄烷醇具有很强的自由基清除能力;乙酸乙酯相粗黄烷醇和表儿茶素的脾脏淋巴细胞增殖促进能力显著(P<0.05);表儿茶素和原花青素B2的乳腺癌细胞增殖抑制能力虽然低于对照品紫杉醇,但也具有显著效果(P<0.01)。 在荔枝壳水溶性多糖提取试验中,以水为提取溶剂,研究了浸提时间、浸提温度、液料比和浸提次数对提取效果的影响。并且在单因素试验基础上,设计响应面分析方案,确定三个因素(浸提时间、浸提温度和液料比),以水溶性多糖提取率为响应指标,建立响应指标与三个因素间的数学模型,分析因素间的交互关系,计算出取得最高水溶性多糖提取率所需的工艺参数为:浸提时间2.7h,浸提温度75.1℃,液料比13.8mL/g。 在水溶性多糖结构鉴定试验中,分别采用阴离子交换色谱和凝胶过滤色谱技术纯化出分子量均一多糖组分,通过气相色谱技术鉴定出该多糖由甘露糖(65.6%)、半乳糖(33.0%)和阿拉伯糖(1.4%)组成, 1→2糖苷键、1→3糖苷键和1→6糖苷键摩尔百分比约为8.7%:83.3%:8.0%。凝胶渗透色谱测定其分子量为14kDa,红外光谱分析表明甘露糖以β形式存在。比较不同纯化阶段的多糖样品自由基清除能力发现,随着纯化步骤的进行,多糖抗氧化性不断提高。