小麦麸皮不同提取物的分析和抗氧化活性研究

我国是世界小麦主产国之一,小麦年产量达1亿吨以上,小麦麸皮作为面粉厂主要的加工副产物,年产量达2000万吨以上。小麦麸皮富含多种生理活性物质,如亚油酸、维生素E、多糖、低聚糖、植酸和酚类化合物等,而其中主要的活性物质有两大类,即酚类化合物和多糖。研究表明,小麦麸皮提取物具有抗氧化、清除自由基、抗菌消炎等多种药理活性。目前,小麦麸皮除部分用于制味精、面包及提取麸皮蛋白外,主要用作饲料,经济价值较低。本论文针对小麦麸皮中活性物质的不同性质以及存在于小麦麸皮中的不同部位,采用溶剂极性从小到大的顺序进行分步提取,得三种不同部位提取物;对三种不同部位提取物中的活性成分进行分析和测定,并比较不同部位提取物的油脂抗氧化和清除自由基活性;对富含不饱和脂肪酸,活性较好且稳定性较差的小麦麸皮石油醚提取物进行包合工艺研究,有关这方面的研究尚未见报道。本研究可为小麦麸皮的综合利用提供依据,为小麦麸皮功能性食品的开发提供基础。 主要研究内容和结果如下: 为研究小麦麸皮不同提取物中活性成分,以104℃灭酶4h的小麦麸皮为原料,分别以石油醚、乙醇和蒸馏水为溶剂分步提取,得小麦麸皮醚提物、醇提物和水提物三种不同部位提取物,其粗得率分别为2.40±0.06（%）、12.10±0.01（%）和30.20±0.05（%）,GC-MS分析表明小麦麸皮醚提物中主要成分为脂肪酸类,其中尤以高级不饱和脂肪酸含量最高,占总脂肪酸的95.89%。采用Folin-Ciocalten试剂法测定小麦麸皮醇提物中的总酚含量,以NaNO2-AlCl3为显色剂,在碱性条件下测定小麦麸皮醇提物总黄酮的含量。测得醇提物总酚和总黄酮含量分别为31.39±0.03（mg/g）和14.96±0.04（mg/g）,总酚含量高于文献报道。利用LC-DAD-ESI-MS法对醇提物中的成分作进一步分析,得出醇提物中含有阿魏酸、香豆酸、丁香酸、龙胆酸和咖啡酸等多种酚酸成分。苯酚-硫酸法测定小麦麸皮水提物中的多糖含量,结果表明水提物中多糖含量为42.40±0.05（%）。 采用紫外分光光度法、邻二氮菲法和邻苯三酚自氧化法研究了小麦麸皮三种提取物（醚提物、醇提物、水提物）对三种常见自由基（DPPH·、·OH、O2-）的清除作用。结果表明,小麦麸皮三种提取物对三种自由基（DPPH·、·OH、O2-）均有一定的清除作用。对于DPPH·,乙醇提取物的清除能力最强,当浓度为1.9mg/mL时,清除率达93.0%,IC50值为0.86mg/mL,醚提物和水提物清除能力相对较弱,IC50值分别为1.44mg/mL和1.90mg/mL,三种提取物的清除能力均明显弱于Vc(IC50值为0.009mg/mL);对于·OH,醚提物和醇提物的清除效果较好,当浓度为4mg/mL时,醚提物清除率达89.47%,醇提物清除率高达98.20%,IC50值分别为1.94mg/mL和1.88mg/mL,清除能力接近Vc(IC50值0.255),而水提物的最高清除率仅为30.08%,清除能力较差。对于O2-,水提物的清除效果优于其他两种提取物,当浓度为4mg/mL时,其清除率达92.01%,IC50值为1.12mg/mL,清除能力与Vc(IC50值0.190mg/mL)相近,醚提物和醇提物对超氧阴离子均有一定得清除作用,其IC50值分别为2.72mg/L和3.26mg/mL。 比较三种提取物的油脂抗氧化活性。采用烘箱强化氧化法,研究小麦麸皮醚提物、醇提物和水提物对新鲜猪油和大豆油的抗氧化活性。结果表明,醚提物和醇提物对猪油均有较好的抗氧化作用,0.2%醚提物的抗氧化效果最好,当第12d时,过氧化值（POV）为0.1051,远低于空白POV值（0.5136）,三种浓度的醇提物在第12d时的POV值分别为0.2165、0.3277、0.1656,均低于空白POV值（0.5136）,水提物对猪油的抗氧化效果较差,并且随着水提物量的增加,抗氧化能力渐渐变弱,当第12d时,0.10%水提物和0.20%水提物POV值分别为0.5435和0.5753,均高于空白对照的POV值（0.5136）。对大豆油的抗氧化效果,三种提取物对大豆油均有较好的抗氧化作用,当第12d时,0.02%醚提物、0.1%醇提物和0.1%水提物的POV值分别为0.0810、0.0835和0.0797,远低于空白POV值0.2526,且均接近对照品BHT的POV值0.0637。 因醚提物中主要成分为不饱和脂肪酸,本文对小麦麸皮醚提物-β-环糊精包合物的制备进行研究。采用饱和水溶液法制备醚提物-β-环糊精包合物,单因素试验与正交试验结果表明,最佳包合条件为β-CD与醚提物投料比2:1、包合温度40℃、包合时间3h;包合物平均回收率为71.73%,通过扫描电镜和红外试验表明,包合物在扫描电镜下呈规则块状,红外谱图不仅出现了新峰(1339.88cm-1、1155.68cm-1、1026.65cm-1),还有谱峰的位置移动,β-CD的羟基（OH）伸缩振动从3398.25cm-1位移到3328.73cm-1,说明β-CD的羟基与醚提物之间有范德华力作用,导致羟基向低波数方向移动,证明可形成包合物且工艺稳定可行。饱和水溶液法制备醚提物-β-CD包合物,具有操作简单,成本低,对设备要求不高等优点。