1. 研究目的与意义
我国是世界花生生产大国,年副产花生壳近4000kt,占花生果重的30%左右。这些花生壳除了少部分被用作饲料和燃料外,大部分被白白扔掉,造成了资源的极大浪费[1]。研究发现,花生壳具有降血压、降血脂等作用,含有黄酮、甾体成分[2],其中黄酮类、多酚类物质含量较高[3]。林姣[4]研究发现花生壳中含有丰富的木犀草素,木犀草素是一种具有抗菌、抗炎、抗氧化等作用的黄酮类化合物。崔介君[5]研究发现黄酮对金黄色葡萄球菌具有很强的抑制和杀灭作用。邢俊红[6]通过滤纸片法考查花生壳多酚纯化物对三种微生物的抑菌效果,研究得出花生壳多酚化合物能很好地抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的生长,其中对大肠杆菌的抑制作用最强。胡明明[7]研究发现花生壳多酚有一定的抑菌能力,具有在食品贮存及加工中用于防腐的潜力。周建新等[8]通过花生壳乙醇提取物(EEPH)的抑菌试验,发现花生壳乙醇提取物的抑菌作用显著,且花生壳乙醇提取物的抗菌活性具有热稳定性 ,能忍受高温短时的热处理, 并且在 pH5 ~ 9的范围内均具有抗菌活性,与常用的化学合成防腐剂苯甲酸和山梨酸等酸性防腐剂相比 ,适用食品的 pH值范围更为广泛。随着现代食品质量标准的提高,食品防腐剂的未来发展趋势,是向着低毒性、纯天然的方向发展[9]。目前花生壳提取物具有抗菌性已经得到实验证明,但由于花生壳提取物是化合物,哪几种物质起作用还不清楚,阻碍了其开发为植物源食品天然防腐剂的潜力。因此进一步阐明花生壳抗菌物质基础,为其开发成高附加值的食品天然防腐剂具有重要现实意义和巨大经济价值。
2. 研究内容和预期目标
1. 1.研究内容
(1)(1)花生壳分级萃取物制备
选取合适的溶剂分级对花生壳粉进行回流提取,利用分离技术如超声辅助提取、膜分离、柱层析分离、超临界萃取及冷冻干燥技术对花生壳分级粗提物进行分离纯化精制。
3. 国内外研究现状
对于植物源食品天然防腐剂,国内外研究十分活跃。日本、美国学者研究了多种香辛料和植物提取物的抗菌性,并以此为主要成分,制成各种天然食品保鲜剂,如日本绿十字研究推出含丙烯基芥末油的制剂,已经证明,它对能引起食物中毒的各种菌都有效果[10];埃夫奥巴伊公司研究推出的柚种子提取物制成的制剂,具有很高的抗菌活性,用途很广。目前日本已批准作为保鲜剂使用的植物天然提取物有54种。近年来,我国众多学者也进行了植物源天然食品防腐剂的研究,他们研究了大蒜、生姜、丁香等50多种香辛科植物及大黄、甘草、银杏叶等200多种中草药及其它植物如竹叶等提取物的抗菌试验,发现有150多种具有广谱的抑菌活性,各提取物之间也存在抗菌性的协同增效作用,张桂芝等[11-13]阐述抗菌剂的生理作用有三种:抗菌剂的化学作用、物理作用、结构作用,并重点论述了抗菌剂的分子结构与抗菌活性的关系,并对其抗菌机理和构效关系进行了阐述。
在花生壳生物学活性成分的提取方面,提取剂通常有甲醇、乙醇、丙酮及碱水等,方法除了普通的回流法外,还用到了一些辅助方法,如超临界法、超声波法等[14-15]。潘浪胜等[16-17]通过高效液相色谱法、并结合紫外-可见光谱法对花生壳甲醇提取物成分鉴定表明含有木犀草素,达12.6%。在花生壳提取物抗菌方面。陈春涛等[18]以甲醇粗提、溶剂梯度翠取、配合抑菌活性跟踪检测,得到了抑菌活性较强、富含黄酮类的花生壳乙酸乙酯组分,并用酸碱沉淀、柱层析等法纯化得到三种化合物(1#,2#,3#)。其中2号从紫外光谱法确认为木犀草素,得率为0.53%。它对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌有一定的抑制效果。实验还发现3号对金黄色葡萄球菌、酿酒酵母有一定的抑菌活性;1号则具有更广的抑菌谱,它对金黄色葡萄球菌、酿酒酵母、枯草杆菌和青霉均有较强的抑制作用。它的紫外图谱具有二氢黄酮的特点,其结构有待进一步实验认证。杨洋、聂静然等[19-20]分别用水浴浸提、微波和超声波辅助乙醇提取花生壳木犀草素,确定了最佳提取工艺,测定了花生壳木犀草素的抑菌特性,其抑菌活性强于同浓度的山梨酸和亚硝酸钠,并用生物显微镜对药液作用后的枯草芽孢杆菌形态进行结构表征,这些研究表明花生壳提取物具有抗菌的性能,具有作为食品天然防腐剂的开发潜力。也有国内外学者[21-22]研究了黄酮类化合物的安全性,表明是实际无毒物质。
4. 计划与进度安排
时间段 | 进度 |
2022.11-2022.12 | 查阅相关文献,收集资料,了解研究背景与发展现状。优化实验方案,准备实验材料,熟悉相关实验。 |
2022.1-2022.3 | 花生壳分级萃取物的制备及抑菌作用: :选取合适溶剂及萃取顺序,对花生壳进行分级萃取,得到粗提物;采用冷冻干燥技术对粗提物进行纯化,以大肠杆菌为供试菌,分析花生壳提取物不同组分的抗菌活性差异。 |
2022.3-2022.4 | 采用超声辅助提取、膜分离、柱层析等分离对花生壳萃取物进行分离纯化,采用原子吸收光谱法、红外光谱法、荧光分析等进行有效成分分析。 |
2022.5-2022.6 | 结合实验数据,撰写论文。答辩。 |
5. 参考文献
[1]杨伟强,秦晓春,张吉民,宋连生.花生壳在食品工业中的综合开发与利用[J].花生学报,2003(01):33-35.
[2]张慧清,孙忠文,鞠建明,等 . 花生壳降血脂有效部位的研究[J]. 时珍国医国药,2011,22( 1) :148-149.
[3]张慧清,冯锋,谢宁,等 . 落花生化学成分及药理作用研究[J]. 中南药学,2010,48( 1) :45-48.
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