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本论文以一种新品种的玉米紫色植株为原料,提取一种新型花色苷类色素。通过正交试验确定玉米紫色植株色素的最佳提取工艺;研究了用D101型大孔树脂对色素进行纯化的条件;分析了色素的主要花色苷成分和含量;研究了色素的理化特性和稳定性;对色素进行了食品安全毒理学评价;通过体外实验、动物试验研究了色素的抗氧化和抗衰老功能;对色素进行了微胶囊化处理(干基计)。主要研究结论如下:
1.通过L16(44)正交实验,得出玉米紫色植株色素的最佳提取条件为以柠檬酸调节酸性条件(pH3)、用80%的乙醇溶液浸提、浸提液用量为干燥玉米紫色植株的50倍、在25℃下浸泡4h后过滤,真空浓缩、喷雾干燥。在此条件下,玉米紫色植株色素产率约为10%,色价为4.92。
2.采用D101型大孔吸附树脂分离提纯色素的条件是,上样液浓度为0.4g/100ml,流速为0.6ml/min时,吸附率达73.3%,用5倍树脂体积的50%乙醇洗脱,解吸率达到89.7%。
3.通过紫外可见光谱、高效液相色谱、红外光谱和核磁共振分析,确定玉米紫色植株色素为花色苷类色素,两种主要成分分别是矢车菊素-3-葡萄糖苷和3’,4’二羟基花色素-3-葡萄糖苷,其含量分别占总量的45.96%和12.99%。
4.玉米紫色植株色素是水溶性物质,水溶液在515nm和285nm处有吸收峰。在酸性条件下,呈稳定的红色,在碱性条件下不稳定。80℃以下加热比较稳定,对光敏感,金属Fe3+使其颜色变为绿色,而Sn2+使其颜色变为深粉色并有沉淀产生。耐氧化性差,对还原剂亚硫酸钠和抗坏血酸均敏感,在葡萄糖、果糖和果葡糖浆溶液中稳定,苯甲酸钠对其稳定性影响较小。
5.根据我国卫生部《保健食品安全性毒理学评价程序和检验方法规范》的要求对玉米紫色植株色素进行了急性毒性试验,骨髓微核试验、精子畸形试验和Ames试验。结果表明,小鼠骨髓微核试验、Ames试验结果均为阴性,采用霍恩氏法对Wistar大鼠试验,剂量10g/kg.bw,观察14d时仍未发现死亡和其它异常现象,而且对小鼠的精子没有致畸作用。因此,玉米紫色植株色素属实际无毒物质。
6.玉米紫色植株色素具有抗氧化和抗衰老的功能。在体外实验中,玉米紫色植株色素具有还原力;能够清除羟自由基,玉米紫色植株色素浓度为0.8mg/ml时清除率为31.5%;抵抗由Fe2+引发的卵磷脂脂质体过氧化,玉米紫色植株色素浓度为0.1mg/ml时抑制率为34.2%,玉米紫色植株色素浓度为0.9mg/ml时抑制率为62.1%。
按中华人民共和国卫生部《保健食品检验与评价技术规范》中规定的小鼠溴代苯抗氧化模型试验,玉米紫色植株色素中、高剂量组肝匀浆丙二醛的含量明显低于损伤模型组,说明色素对小鼠脂质过氧化肝损伤有一定保护作用。
在果蝇生存试验中,玉米紫色植株色素延长果蝇寿命,提高体内超氧化物歧化酶活性,减少丙二醛含量。结果表明:与对照组比较,玉米紫色植株色素明显延长了雌雄果蝇寿命,中剂量组作用明显,其中雌雄果蝇平均寿命分别延长8.7%和12.0%,最高寿命分别延长15.5%和6.2%。在中剂量组,雌雄果蝇体内超氧化物歧化酶活性都明显高于对照组,雄性果蝇丙二醛含量低于对照组。
7.以麦芽糊精和微孔淀粉作为壁材,用喷雾干燥法生产玉米紫色植株色素微胶囊时的最佳工艺条件为,芯材和壁材的最佳组合为:麦芽糊精:微孔淀粉1∶1,色素含量10%。喷雾干燥工艺技术参数为:进料总固形物含量为40%、进风温度为140℃、出风温度为80℃。