莲房高聚体原花青素催化降解工艺研究

发布时间：2020-07-12 20:15

【摘要】：资料记载,莲房内含有大量原花青素成分,其高效的抗氧化性和药理活性,能够清除人体自由基,抵抗癌症。将莲房中的原花青素进行提取及分离可以实现废弃物莲房的深入利用,同时也避免了环境污染。原花青素按聚合度划分,可分为低聚体原花青素和高聚体原花青素。研究表明,原花青素的生物活性与聚合度呈现出负相关性关系,低聚体原花青素(2≤平均聚合度≤5)的生物活性较高,其中二聚体的最高。莲房中原花青素以高聚体(平均聚合度5)为主。为提高原花青素的利用效率,试图将高聚体降解为低聚体。近年来,此方面的研究逐渐引起重视。本论文完成的研究内容概括如下:1.采用溶剂法提取莲房原花青素,然后应用有机萃取法按照聚合度进行分级。参照改良香草醛法,实验测定标准曲线,用以测定产物的平均聚合度。结果表明,莲房中原花青素的提取率为7.33%,其中高聚体原花青素质量占93.45%,低聚体原花青素质量占6.55%;分别测定其聚合度,粗提液中原花青素的平均聚合度为5.28,其中高聚体的平均聚合度为5.95,低聚体的平均聚合度为4.66。2.筛选出亚硫酸作为酸降解剂,降解高聚体原花青素。在单因素实验的基础上,设计正交试验与验证试验,确定适宜工艺条件为:酸用量7.5 mL/5 mL,反应温度80℃,反应时间50 min。此条件下,样品的平均聚合度从5.95降到3.04。影响因素中,反应温度的影响最大,其次是酸用量,反应时间的影响不明显。3.首次提出采用固体酸催化降解高聚体原花青素的思路。制备了性能优良的SO_4~(2-)/Ti O_2固体酸催化剂,然后采用该固体酸催化剂降解莲房中高聚体原花青素,并研究单因素变量对降解反应的影响。在此基础上,设计正交试验与验证试验,确定适宜的降解工艺条件为:2 mol/L H_2SO_4负载在P 25 TiO_2上制备的SO_4~(2-)/TiO_2固体酸作为催化剂,酸用量0.04 g/10 mL,反应温度70℃,反应时间60 min。该条件下,样品的平均聚合度从5.95降为2.31。因素影响的重要性顺序为:反应温度固体酸用量反应时间。通过FT-IR、BET分析表征了所制备固体酸催化剂的性能;降解实验的结果通过紫外光谱、凝胶色谱再次证明。与现有相关文献资料中降解结果相比,该固体酸催化降解率相对较高,同时降解原花青素的平均聚合度也达到活性最高的二聚体。4.初探固体酸的催化降解机理。为了增加低聚体原花青素的收率,实现固体酸催化剂的再生,对反应后固体酸催化剂上原花青素的脱附问题进行了实验研究。原花青素的固体酸催化降解反应符合L-H一级反应动力学方程,相关性好。70℃(适宜降解温度)时,动力学方程为ln(C_0/C_t)=0.0066 t+0.2420。对于吸附在固体酸催化剂上的原花青素,采用70%的乙醇溶液作为脱附剂,水浴搅拌,温度50℃,时间1 h。通过此方法,低聚体原花青素的总收率可达到88.86%。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O636
【图文】：

莲房,原花青素

图 1.1 新鲜莲房图 1.2 干燥莲房Fig.1.1 The fresh lotus seed pod Fig.1.2 The dry lotus seed pod 原花青素的性质原花青素（Proanthocyanidins，简称 PC）是一种抗氧化剂。经研究发现前世界上清除人体自由基最有效的天然产物。原花青素具有极好的抗，可以从葡萄籽或者其它深色植物中提取得到。其提取物外形为红棕易溶于水和有机溶剂。原花青素包括原花青素单体和原花青素聚合物。原花青素单体主要为，黄烷-3,4-二醇等分子，具体结构见图 1.3 和 1.4。结构最简单的原花茶素（catechin）、表儿茶素（EC）和两者缩合而成的二聚体，如表儿子酸酯（ECG）等，其中结构最简单、活性最强的是儿茶素。儿茶素通过 C4-C8 键（A 型）或 C4-C6 键（B 型）相连，脱氢缩合形成多聚体包括不同分子量的聚合物以及相同聚合度的同分异构体，如图 1.5 所

莲房,原花青素

固体酸催化剂,催化降解,原花青素,降解反应

化剂、50 ℃下进行水浴降解反应 1 h，抽滤截留得到吸附化剂，那么透过溶液则为原花青素低聚体降解液。原料高聚体原花青素分析原料稀释 200 倍，采用紫外分光光度计测定高聚体原花浓度，进而计算得出其平均聚合度及质量。表 5.2 高聚体原花青素原料分析Table.5.2 Analysis of raw polymer procyanidins参数数值平均聚合度 DP 5.95聚体原花青素质量 m/g 0.0264青素吸附的结果与讨论果显示，降解反应后与降解反应前相比，固体酸催化剂，见图 5.8。将降解反应前后原花青素的吸附数据列表，

【参考文献】