药食同源植物益智Alpinia oxyphylla Miq.不同部位综合利用价值研究

发布时间：2020-09-24 13:12

　　益智(Alpinia oxyphylla Miq.)主要生长于我国南方,是一种药食同源的植物,益智主要含有黄酮类、倍半萜类、二苯基庚烷类等化学成分,具有减缓胃痛、腹泻、溃疡、多尿、延缓衰老、预防痴呆等功效。益智果实广泛应用于食品、药品、保健品等行业,而益智其它部位的应用和研究比较少。下面将研究主要结果概括如下:以海南保亭地区(BT)益智植物的茎BT、叶BT、壳BT、仁BT、梗BT和海南琼中地区(QZ)益智茎Qz、叶QZ为研究对象,一般营养成分和维生素含量分析采用新鲜样品。壳BT、梗13T的含水量最高,可达80%以上;仁BT部位总糖含量最高,为35.48 g/100g;同一产地,仁BT的油脂、叶BT的色素和粗纤维含量最高,分别为2.43g/100 g、0.369 g/100g、15.77 g/100 g。叶QZ VB6、VC、VA、VE 含量比较突出,分别为 12.97 mg/100 g、13.04 mg/100 g、0.901 mg/100 g、43.76 mg/100 g。叶BT 中所含VB2、VB6、VE 含量分别为 0.47 mg/100 g、12.32 mg/100 g、5.81 mg/100 g 均显著高于同一产地其他部位;除VB3和VC外,壳BT维生素含量均高于仁BT。益智中矿质元素含量丰富,叶QZ中Ca、Mg、Fe含量含量最高;壳BT中K、Mg含量和茎BT中Zn含量高于同一产地的其他部位;重金属含量均低于国家食品安全标准限量。茎BT、梗BT中亚油酸含量较高,分别为16.53%、19.02%,分别占相应不饱和脂肪酸总量的56.1%、58.2%,且茎BT脂肪酸组成相对分布均匀,较符合健康植物油脂的指标。除传统食用部位益智仁外,益智茎油脂、叶、壳均具有一定的营养价值。以总黄酮含量为依据,筛选出益智植物5个部位中总黄酮含量最高的为益智叶。以益智叶总黄酮(Total Flavonoids from the Leaves of Alpiniaoxyphyia Miq.,TFL)提取率、DPPH 自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPHO 清除率、ABTS自由基(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid radical,ABTS+·)清除率以及铁离子还原能力(Ferric reducing antioxidant power,FRAP)四个指标对TFL进行微波提取正交实验优化,其最佳提取工艺为:50%乙醇为提取溶剂,液料比为20,提取温度为70℃,提取3次。5组验证实验表明:TFL提取率为28.24%(RSD=0.487%),且其提取液具有优良的抗氧化能力。将上述提取液减压浓缩,冷冻干燥后得到TFL粉末,四个抗氧化实验评价TFL抗氧化能力:TFL对DPPH·、ABTS+、超氧阴离子自由基(Superoxide anion free radical,O2-·)的半数清除浓度(50%inhibiting concentration,IC50)分别为 6.56 μg/ml、71.28 μg/mL、1.308 mg/ml。TFL 的 DPPH·、O2-·清除能力和FRAP与VC的作用效果相近,均远远优于阳性对照BHT。采用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测得 TFL 中白杨素与杨芽黄素的含量分别为0.0896 mg/g、1.8020 mg/g。傅里叶红外光谱(Fourier Transfoma Infrared spectrum,FTIR)、热重(Thermogravimetric,TG)、差示扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,DSC)、矿质元素分析表明,TFL在210℃以下基本可以稳定。以多糖含量为依据,筛选出益智植物5个部位中多糖含量较高的为益智仁和益智壳。采用Box-Behnken设计优化益智仁多糖(polysaccharide from seed,PS)和益智壳多糖(polysaccharide from pericarp,PP)提取工艺。结果表明:PS最佳提取工艺确定为pH 4、液料比35 mL/g,酶解时间2.5 h,提取时间2.5 h;PP最佳提取工艺确定为pH 4,液料比35 mL/g,酶解时间1.5 h,提取时间2.0 h。PS和PP的提取率分别为(10.40±0.14)%、(6.21±0.14)%。PS、PP纯化后得率分别为4.67%、4.12%。三种抗氧化实验表明:PS、PP对DPPH·的IC50值分别为2.455 mg/mL、0.17 mg/mL;PS、PP浓度为3mg/mL时对ABTS+·的清除率分别为12.36%、92.47%,其对应的FRAP分别为52.67 μmol/L,756.77 μmol/L,PP的抗氧化能力优于PS。FTIR、TG、DSC、扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、宏观状态的结果均表明两种多糖具有差异。PS、PP的单糖含量具有差异性,PS中葡萄糖含量最高,PP中半乳糖醛酸含量最高;PS中主要单糖物质的量比为甘露糖:鼠李糖:氨基葡萄糖:半乳糖醛酸:葡萄糖:半乳糖:木糖:阿拉伯糖:岩藻糖=1:3.18:0.83:5.47:98.34:9.62:24.60:17.51:1.45;PP中主要单糖物质的量比为甘露糖醛酸:甘露糖:鼠李糖:氨基葡萄糖:葡萄糖醛酸:半乳糖醛酸:葡萄糖:半乳糖:木糖:阿拉伯糖:岩藻糖=5.06:l:1.64:1.08:1.81:91.17:5.43:6.36:12.22:12.23:0.86。PP通过乙醇分级沉淀纯化后得到的PP-70、PP-80两种多糖分子量分别在65 KDa和55 KDa左右,其抗氧化能力基本优于PP。通过HPLC-MS联用分析益智5个部位的化学成分。分析得出化合物1、2、3、6分别为圆柚酮、杨芽黄素、白杨素、oxyphyllone D/oxyphyllone G,未知化合物4、5、7分子量分别为636、384、546,有待进一步确定,益智5个部位化学成分含量和种类存在较大差异。将益智5个不同部位的乙醇浸膏分为石油醚(Petroleum ether,PE)、乙酸乙酯(ethyl acetate,EA)、正丁醇(n-butanol,nBA)、水(Water,W)4 个不同极性萃取段。不同部位不同极性萃取段对DPPH·、ABTS+·清除能力以及FRAP的结果表明:茎、叶、梗等部位的nBA和EA段的抗氧化能力较强,基本优于益智仁、壳部位各个萃取段,具有进一步分离纯化和化学成分分析的研究意义。益智食品安全标准(草案)制定中包括益智的两个部位:益智仁、益智壳。根据试验结果,将益智仁、壳水分含量分别限定为≤10.0g/100g、≤6.0g/100g;灰分含量分别限定为≤5.0g/100g、≤8.0g/100g;挥发油含量均限定为≥0.7mL/100g;原儿茶酸含量分别限定为≥35.000 μg/g、≥25.000 μg/g;圆柚酮含量分别限定为≥2.4000 mg/g、≥0.1800 mg/g。根据益智仁、壳中草酸、植酸、单宁、胰蛋白酶抑制剂活性四种抗营养因子的含量,提出益智仁、壳原材料宜采用热水浸泡方式处理后使用。重金属、农药残留、微生物检查等均要求符合相应的食品安全国家标准。
【学位单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS201.4
【部分图文】：

照片,样品,冰箱,鲜样

益智各部位采自海南省保亭县和琼中县，手工分离后得到益智逡逑Ｍｉｑ．）植物的茎、叶、壳、仁、梗５个部位；所用益智各部位为新鲜样品，采收于２０１７逡逑年６月份，材料剪碎存放于－２０邋°Ｃ以下冰箱中保存，用时取出。图２－１为益智样品采收逡逑后初步处理照片，其中益智果实剪刀剪开后将益智果壳与果仁分离。鲜样处理：样品逡逑粉碎机粉碎，冰箱中存放，测定前从冰箱中取出样品，放置一段时间常温散去样品表逡逑面水分，精确称重。千样处理：部分营养素的分析采用干基，所用鲜样于５０邋Ｘ：左右逡逑烘箱中烘干的方式再进行测定。逡逑图２－１益智样品懫收后初步处理逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ邋ｏｆ邋Ａｌｐｉｎｉａ邋ｏｘｙｐｈｙｌｌａ邋Ｍｉｑ．邋ａｆｔｅｒ邋ｈａｒｖｅｓｔ逡逑２．１．２主要实验试剂与仪器逡逑１７逡逑

总黄酮含量,总黄酮,提取率,溶出

Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｒｕｔｉｎ逡逑３．３．２益智不同部位总黄酮含量对比分析逡逑由图３－２可知同等微波提取条件下益智叶总黄酮含量远远大于益智其他部位，初逡逑步实验结果表明，益智叶中总黄酮含量为（２３．５３土０．４３）邋％，分别是梗、壳、茎、仁逡逑总黄酮含量的２．９倍、５．９倍、６．３倍和３７．３倍，具有总黄酮开发利用的价值。逡逑２５邋？逡逑逦￡逦逡逑２０邋■逡逑ｇ逡逑＿邋１５邋．逡逑W １０邋■逡逑句邋５邋■逦邋逦逡逑0邋－Ｉ逦Ｌ＊逦ＬＩ逦１？邋－邋？？逦逡逑茎叶邋壳仁梗逡逑图３－２总黄酮含量对比逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｃｏｎｔｒａｓｔ邋ｏｆ邋ｔａｔａｌ邋ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ邋ｃｏｎｔｅｎｔ逡逑３．３．３微波辅助提取益智叶总黄酮单因素实验逡逑（１）乙醇浓度的影响逡逑由图３－３可知，ＴＦＬ提取率随着乙醇浓度的增加而增加，但当乙醇浓度高于６０％时，逡逑ＴＦＬ提取率呈现下降趋势，且试验中发现，随着乙醇浓度的加大提取液颜色由棕黄到逡逑深绿变化，推测乙醇浓度过大，色素溶出较大反而不利于黄酮类物质的溶出，乙醇溶逡逑液浓度为６０％时，益智叶的总黄酮

总黄酮含量

０．０１逦０．０２逦０．０３逦０．０４逦０．０５逦０．０６逡逑芦丁浓度／（ｍｇ／ｍＬ）逡逑图３－１芦丁标准曲线逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｔｈｅ邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｒｕｔｉｎ逡逑３．３．２益智不同部位总黄酮含量对比分析逡逑由图３－２可知同等微波提取条件下益智叶总黄酮含量远远大于益智其他部位，初逡逑步实验结果表明，益智叶中总黄酮含量为（２３．５３土０．４３）邋％，分别是梗、壳、茎、仁逡逑总黄酮含量的２．９倍、５．９倍、６．３倍和３７．３倍，具有总黄酮开发利用的价值。逡逑２５邋？逡逑逦￡逦逡逑２０邋■逡逑ｇ逡逑＿邋１５邋．逡逑W １０邋■逡逑句邋５邋■逦邋逦逡逑0邋－Ｉ逦Ｌ＊逦ＬＩ逦１？邋－邋？？逦逡逑茎叶邋壳仁梗逡逑图３－２总黄酮含量对比逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｃｏｎｔｒａｓｔ邋ｏｆ邋ｔａｔａｌ邋ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ邋ｃｏｎｔｅｎｔ逡逑３．３．３微波辅助提取益智叶总黄酮单因素实验逡逑（１）乙醇浓度的影响逡逑由图３－３可知，ＴＦＬ提取率随着乙醇浓度的增加而增加，但当乙醇浓度高于６０％时，逡逑ＴＦＬ提取率呈现下降趋势，且试验中发现，随着乙醇浓度的加大提取液颜色由棕黄到逡逑深绿变化，推测乙醇浓度过大，色素溶出较大反而不利于黄酮类物质的溶出，乙醇溶逡逑液浓度为６０％时，益智叶的总黄酮提取率最高；ＤＰＰＨ＊、ＡＢＴＳ＋‘清除率与总黄酮提取逡逑３６逡逑

【参考文献】