板栗壳斗鞣花单宁及其代谢产物鞣花酸和尿石素的生物活性研宄

发布时间：2017-08-06 21:18

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【摘要】：板栗(Castanea mollissima Blume),属壳斗科栗属(Fagaceae),又名栗子、风栗、瑰栗等。板栗壳斗为板栗的带刺毛壳,又称板栗总苞。随着板栗产业的快速发展,板栗壳斗等板栗副产物的产量也在大幅增加,但目前尚未得到有效利用,大部分板栗壳斗被作为废弃物抛弃,造成极大资源浪费。研究表明,板栗壳斗中富含多酚类抗氧化剂,其中以鞣花酸含量尤其丰富。鞣花酸广泛分布于板栗、石榴、草莓、黑莓及胡桃等水果或坚果中,自然界中主要以其缩合形式——鞣花单宁存在。鞣花单宁和鞣花酸均具有抗氧化、抗炎、抗癌及调节肠道菌群等多种生物活性,对癌症、糖尿病、心脑血管疾病和神经性病变等慢性疾病具有潜在的抑制作用。然而鞣花单宁和鞣花酸在哺乳动物胃肠道的吸收极差,生物利用度低,在组织和血液中的浓度往往不足以达到其发挥生物活性的浓度,而部分未被吸收的鞣花酸则在哺乳动物胃肠道菌群的作用下代谢成更容易吸收的尿石素类物质。因此,近年来关于尿石素的生物活性研究、体内代谢和组织分布受到了越来越广泛的关注。本论文以板栗壳斗为原料,首先构建了板栗壳斗总鞣质的提取纯化方法,然后建立了尿石素A,B,C的合成路线,在此基础上系统比较了板栗壳斗多酚、鞣花酸和尿石素A,B,C的ABTS自由基清除活性和总还原力的差异,并进一步采用细胞抗氧化活性模型评价了其细胞抗氧化活性,最后评价了其在聚丙烯加工中的抗氧化作用,主要结果如下：(1)优化了板栗壳斗总鞣质的提取和富集方法,结果显示以50%乙醇为提取溶剂时,板栗壳斗总鞣质的提取率最高,而采用大孔树脂吸附、50%乙醇梯度洗脱的方法,可以大幅提高板栗壳斗总鞣质的纯度；(2)构建了尿石素A,B,C的合成路线。通过溴化反应、醛基氧化反应、铜催化的偶联酯化反应和去甲基化反应等有机化学反应,构建了尿石素A,B,C的合成路线。分别合成了10g尿石素A、尿石素B和尿石素C,纯度均为96%以上。尿石素A为淡黄色或类白色固体粉末,尿石素B为浅粉色或类白色固体粉末,尿石素C为浅灰色或类白色固体粉末。(3)系统比较了鞣花酸和尿石素A,B,c的自由基清除活性与总还原力。鞣花酸及其代谢产物表现出的抗氧化活性的差异十分明显,在体外抗氧化实验中,鞣花酸、尿石素c、尿石素A和尿石素B的抗氧化活性依次递减,这表明鞣花酸在体内经过肠道菌群代谢之后,其抗氧化活性是不断降低的。(4)比较了板栗壳斗多酚、鞣花酸和三种尿石素的细胞抗氧化活性、细胞增殖抑制活性。细胞增殖抑制活性实验发现,鞣花酸和板栗壳斗多酚较强的抗氧化作用能够促进细胞增殖,随着浓度的增加,细胞的存活率增加。低浓度(小于100 μg/mL)的尿石素没有细胞增殖抑制活性,但是随着浓度的增高,尿石素A,B和c均表现出细胞增殖抑制活性,特别是尿石素c,使用300μg/mL的尿石素C处理24小时后人肝癌HepG2细胞存活率不到20%。细胞凋亡实验发现,低浓度的尿石素c不能够诱导细胞凋亡,但是300 μg/mL的尿石素C能够诱导约30%的人肝癌HepG2细胞凋亡。(5)评价了鞣花酸和尿石素在聚丙烯加工过程中的抗氧化作用。为提高聚丙烯的抗氧化能力,在PP加工过程中,通常会添加一定浓度的抗氧剂,因传统抗氧剂的生物安全性差,添加天然抗氧剂是近年来的发展趋势。实验证明,添加鞣花酸、尿石素、富勒烯/Irganox 168、富勒醇/Irganox 16等样品聚丙烯的氧化诱导期均小于1,而富勒烯(fullerene)、富勒醇(fullerenol)等纳米材料对聚丙烯的加工有抗氧化作用。
【关键词】：板栗壳斗 多酚 鞣花单宁 鞣花酸 尿石素 抗氧化活性
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q946
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-24
• 1.1 板栗壳斗多酚的研究进展11-12
• 1.2 鞣花单宁的研究进展12-15
• 1.2.1 鞣花单宁的抗氧化活性研究12-13
• 1.2.2 鞣花单宁的体内代谢过程简介13
• 1.2.3 尿石素的发现及鉴定13-15
• 1.3 鞣花单宁代谢产物的生物活性15-22
• 1.3.1 鞣花酸活性15-18
• 1.3.2 尿石素活性18-22
• 1.4 本研究的目的、意义及内容22-24
• 2 板栗壳斗鞣花单宁的提取纯化及抗氧化研究24-32
• 2.1 材料与方法24-26
• 2.1.1 实验材料24-25
• 2.1.2 实验方法25-26
• 2.2 结果与讨论26-30
• 2.2.1 板栗壳斗总鞣质含量测定26
• 2.2.2 不同提取溶剂的优化结果26-29
• 2.2.3 HPD100大孔树脂富集总鞣质结果29-30
• 2.3 小结30-32
• 3 尿石素的有机合成32-45
• 3.1 材料与方法32-33
• 3.1.1 实验材料32
• 3.1.2 实验方法32-33
• 3.2 结果与讨论33-37
• 3.2.1 尿石素A的有机合成33-36
• 3.2.2 尿石素B的合成36
• 3.2.3 尿石素C的合成36-37
• 3.3 小结37-45
• 4 鞣花酸及其代谢产物的抗氧化活性研究45-51
• 4.1 材料与方法45-47
• 4.1.1 实验材料45-46
• 4.1.2 实验方法46-47
• 4.2 结果与讨论47-50
• 4.2.1 对DPPH自由基的消除作用47-48
• 4.2.2 还原力的测定48-49
• 4.2.3 ABTS自由基消除活性的测定49-50
• 4.3 小结50-51
• 5 ，
  
  本文编号：631485
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