硫酸铵沉淀柚子果汁及柚皮水提液中柠檬苦素的机理研究

摘要

柠檬苦素是一种广泛分布于芸香科和楝科植物中的高度氧化的四环三萜类物质，该物质具有抗氧化、抗菌、保肝抗癌、杀灭幼虫等多种生物活性，具有较高的应用价值。前期研究发现硫酸铵能够沉淀柚子果汁中的柠檬苦素，本论文以此为基础，从柚子果汁及柚皮水提液中制备柠檬苦素沉淀，并进行纯化鉴定，进而研究柠檬苦素在水溶液中溶解及被硫酸铵沉淀的机理。主要结果如下:
　　(1)优化得到从柚子果汁中沉淀柠檬苦素的pH为5，硫酸铵饱和度为10％，温度为90℃;对沉淀进行水洗，当水温为45℃时所得沉淀产物的柠檬苦素纯度可达80％。利用乙腈和水作为溶剂系统，将柠檬苦素沉淀产物在室温下进行结晶，得到了纯度为98.2％的晶体。
　　(2)优化得到热水浸提柚皮粉中柠檬苦素的条件为:液料比20mL/g，水提温度80℃，水提时间30min。进一步优化得到硫酸铵沉淀柚皮水提液中柠檬苦素的反应温度为50℃，反应时间为90min，硫酸铵饱和度为90％;利用大孔吸附树脂D101、萃取、结晶等纯化获得了纯度为96.4％的柠檬苦素晶体。
　　(3)酸性环境和果胶能够促进柠檬苦素在水中溶解;其中酸可使柠檬苦素部分水解为可溶的羟基酸形式;果胶与柠檬苦素形成分子结合，或柠檬苦素包裹于果胶的网状结构中，从而促进柠檬苦素稳定存在于果汁和柚皮水提液中。
　　(4)将柚子果汁及柚皮水提液中得到的柠檬苦素晶体分别进行核磁共振和晶体衍射分析，发现晶体中不含硫酸根和铵根，即硫酸铵没有与柠檬苦素发生分子结合。利用柠檬苦素标准品与硫酸铵水溶液进行反应，制得柠檬苦素沉淀产物，将产物进行红外光谱分析，再次确认了硫酸铵没有与柠檬苦素发生分子结合。
　　(5)研究氢离子、铵根和硫酸根对柠檬苦素的沉淀能力，发现硫酸铵沉淀柠檬苦素的过程中硫酸根发挥主要作用。硫酸铵沉淀柠檬苦素的机理为:硫酸根破坏了羟基酸形式的柠檬苦素与水的结合、柠檬苦素与果胶的结合，以及果胶与水的结合，从而使柠檬苦素沉淀析出。
　　本论文发现了硫酸铵能够沉淀柚子果汁及柚皮提取液中的柠檬苦素，初步阐明了柠檬苦素在果汁和柚皮水提液中溶解的原因及硫酸铵沉淀柠檬苦素的机理，为柑橘深加工利用提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 柑橘水果及柠檬苦素类似物简介

1．2 柠檬苦素类似物的分布与结构

1．3 柠檬苦素类似物的生物合成

1．4 柠檬苦素的生物活性

1．4．1 抗氧化活性

1．4．2 抗菌活性

1．4．3 保肝抗癌活性

1．4．4 杀灭幼虫活性

1．4．5 其他生物活性

1．5 柠檬苦素的提取

1．5．1 有机溶剂提取

1．5．2 水溶助剂提取

1．5．3 超临界二氧化碳提取

1．5．4 水提法

1．5．5 双水相提取

1．6 柠檬苦素的分离纯化

1．6．1 大孔树脂吸附法

1．6．2 结晶与重结晶法

1．6．3 柱层析法

1．6．4 高速逆流色谱法

1．7 柠檬苦素的检测及结构鉴定方法

1．7．1 分光光度法

1．7．2 薄层色谱法

1．7．3 高效液相色谱法

1．7．4 其他检测方法

1．7．5 柠檬苦素的结构鉴定方法

1．8 本论文选题目的及意义

1．9 主要研究内容

1．9．1 果汁中柠檬苦素沉淀的制备及纯化

1．9．2 柚皮中柠檬苦素的水提取及柠檬苦素沉淀的制备

1．9．3 柠檬苦素溶解在果汁及柚皮水提液中的机理研究

1．9．4 硫酸铵沉淀果汁及柚皮水提液中柠檬苦素的机理研究

第2章 果汁中柠檬苦素沉淀的制备及纯化

2．1 材料与方法

2．1．1 柚子果汁的制备

2．1．2 主要仪器与设备

2．1．3 主要试剂和药品

2．1．4 主要溶液的配置

2．1．5 沉淀反应条件对柠檬苦素沉淀的影响

2．1．6 水洗温度对柠檬苦素沉淀的影响

2．1．7 沉淀产物的结晶纯化

2．1．8 柠檬苦素的定性检测方法

2．1．9 柠檬苦素的定量检测方法

2．2 结果与分析

2．2．1 高效液相色谱测定柠檬苦素的标准曲线

2．2．2 反应条件对柠檬苦素沉淀的影响

2．2．3 水洗温度对柠檬苦素沉淀的影响

2．2．4 TLC对柠檬苦素沉淀的定性检测

2．2．5 沉淀产物的结晶纯化

2．3 小结

2．3．1 硫酸铵沉淀反应的条件优化

2．3．2 柠檬苦素沉淀的结晶纯化

第3章 柚皮中柠檬苦素的水提取及柠檬苦素沉淀的制备

3．1 材料与方法

3．1．1 实验原料

3．1．2 主要仪器与设备

3．1．3 主要试剂和药品

3．1．4 主要溶液的配置

3．1．5 柚皮水提条件的优化

3．1．6 硫酸铵沉淀反应的条件优化

3．1．7 沉淀产物的纯化

3．1．8 柠檬苦素的检测与分析方法

3．2 结果与分析

3．2．1 柚皮水提条件的优化

3．2．2 硫酸铵沉淀反应的条件优化

3．2．3 沉淀产物的纯化

3．3 小结

3．3．1 柚皮水提条件的优化

3．3．2 硫酸铵沉淀反应的条件优化

3．3．3 沉淀产物的纯化

第4章 柠檬苦素溶解在果汁及柚皮水提液中的机理研究

4．1 材料与方法

4．1．1 主要仪器与设备

4．1．2 主要试剂和药品

4．1．3 主要溶液的配置

4．1．4 柠檬苦素在水、果胶和酸性水溶液中的溶解性

4．1．5 柠檬苦素的检测与分析方法

4．2 结果与分析

4．2．1 果胶和酸对柠檬苦素溶解性的影响

4．2．2 酸促进柠檬苦素在果汁及柚皮水提液中溶解的机理

4．2．3 果胶促进柠檬苦素在果汁及柚皮水提液中溶解的机理

4．3 小结

4．3．1 果胶和酸对柠檬苦素溶解性的影响

4．3．2 酸促进柠檬苦素在果汁及柚皮水提液中溶解的机理

4．3．3 果胶促进柠檬苦素在果汁及柚皮水提液中溶解的机理

第5章 硫酸铵沉淀果汁及水提液中柠檬苦素的机理研究

5．1 材料与方法

5．1．1 实验原料

5．1．2 主要仪器与设备

5．1．3 主要试剂和药品

5．1．4 主要溶液的配置

5．1．5 柑橘果汁及柚皮水提液中柠檬苦素沉淀的结构鉴定

5．1．6 柠檬苦素标准品沉淀的制备和结构鉴定

5．1．7 H+、SO42-和NH4+对柠檬苦素的沉淀能力

5．1．8 硫酸铵对果胶溶液中柠檬苦素的沉淀作用

5．1．9 水洗处理对沉淀中柠檬苦素含量的影响

5．1．10 柠檬苦素的检测与分析方法

5．2 结果与分析

5．2．1 柑橘果汁中柠檬苦素沉淀产物的结构鉴定

5．2．2 柚皮水提液中柠檬苦素沉淀的结构鉴定

5．2．3 柠檬苦素标准品沉淀的结构鉴定

5．2．4 H+、SO42-和NH4+对柠檬苦素的沉淀能力

5．2．5 硫酸铵沉淀柠檬苦素的机理分析

5．2．6 硫酸铵沉淀柠檬苦素机理的初步验证

5．3 小结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文