香蕉副产物的开发利用研究——香蕉茎、叶有效成分的提取和特性研究

摘要

香蕉(Banana)为芭蕉科(Musaceae)芭蕉属(Musa)的单子叶植物，是世界四人名果之一。我国是世界第三大香蕉生产国，2003年全国香蕉种植面积255.5khm2。香蕉生产的同时也产生了75％左右的香蕉茎、叶副产物，2003年就有香蕉茎、叶达2325.05万t。当采果后，剩余的香蕉茎、叶等便废弃不用，不仅影响蕉园环境招来虫害，而且堵塞交通，造成资源重大浪费。目前，我国香蕉茎、叶的利用主要停留在饲料化和纤维粗加工的利用研究上，有关香蕉茎、叶中有效成分的研究和应用尚未见详细报道。本文以香蕉茎、叶为原料，通过活性预试验分析并确定其中具有活性的有效成分，提取并检测有效成分的洗涤性和抗氧化特性，最后进行有效成分提取工艺优化设计及其洗涤、抗氧化机理的初步研究。 应用化学试剂显色法，对香蕉茎、叶的成分进行活性预试验，筛选出蛋白质、半纤维素、果胶、活性多糖、脂肪、单宁、叶绿素、叶黄酮为有效成分。根据溶剂极性与有效成分溶解度的关系，选用石油醚、乙醇和水依次对香蕉茎、叶进行浸提，并通过两相溶剂萃取法、沉淀法、透析法、结晶法、液相色谱分离、柱层析法等分离手段对各有效成分进行分离和纯化。由于脂肪和叶绿素难以分离，本试验采用CO2超临界萃取可以有效分离脂肪和叶绿素，并提高脂肪得率。 洗涤活性检测从起泡力及泡沫稳定性、表面张力、去污力三个方面来考察香蕉茎、叶有效成分的表面活性及其洗涤力。泡沫性能采用GB/T7462-1994的Ross-Miles法进行；表面张力采用环法测定；去污力检测选用乳化法，以雕牌洗洁精、12-烷基硫酸钠、吐温-80为参照样。试验结果表明：香蕉叶石油醚抽出物、叶多糖和叶绿素铜钠盐具有良好的起泡性和稳泡性；其临界胶束浓度CMC值和其该浓度下的表面张力分别为：1.0g/l(34.295mN/m)，1.0g/l(42.398mN/m)，3.0g/l(40.123mN/m)，已经接近或超过参照物的表面活性；香蕉叶石油醚抽出物的乳化能力最强，乳化性能已接近乳化剂吐温-80，其次为叶多糖和叶绿素铜钠盐。乳化性能越好，其去除油污能力越强。因此，从泡沫性能、表面张力、去污力二个方面，本研究认为香蕉叶石油醚抽出物、叶多糖和叶绿素铜钠盐可以开发作为餐具洗涤剂或洗涤助剂。 抗氧化特性检测采用DPPH-HPLC法考察香蕉茎、叶脂溶性和水溶性提取物以及各种有效成分的清除DPPH自由基能力，以IC50值作为评价试样清除指标，以芦丁、抗坏血酸等抗氧化剂为参照样。试验结果表明：香蕉叶中的叶黄酮、叶多糖和香蕉假茎的单宁具有较强的清除DPPH自由基能力，其IC50为0.942、0.832、0.895均高于芦丁(IC50为0.751)。香蕉茎、叶具有开发天然抗氧化剂的价值。 香蕉叶多糖提取工艺L9(34)正交试验得出的最佳工艺条件为：料液比1∶25，温度80℃，时间6h。香蕉叶中多糖的提取率为1.64％。采用超临界CO2萃取香蕉叶脂肪，L9(34)正交试验得出的最佳工艺条件为：萃取压力35MPa，萃取温度40℃，CO2流量30kg/h，萃取时间1.5h，香蕉叶脂肪萃取率达到3.35％。香蕉叶制备叶绿素铜钠盐工艺设计通过L9(34)正交试验得最佳工艺：75％乙醇，料液比1∶8，60℃水浴回流萃取8h，3倍体积5％NaOH皂化30min，加2倍体积20％的CuSO4溶液铜化20min，再加8倍体积20％NaOH成盐。本工艺产品质量好，得率高达0.70％。香蕉叶提取黄酮工艺设计通过L9(34)正交试验得最佳工艺为：溶剂为8倍量55％乙醇、100℃水浴、每次1h回流提取2次，香蕉叶黄酮提取率达到3.981％。香蕉假茎单宁提取采用L9(34)正交试验得出最佳工艺条件为：温度60℃，时间10h，丙酮浓度100％，料液比1∶10，香蕉假茎单宁的提取率分别为5.13％。 综上所述，本研究——香蕉茎、叶有效成分的提取和洗涤活性、抗氧化特性研究具有较好的生态和社会效益，若能实际应用将产生显著的经济效益，同时又填补国内外空白，为今后香蕉茎、叶的合理利用提供理论依据和应用实例。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及论文使用授权的说明

1前言

2研究方案、试验材料和仪器

3试验结果与分析

4结论与讨论

参考文献

致 谢