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板栗花抗氧化提取工艺优化项目总结报告一、项目开展背景及意义板栗(CaztaneamollissimaBlume)属壳斗科栗属乔木经济植物，主要分布于北半球温带及亚热带。我国种植板栗已有3000多年的历史，大部分地区均有分布，以华北和长江流域各地集中栽培。近几年，伴随着板栗产业的快速发展，板栗产量不断加大，深加工产品不断增加，板栗生产的废弃物——板栗花，也急剧增加，但目前对其利用还非常有限。尤其是板栗花中含有的丰富的黄酮、多酚类物质，具有抗氧化和清除自由基的作用，其生理功能还包括抗癌变、防止动脉硬化、降低血脂和胆固醇，在改善血管通透性及减少冠心病发病率方面都有良好的效果。基于其对人体拥有极佳的保健功能，因此逐渐受到国内外广泛关注。据高丽梅、王嗣等人的研究结果表明，板栗花中含有丰富的槲皮素、山奈酚、没食子酸等酚类活性物质，这些化合物的分子结构中都有多个酚羟基,是天然的抗氧化剂,具有重要的应用价值。此外，黄酮及酚类物质是植物体内重要的次生代谢产物，主要通过莽草酸和丙二酸途径合成，广泛分布于植物界。许多的酚类物质具有营养保健功效。现代流行病学研究证明，经常食用富含酚类物质的果蔬能够预防由活性氧导致的相关疾病如癌症、糖尿病、肥胖症等的发生。近年来，随着板栗种植面积的扩大，板栗雄花日益增多，成为板栗生产中的废弃物，造成极大的资源浪费。据《中药大辞典》记载，板栗花具有治泻痢、便血、瘰疬、日久赤白痢疾、大肠下血、小儿消化不良及腹泻等功效，民间用于治疗久治不愈的腹泻。由于资金、技术和人们意识形态等多方面的原因，对板栗花活性成分的研究不多，其具有的保健和药用价值没有得到充分的运用。目前文献上报道的从板栗花中提取的黄酮、多酚、色素等抗氧化物质，所采用的提取工艺，无论是在操作条件的难易程度、提取溶剂的环保程度、提取时间长短，还是在抗氧化物质的量以及抗氧化成分的种类上，都不能做到令人满意。因此，加强板栗花活性成分的研究，开发功能性食品，其潜在经济价值极大。研究结果表明，消费富含黄酮类化合物、多酚、维生素C和类胡萝卜素等天然抗氧化剂的水果和蔬菜有利于降低患心脑血管和癌症等疾病的几率，人们对来源于植物提取物、能清除引起衰老、心血管以及癌症等疾病的自由基天然抗氧化剂也表现出越来越浓厚的兴趣，大量的自由基和脂质过氧化的产生与动脉粥样硬化、癌变等在内的很多疾病有关，来源于植物的天然抗氧化剂日益成为人们膳食中的重要组成部分。二、项目任务本项目以DPPH自由基(DPPH·)清除率为指标,在单因素基础上，通过正交试验设计确定板栗花抗氧化物质的最佳提取条件，为板栗花的深度利用和高附加值保健食品的研发提供理论基础。三、项目实施情况1）原料的采收：原料2013年4月来自宝鸡板栗试验基地，晾干，粉碎，备用。2）抗氧化物质的提取准确称取一定量样品，加溶剂回流提取，提取液经抽滤后定容至一定体积，备用。3）提取溶剂的选择以DPPH自由基(DPPH·)清除率为指标，从石油醚、丙酮、乙醇、甲醇、乙酸乙酯中选择合适容剂。5）单因素试验以DPPH自由基(DPPH·)清除率为指标,确定：①提取时间②提取温度③溶剂浓度④料液比6)通过正交试验确定最佳提取条件以DPPH自由基(DPPH·)清除率为指标，确定：最佳提取条件以单因素试验结果为参考,设计四因素三水平(L9(34))的正交试验四、项目成果1）溶剂的选择准确称取3.00g板栗花，按液料比30:1加入无水乙醇、丙酮、甲醇、乙酸乙酯和乙醚于80℃下提取2h，过滤，滤液冷却后测定DPPH·自由基抑制率，结果如下表：溶剂AiAcAj清除率无水乙醇0.1540.9150.06490.16%丙酮0.3060.9150.12279.89%甲醇0.3120.9150.21389.18%乙酸乙酯0.2520.6270.04566.99%表1：溶剂对抗氧化物质提取的影响由数据判断乙醇是最佳的提取溶剂2提取时间的选择准确称取3.00g板栗花，按液料比30:1加入无水乙醇于85℃下提取1h、1.5h、2h、2.5h、3h，过滤，滤液冷却后测定DPPH·自由基抑制率，结果如下表：时间/hAiAcAj清除率10.2040.7590.11988.80%1.50.1850.6890.13492.60%20.1680.6890.10190.28%2.50.2740.7590.21391.96%30.3470.7590.28591.83%表2：提取时间对抗氧化物质提取的影响3）提取温度的选择准确称取3.00g板栗花，按液料比30:1加入无水乙醇分别于于75℃、80℃、85℃、90℃、95℃下提取1h，过滤，滤液冷却后测定DPPH·自由基抑制率，结果如下表：温度/℃AiAcAj清除率750.2410.5720.18289.69%800.0960.5720.03789.69%850.1930.5720.14291.08%900.0980.5720.04190.03%950.2130.5720.12885.14%表3：温度对抗氧化物质提取的影响4）料液比的选择准确称取3.00g板栗花，分别按按液料比15:1、20:1、25:1、30:1、35:1加入无水乙醇于80℃下提取1h，过滤，滤液冷却后测定DPPH·自由基抑制率，结果如下表：液料比AiAcAj清除率150.2110.6740.15892.14%200.2490.6740.19692.14%250.1380.6740.08792.43%300.190.6740.13491.69%350.1840.6740.12190.65%表4：料液比对抗氧化物质提取的影响5）溶剂浓度的选择准确称取3.00g板栗花，按液料比30:1分别加入加入浓度为60%、70%、80%。90%的乙醇以及无水乙醇于80℃下提取1h，过滤两次，滤液冷却后测定DPPH·自由基抑制率，结果如下表：浓度/%AiAcAj清除率600.4610.4830.33573.91%700.3680.4830.25977.43%800.2980.4830.24589.03%900.1690.4830.09885.30%1000.1250.4830.05886.13%表5：溶剂浓度对抗氧化物质提取的影响6）正交试验一．准确称取3.00g板栗花，按下表所列条件依次提取序号A：时间/hB:温度/℃C:液料比D:浓度118020:170%218525:180%319030:190%41.58025:190%51.58530:170%61.59020:180%728030:180%828520:190%929025:170%表6：正交实验设计结果如下表：序号AiAcAj清除率10.3820.8030.32693.03%20.2710.8030.23795.77%30.3120.8030.24591.66%40.3920.8030.29888.29%50.4040.8030.38197.14%60.6210.8030.52487.92%70.4580.8030.34986.43%80.3660.8030.30091.78%90.4370.8030.42898.88%表7：正交试验结果最佳工艺为A1B2C2D1，按照最优组合（液料比25:1、时间1h、温度85℃、浓度70%）进行追加试验，得清除率98.20%五、创新点本项目的研究成果将充分利用板栗生产的废弃物——板栗花，使板栗花中含有的丰富的黄酮、多酚类物质为改善人类的生理功能（包括抗癌变、防止动脉硬化、降低血脂和胆固醇）提供数据，基于其对人体拥有极佳的保健功能，已经受到国内外广泛关注。本项目的研究成果也将为进一步研制板栗花系列抗氧化、降血脂、抗脂质、抗肿瘤等保健食品奠定坚实的理论基础。