花青素酰基化

毕业设计(论文)开题报告题目:PH、光照及温度对酰基化黑豆皮花青素稳定性的影响院系名称：粮油食品学院专业班级：食安1201学生姓名：蒋松学号：201211030103指导教师：谢岩黎教师职称：教授2016年3月12日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000～4000字左右的文献综述：文献综述一、黑豆的概述黑豆在全国各地都有栽培，尤以山西、河北、陕西栽培较多。黑豆适应性强，耐旱、耐痔、耐盐碱，在有灾害的年代里更显现黑豆的价值。黑豆的类型十分丰富，北方有一年一熟春种秋收的春性黑大豆，黄淮地区有麦收后播种的夏播黑大豆，长江以南有春种、夏种和秋种的黑大豆。黑豆中有籽粒大小不同的各种类型，籽粒大的江苏金坛黑蚕嘴豆百粒重达37.4克，但大多数黑豆籽粒较小，俗称小黑豆。黑豆的籽粒多扁椭圆、扁圆、肾状、长椭圆形，圆粒较少。黑豆的子叶色绝大多数为黄色，少量为绿色或称青色。黑皮青子叶大豆往往被称为药黑豆，其营养、药用和商品价值均高，在东南亚和港澳市场上很受欢迎。[1-3]二、花青素的概述花青素是一种很好的抗氧化剂。花青素(Anthocyanin)，又叫花色素或花色苷，它与糖基以糖苷键的形式结合所形成，属于酚类化合物中的类黄酮类物质，是自然界中广泛存在于植物中的一类水溶性天然色素，它广泛分布于27个科，72个属植物中，是植物花瓣中的主要呈色物质，花卉、水果、蔬菜、谷类作物等呈现的五彩缤纷的色彩都是因为它才表现出来的。[4]花青素具有类黄酮的典型结构，具有碱性特征，所以酸和碱都可以与它作用形成盐。花色苷所呈现出来的颜色与连接在其母体C6-C3-C6核上的取代基以及环境有关，它的颜色会因为其在不同pH值条件下其分子构型不同而随着pH值改变。[17]本课题以黑豆皮为原料，用超声波辅助法提取花青素，研究黑豆皮花青素的理化特性，为其加工、储藏和应用提供理论依据。前人已对黑大豆种皮色素的化学结构及稳定性进行了大量研究，表明其主要成分为飞燕草-3-葡萄糖苷和矢车菊-3-葡萄糖苷，其在酸性条件下稳定性较好。[5]三、花青素的生理功能花青素作为类黄酮化合物，具备类黄酮的一般生理功能作用，如预防心血管疾病、抗氧化性以及预防癌症等等。截至目前为止，花青素已知的一些生理功能有调节血脂、抗氧化作用、防癌作用、抗突变、肝解毒作用等。[6-7]有研究者用亚油酸自动氧化系统、脂质体系统、兔血红细胞膜系统和鼠肝粗粒体系统对矢车菊色素-3-葡萄糖苷和矢车菊色素的抗氧化活性进行了实验，结果发现它们具有α-生育酚同样的活性或比α-生育酚的抗氧化活性更强。[8]花青素对肝脏的保护有着很大的作用，肝脏是人体内的主要代谢器官，并具有去氧化，储存肝糖，分泌性蛋白合成等功能。随着现代人工作压力的增大和生活水平的提高，肝脏的负担越来越大，而花青素可以对肝脏的负担进行很大程度的缓解。有一项临床试验表明：眼睛疲劳者每日食用250毫克花色素，眼睛疲劳的自觉症状就会有较明显的改善。花色素类化合物还具有较好的肝解毒作用，由此可见，经常食用富含花青素类物质的食物或饮品对具有肝功能障碍的人群有利[9]。四、影响花青素稳定的因素花青素本身具有良好的生理活性，且花青素的提取物和富含花青素的水果蔬菜已经初步被商业化利用，但至今未被广泛作为天然食品添加色素加以利用，主要是由于其稳定性差，脂溶性低等原因。[10]花青素是一种水溶性色素，易溶于水和甲醇等醇类化合物，而不溶于乙醚等有机溶剂，脂溶性低会限制其在食品工业领域中的应用范围和作为食品添加剂的使用空间，而稳定性差使其在贮藏运输过程中容易变质，因此可以引入脂肪酸基团提高花青素的脂溶性和稳定性。影响花青素稳定性的因素主要分为内在因素和外在因素。内在因素主要是花青素化学结构的不同，比如，羟基化程度提高会使花青素稳定性降低，而甲基化程度的提高可以增加其稳定性，[11]因此，富含锦葵色素和牵牛色素的花青素颜色会相对稳定，而富含矢车菊素和天竺葵色素的花青素稳定性不高。[12]游离羟基的糖苷化也会增加花青素的稳定性，糖链可以将酰基缠绕在苯并吡喃骨架的表面，防止水化平衡转化引起的花青素失色，对花青素的色泽稳定性起到保护作用。糖基化程度越高，花青素的稳定性越高。同时，花青素的酰基化也可以提高花青素的稳定性，研究表明，天然存在的酰基化花青素稳定性高，这是由于酰基化后的空间位阻使花青素不易受到水的攻击，从而难以向查尔酮和无色假碱结构转化。[13]除了内在的结构因素，外在因素也是影响花青素稳定性的主要因素，如加工贮藏过程中的金属离子、添加剂、强氧化还原剂、ｐＨ值、光照、温度和酶等都会对花青素的稳定性产生一定影响。花青素会随ｐＨ值的变化而发生结构上的转换，相对ｐＨ值高的碱性溶液，花青素在ｐＨ较低的酸性溶液中比较稳定。研究表明，在酸性水溶液中，花青素会同时存在三种化学平衡，分别为酸碱平衡、水和平衡和环链异构化平衡，从而会产生四种物质间的平衡：醌碱型（蓝色）、花色素基元正离子（红色）、甲醇假碱（无色）和查尔酮（无色、浅黄色），它们之间可以相互转化。在碱性范围内，花青素的特性变得更容易区分。在pH值为8-9条件下，天竺葵色素，芍药色素和锦葵色素的3-葡萄糖苷（组1）呈现出很深的蓝色和稳定性最好。由于其具有共同的结构特征，这些花青素的糖苷配基的B环上只含有一个游离的羟基基团，矢车菊色素、飞燕草色素和矮牵牛色素的3-葡萄糖苷（第2组）的B-环上包含邻位的羟基基团。矢车菊色素、飞燕草色素和矮牵牛色素的3-葡萄糖苷，这些色素在pH值高于8.1时，他们的颜色由蓝色逐渐变为红色，飞燕草-3-葡萄糖苷和矮牵牛-3-葡萄糖苷在碱性中非常不稳定，然而它们在pH为5-7范围内却比较稳定。在碱性条件下矢车菊-3-葡萄糖苷的稳定性和组1的花青素是相似的。[14]温度是对花青素稳定性产生影响的一个重要因素，会造成花青素的降解。无论处于自然细胞环境中，还是处于实验室模拟溶液体系中，花青素的稳定性受到温度的影响均非常大。[4]在自然界中，天然色素，如花青素在低温或者干燥的状态下较稳定，是加热或者高温的环境可加快其变色反应，尤其在将花青素溶液加热至沸点状态时，容易氧化褪色。光照对花青素会产生两方面的影响。首先，一方面是花青素在植物体内合成的过程中，光照会促进其生物合成和积累；而另一方面，当花青素在离体的情况下，光照会促进花青素的降解。四、酰基化花青素作用的展望经研究发现，酰基化的花青素比未酰基化的花青素稳定性更高，酰基化的花青素之所以在稳定性上优于未酰基化的花青素，是由于酰基化后的花青素形成了一种类似“三明治”的结构，花青素与有机酸酰化后，其母核阳离子可以免于受到水分子的攻击，有效的得到保护，这是酰基化花青素中的有机酸基团起到的保护所用。[15]酰基的种类、数目和结合位点的不同，使酰基化后的花青素具有不同的化学性质。酰基化后的花青素可以有效的阻止由水化作用引起的花青素降解。酰基化作用的芳香酸如p-香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸、五倍子酸和一些脂肪酸如丙二酸、乙酸、苹果酸、琥珀酸或草酸对花青素的稳定起到了很大的作用。有研究表明，酰基化花青素在接近中性条件下较好地保持了颜色，而且苯乙烯酸酰化花青素的稳定性比其相应的其它芳香酸的要好，对人工合成酰基化花青素提供了有利的条件，同时还可以通过植物组织培养技术提取花青素，植物组织培养技术以及人工改造花青素的技术越来越成熟，花青素因其独特的抗氧化和有益健康特性，必然将在不久的将来投入工业化生产，造福人类。[16]因此，花青素的酰基化对于提高花青素的稳定性及其储藏加工的应用具有重要意义。六、参考文献[1]常汝镇.中国黑豆资源及其营养和药用价值[J].中国食物与营养,1998(5).[2]王敏,李丹,李荣和,等.黑豆营养价值及功能特性应用的研究与进展[J].长春大学学报:自然科学版,2008,18(2):104-107.[3]秦琦,张英蕾,张守文.黑豆的营养保健价值及研究进展[J].中国食品添加剂,2015(7):145-150.[4]赵立仪.矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的月桂酸酰化、结构分析及性质评价[D].北京林业大学,2015.[5]赵宇瑛,张汉锋.花青素的研究现状及发展趋势[J].安徽农业科学,2005,33(5):904-905.[6]方忠祥,倪元颖.花青素生理功能研究进展[J].现代食品科技,2001,17(3):60-62.[7]杨民乐,侯俊仙,陈树俊,等.黑豆皮花青素提取物的抗氧化活性研究[J].农产品加工·学刊:下,2013(12):11-13.[8]TsudaT,WatanabeM,OhshimaK,etal.Antioxidativeactivityoftheanthocyaninpigmentscyanidin3-O-beta-D-glucosideandcyanidin.[J].JournalofAgricultural&FoodChemistry,1994,42(11):2407-2410.[9]唐传核,彭志英.天然花色苷类色素的生理功能及应用前景[J].冷饮与速冻食品工业,2000,6(1):26-28.[10]李海萍,苗在京.影响黑豆皮色素稳定性因素研究[J].ScienceandTechnologyofCereals,oilsandFoods,2010,18(5):51-53.[11]BoultonR.TheCopigmentationofAnthocyaninsandItsRoleintheColorofRedWine:ACriticalReview[J].AmericanJournalofEnology&Viticulture,2001,52(2):págs.67-87.[12]汪慧华,赵晨霞.花青素结构性质及稳定性影响因素研究进展[J].农业工程技术:农产品加工业,2009(9):32-35.[13]MazzaG,MiniatiE.Anthocyaninsinfruits,vegetablesandgrains[J].AnthocyaninsinFruitsVegetables&Grains,1993.[14]CabritaL,FossenT,ØyvindMAndersen.Colourandstabilityofthesixcommonanthocyanidin3-glucosidesinaqueoussolutions[J].FoodChemistry,2000,68(1):101-107.[15]凌文华.植物花色苷[M].科学出版社,2009.[16]刘栋,钱建亚,周晓辉,等.花青素酰基化作用研究进展[J].现代食品科技,2003,19(4):101-104.[17]林纪伟.黑豆皮中多酚类成分分析[D].天津科技大学,2011.毕业设计（论文）开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1材料与仪器东北黑豆，月桂酰氯，恒温水浴锅，721分光光度计，高速万能粉碎机，电子天平，电动搅拌机2提取花青素2.1样品预处理黑豆人工去皮，收集黑豆皮，用超微粉碎机粉碎，过40目筛。2.2、黑豆皮花青素的提取称取一定量的黑豆皮粉末（3g），按料液比1:25加入相应体积的pH2.