循环伏安法测定谷物中花青素、多酚和还原糖的实验开题报告

 2022-07-31 14:48:37

1. 研究目的与意义

花青素(anthocyanidin)是一种水溶性色素,可以随着细胞液的酸碱度改变颜色。细胞液呈酸性则偏红,细胞液呈碱性则偏蓝,是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一[1]。花青素为植物二级代谢产物,在生理上扮演重要的角色。花瓣和果实的颜色可吸引动物进行授粉和种子传播,常见于花、果实的组织中及茎叶的表皮细胞与下表皮层,主要包括天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素[2]。花青素在酸性条件下比较稳定,高温、光照都会破坏其结构[3]

花青素是多羟基的多酚黄酮类化合物,具有极强的抗氧化性。有研究报道花青素是最有效的自由基清除剂,其抗氧化能力是维生素E的50倍,是维生素C的20倍。而机体很多疾病的发生发展都是由于自由基产生过量引起的。花青素被证明具有抗衰老、抗疲劳、抗炎、 抑菌、 抗癌、保护视力、保护肝脏、改善糖尿病、调节脂质代谢的作用,并且其副作用较小,目前应用前景广阔。近年来有关于花青素的研究,在生物合成途径、提取工艺、生理功能等方面都取得了进步。花青素广泛的活性功能,以及自身具备的分布广、种类多、 安全性高等特性,均使得人们越来越关注花青素,其未来在食品、化妆品、医药品等方面都将有着巨大的开发空间。

鉴于花青素有各种优点,有着极高的药用价值和功能食品价值,关于提取花青素和怎样运用花青素的研究种类繁多,层出不穷,但是在我查到的相关文献中没有将循环伏安法与测量花青素结合的方案,目前这个领域的研究相对来说较空白,可查文献也稀缺。所以本研究旨在通过一种创新的设想,将循环伏安法运用于测量谷物中花青素含量,找到一种快速准确测量谷物中花青素含量的方法具有重要的现实意义和广泛要求。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:

1.从谷物中提取花青素

1.2.循环伏安法测食品中花青素。

2.3.工作电极灵敏度测定。

拟解决的关键问题:

1.循环伏安法工作电极的制备。

2.考察循环伏安法条件的改变对测量花青素的影响,以得到最佳测定条件。

写作提纲:

0.前言

1.测量实验的基本原理

2.实验操作方法

2.1实样的预处理

2.2实样的测量操作(测量实验的操作方法)

2.3实验数据的处理方法

3.实验条件的考察与确定

3.1单因素考察实验

3.1.1酸度及酸度调节剂的影响

3.1.2离子强度的影响

3.1.3温度的影响

3.1.4介质的影响

3.1.5反应时间的影响

3.1.6干扰因素的影响实验

维生素C、多糖、淀粉、蛋白质、多肽和矿物质等具有充电放电效能物质的影响

3.1.7其它因素的影响

蒸馏水中溶解氧气、氮气和二氧化碳气的影响

用新制蒸馏水用不同的储气钢瓶分别通入这些气体(用压力和通入时间来控制气体的通入量)。

3.2实验条件的优化及验证

4.方法学参数的测定

4.1方法的线性范围及其相关系数

4.2方法的灵敏度或检测限

4.3方法的精密度(稳定性)

4.4方法的准确度(可靠性)

4.5方法的显著性检验与分析

5.实样的测定与対照分析

6.结论(结束语)

3. 国内外研究现状

1.花青素植物资源研究进展

花青素广泛存在于植物的液泡中,使植物呈现红色、紫色或蓝色。目前在我们吃的食物中越来越常见。最早最丰富的花青素是在1879年由意大利人从红葡萄渣中提取得到[4]。后来人们发现野生蓝莓也富含花青素[5]。Mizgier等人研究发现紫胡萝卜和紫甘蓝中含有花青素,且其中大部分为酰基化花青素[6]。Antonia 等人发现黑醋栗中.总花青素含量在205士29~ 2110士376μgCyG/100g,并鉴定出矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药色素-3-O-葡萄糖苷等五种不同的花色苷[7]。到目前为止,在被子植物中已有27个科73个属被发现含有花青素。2.花青素提取与纯化技术研究现状 花青素还是一-种天然水溶性色素,美国、日本等发达国家很早将花青素作为色素运用于食品和饮料中,花青素作为天然色素,易溶于水、无毒、无害、安全性高、而.且着色度亮丽B。花青素口服后在胃和小肠中能被快速吸收,但生物利用度仅有0.004%-0.1%[8]。因此提取纯化花青素并对花青素生物活性研究具有重要意义。提取花青素传统的提取方法是溶剂萃取法,常用甲醇、乙醇、丙酮、水或混合溶剂等直接浸提一定时间。后来发现非酰基化的花青素在提取过程中会降解,因此在提取溶剂中.加入1%盐酸或甲酸[9]。李菊梅等人用盐酸-乙醇溶液萃取葡萄皮渣中的花青素[10]。但是这种提取方法耗时长,溶剂耗费多且提取效率低。在缩短提取时间的基础上,Arapitsas等人[11]利用加压萃取了紫甘蓝中的花青素,通过增加压力来提高溶剂的沸点,从而增加花青素在乙醇溶剂中的溶解度,提高了提取效率。Sun等人[12]用微波辅助提取红树莓中的花青素为363.9 μg/g FW。顾红梅[13]等人将超声波提取法和溶剂萃取法提取的紫薯花青素进行对比,发现超声法提取提取时间短,且能避免热敏性花青素因温度升高而被破坏,大大提高 了提取效率。近年来,组织破碎提取法被广泛运用于中药成分的提取,该方法能在数十秒内将植物破碎成微颗粒,使80%的有效成分快速溶解转移到溶剂中,极度适合热敏性和易受空气影响的成分的提取,具有提取时间短、效率高、适用材料广、溶剂用量小、操作简单,节约能源等优势。邓引梅[14]等人利用闪式破碎提取法提取的甘草叶中的总黄酮高达2.91%。曹站霞[15]利用破碎提取法提取了葡萄籽中总多酚成分。金小燕[16]等人利用闪式破碎提取法提取了甘蔗皮中的原花青素,均取得了好的试验效果。花青素的富集纯化的方法主要有纸层析法[17]、柱层析法[18]、高效液相色谱法[19]、高速逆流色谱法[9]和离子交换树脂柱层析法[20]等。TATSUZAWA F等人[201利用DiaionHP-2型大孔树脂柱色谱法和液质联用对松果菊花瓣中的花青素进行富集纯化并分析鉴定出三种酰基化的花青素。胡晓梅[21]等利用大孔树脂和和凝胶树脂柱色谱法结合使用对越橘花青素进行纯化,获得的纯化物中总花青素含量36%。

3.循环伏安法测量花青素

焦阳[22]验证了循环伏安法在预测猕猴桃中酚类和还原力方面的有效性,为猕猴桃中抗氧化剂分析提供了一种高效、快速、简便的新途径和新方法。目前来看循环伏安法是一种广泛运用的电化学测量方法,但是,虽然关于循环伏安法或花青素的研究较多,但都是独立研究两者的,很少有将循环伏安法用于测量花青素,无论国内外文献都暂时没找到一种确切的方法。

4. 计划与进度安排

论文的研究计划或撰写方案:

1、2022.11.26—2022.02.25 确定课题研究计划,搜集、查阅相关文献资料,了解目前国内外在此研究方面的动态

2、2022.02.25—2022.04.1电极的制备,测量实验等.

3、2022.04.1—2022.05.1 撰写论文初稿和修改论文;

4、2022.05.1—2022.05.26 再修改论文并准备论文的答辩及相关工作.

5. 参考文献

[1]Cooper-Driver GA. Contributions of Jeffrey Harborne and co-workers to the study ofanthocyanins[J]. Phytochemistry, 2001, 56(3): 229-236.

[2]Kong J M, Chia LS, Goh N K, et al. Analysis and biological activities of anthocyanins[J].Phytochemistry, 2003, 64(5): 923-933.

[3]庄星光, 韩春然, 马蕊, 等. 蓝靛果花青素的提取及稳定性研究[J]. 哈尔滨商业大学学报 (自然科学版), 2019 (3): 14.

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