发芽大麦酚酸富集技术研究开题报告

一、理论依据：

酚酸广泛存在于植物中，是植物体内常见的次生代谢产物，在植物生长和发育过程中起着重要的作用[1]。酚酸分为可溶性和不溶性酚酸，可溶性酚酸多存在于液泡中，不溶性酚酸存在于植物细胞壁中[2]，主要以醚键与其他物质相结合，从而以木质素的形式存在，形成植物机械损伤和微生物损害屏障[3]。当植物受到机械伤害、微生物侵染、UV胁迫时，会诱发ROS级联反应，并展开相应的防御机制，在这个过程中会引起酚酸富集（如咖啡酸、对香豆酸和阿魏酸）。部分研究表明，酚酸可通过供给电子来清除自由基，或者吸收UV-B光并积累在表皮细胞中以保护光合组织[4]。

研究表明酚酸对人体具有清除自由基和抗氧化作用。酚酸有很多的羟基，这些酚羟基很容易被氧化成醌类物质，从而消耗环境中的氧，另一方面也可作为氢供体释放出氢与环境中的自由基结合，因此酚酸具有预防治疗心脑血管疾病的功能[5]。在周丹等人对酚酸B促进缺血心肌血管生成的分子作用机制的研究中，发现酚酸B可促进大鼠缺血心肌血管再生[6]。酚酸作为植物中的天然抗氧化剂，有着安全性高，毒性低的特点，作为预防癌症的药物被广泛接受。因此，酚酸的研究成为了食品研究中的重要组成部分。

大麦是一种营养丰富,开发价值较高的谷物, 获季节若遇到连续的阴雨天气或储藏不当就会发生萌动或者发芽,不仅导致外观发生改变,其内在品质也产生了巨大变化[7]。大量研究表明，发芽会引起谷物中游离氨基酸、蛋白质、脂肪、淀粉、膳食纤维和维生素B1、维生素B2等常规营养成分含量的影响，发芽可使大麦营养价值得到显著提升[8]。另有研究表明香菜等其他植物在发芽过程中酚类物质的含量会不断增加并达到最大值，并显著增加植物的抗氧化性[9][10]。因此可以初步判断，大麦发芽对大麦中的酚酸具有一定的富集作用。

在谷物中，酚酸类化合物主要以两种形式存在：游离酚酸和结合型酚酸[11]。游离酚酸可以直接用萃取的方法提取，结合型酚酸则需要通过酸性水解或皂化反应或者酶法释放酚酸。其中，酸性水解或皂化反应最为常用，但在释放过程中也伴随着更严重的酚酸水解，酶法解离对酚酸的解离程度较低，但实验中往往难以找到合适的酶。常用的提取方法有不同浓度乙醇萃取、乙醇超声提取和3SFE-CO2 萃取[12]。酚酸含量常用的检测法包括三氯化铁－铁氰化钾比色法[13]、薄层色谱法和高效液相色谱法（HPLC）[14]。目前，植物食品中酚酸含量的测定主要用高效液相色谱(HPLC)法，应用于小麦苗[15]、黑麦麸皮[16]燕麦[17]等谷物中的酚酸含量。由于酚酸的结构相似，色谱条件显著影响酚酸组分的分离，故而近年来学者引入高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）法定量酚酸[18]。

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1.研究方法：

1．1 发芽大麦酚酸的提取

在谷物中，酚酸类化合物主要以三种形式存在：游离酚酸、酯化酚酸或糖基化酚酸的形式。游离酚酸可以直接用萃取的方法提取，结合型酚酸则需要通过酸性水解或皂化反应的方法释放酚酸，但在释放过程中也伴随着酚酸的水解。除此之外，酶促释放也可以将结合酚酸释放，但此技术尚不成熟。

1.1.1 酸性水解法：酸性水解法是在合适的温度下用含无机酸的醇溶剂处理样品，这种方法过程比较简单,方便易行。常用的醇溶剂有：甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。利用酚酸类物质与这些溶剂相似相溶的性质，可以将酚酸类物质从植物中提取出来。由于酚类物质在中性和弱碱性的环境中不太稳定，因此，提取过程通常要在酸性条件下进行，一般选择盐酸酸化的醇作为浸提液，可以获得较好的提取效果。

1.1.2 皂化反应水解法 ：皂化反应需要用浓度为1-4M的氢氧化钠溶液处理样品。大多数反应在室温下进行15分钟。一些研究报告表明，皂化反应是在黑暗中进行的，并需要在惰性气体如氩气或氮气的环境下进行。

1.1.3酶促反应水解法:特定的酶促反应可以释放出特定的酚酸，例如果胶酶、纤维素酶和淀粉酶可以用于降解糖基与酚酸结合的键。由于研究内容有限，并不是所有的结合型酚酸都可以用酶促反应以提取酚酸。

为了保证酚酸的稳定并提高提取率，本实验使用酸性水解法。

1．2 发芽大麦酚酸的富集

2．1．1薄层色谱法在酚类物质分析中最常用的是薄层色谱法，薄层色谱法在天然产物中酚酸的测定中起着独特的作用。薄层色谱法具有高样品通量的能力，这样可以在在通过仪器技术进行详细分析之前，对提取物进行快速的筛选。在大多数情况下，需要使用二氧化硅作为固定相，并且使用2-（二苯基硼氧基）乙胺和聚乙二醇或AlCl3形成均匀薄层。检测时主要使用紫外-可见光分光光度计进行检测，测量样品在250~260 nm波长下的吸光度。

2．1．2 高效液相色谱法（HPLC）：是分析植物中酚酸的一种主要的色谱技术。许多化合物适用于高效液相色谱分析，特别是当与质谱联用时，分离效果很好，并能提供较高的灵敏度和较好的选择性。由于酚酸中存在大量羟基和羧基，形成了氢键，导致熔点升高，相比于气相色谱法，更适合用高效液相色谱法。

为保证较好的灵敏度，本实验使用高效液相色谱法。

2.技术路线

对比

3.可行性分析

（1）本实验室已有酚酸相关的其他研究项目，且本项目获得的提取工艺可为大麦中酚酸的进一步研究甚至工业生产提供技术基础。

（2）本院已经具备了酚酸提取及检测所需的基本的仪器设备，大麦样品等需添置的样品及试剂也易购买。

（3）实验中用到的酸性提取法和HPLC检测法法都是经典且成熟的操作方法，操作步骤明确且分离效果较好。