1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1、本课题的意义
白藜芦醇(3,4,5-三羟基芪)属于一类名叫芪的多酚化合物。有些植物可以通过压榨、致伤、真菌感染或者紫外线辐射来获取白藜芦醇。这种多酚抗氧化物对癌症、心脏病、退化性的神经疾病、阿兹海默症、肿瘤和炎症具有预防保护性的作用。这种生物黄酮类可以提高大脑中的血液流动30%从而降低中风的风险。除了抗氧化成分可以预防心血管疾病比如动脉硬化,白藜芦醇已经被证实可以作为化学预防剂通过调节肿瘤的启动、诱发和生长过程来对抗多种癌症。花生是白藜芦醇的优质来源,其根、茎、叶、果壳、红衣、果仁中都存在不同含量的白藜芦醇,花生在发芽过程中不但维生素、矿物质、氨基酸等有所改善,白黎芦醇的含量也大大増加,而且我国花生资源丰富,系统研究花生中生物活性物质的富集势必将成为未来的研究热点。
2、国内外研究概况、应用前景等
花生中含有大量的脂肪、蛋白质及人体必需的8种氨基酸、Ve、矿物质等,白黎芦醇和β-谷固醇等功能活性物质的含量也很丰富,营养学家们将花生评为A+级作物,这些化合物都存在于最有利的部位。蛋白质是植物的基础,脂肪都是不饱和的,纤维素是一种复杂的碳水化合物,他们对人类来说都是最好的营养物质。花生的各个部位包括根、皮甚至壳都含有白藜芦醇。花生黄油中的白藜芦醇的含量几乎和葡萄汁中的是一样的,而且是带皮烤花生的三倍。目前有研究表明无论用何种方式对花生进行压榨,其中的白藜芦醇含量都会增加。
发芽处理在生产实践过程中常被作为改善种子营养质量的有效方法。种子进入萌发状态后,体内储藏物质开始水解,新器官也逐渐形成,国内外对花生发芽过程中主要的营养物质和生物活性物质含量变化做了大量研究。台湾嘉义大学的邱义源教授通过对台湾当地3个花生品种的研究证实,花生发芽后,其白黎芦醇含量迅速增加,达到未发芽花生含量的5倍以上,可与葡萄中白黎芦醇的含量相媲美,这个结论得出后,引发了国内外发芽花生的研究热潮。戴凌燕(2008)研究了3种药剂对花生芽菜萌发及蛋白质含量的影响,发现花生芽菜生长过程中,蛋白质降低,游离氨基酸增加。黄上志和傅家瑞(1992a,1992b)与芦春斌(2000)发现在发芽过程中,花生球蛋白中的亚基在萌发初期即被降解利用,且花生球蛋白的4个主要亚基一直存在,后期伴花生球蛋白I出现并呈增加趋势,而分子量为17.5103多肽的甲硫氨酸含量最高,在花生种子发育和萌发过程中它的合成降解规律与花生球蛋白不同。而且花生发芽后的营养物质都更容易被人体吸收。
2. 研究的基本内容和问题
4、研究的目标、内容
本课题旨在研究花生中活性成分白藜芦醇的富集,研究初期对花生中基础成分(粗脂肪、灰分、粗蛋白、可溶性蛋白、游离氨基酸、总糖、可溶性糖)进行测定,研究中期对花生发芽条件进行优化,研究后期测定不同发芽时期白藜芦醇的含量变化并且对比分析不同发芽条件对白藜芦醇富集的影响,并研究发芽过程中蛋白质的变化。从而增加花生产品的营养价值和保健功能,开拓花生制品和保健品产业的新领域。
5、拟解决的关键问题
1)花生发芽过程中白藜芦醇富集的条件的优化
2)花生发芽过程中白藜芦醇的变化
3. 研究的方法与方案
6、研究方法
文献研究法、实验法、定量分析法、定性分析法、数学方法
花生取样-花生基础成分的测定-花生发芽条件优化-不同发芽条件下花生白藜芦醇含量的变化-
花生发芽过程中白藜芦醇的变化-花生发芽过程中蛋白质的变化-花生发芽过程中基础成分的变化
8、实验方案及可行性分析
一、实验方案
(一)花生中基本成分的测定
(1)每种花生品种分别取有代表性的样品至少200 g,粉碎、混合均匀,置于密闭玻璃容器内备用
(2)参照GBT 14772-2008通过索氏抽提的方法对粗脂肪含量进行测定;参照GB5009.4-2016进行灰分含量的测量;参照GB 5009.5-2010通过凯氏定氮的方法对粗蛋白含量进行测量;通过考马斯亮蓝的方法对可溶性蛋白含量进行测定;通过茚三酮比色法对游离氨基酸含量进行测定;通过蒽酮比色法对总糖含量进行测定;通过苯酚硫酸法对可溶性糖含量进行测定。
(二)发芽过程中不同成分的测定
(1)发芽:不同花生品种分别挑选大小一致、成熟饱满的花生种子,用1%的次氯酸钠浸泡消毒10 min后,用灭菌后的去离子水反复冲洗3遍,将消毒冲洗后的种子用消毒过的纱布包好,35 ℃恒温浸泡时间8 h后,置于植物生长箱中避光发芽5 d,发芽温度29 ℃,湿度为100%,每隔24 h换水并取样,鲜样用于测定芽长、水分含量和蛋白质的变化以及基础成分的测定,用作白藜芦醇测定的样品用液氮速冻干燥,粉碎后过80目筛储藏在-20 ℃冰箱中,备用。
(2)测定芽长:部分样品直接测定芽长。
(3)含水量测定:取部分样品用吸水纸吸干表面水分后,称重,烘干恒重后再称重,计算含水量。
(4)基础成分测定:取部分样品参照GBT 14772-2008通过索氏抽提的方法对粗脂肪含量进行测定;参照GB5009.4-2016进行灰分含量的测量;参照GB 5009.5-2010通过凯氏定氮的方法对粗蛋白含量进行测量;通过考马斯亮蓝的方法对可溶性蛋白含量进行测定;通过茚三酮比色法对游离氨基酸含量进行测定;通过蒽酮比色法对总糖含量进行测定;通过苯酚硫酸法对可溶性糖含量进行测定。
(5)白藜芦醇含量测定:准确称取5 g(精确到0.01 g)样品于150 mL具塞三角瓶中,加入80%乙醇溶液50mL,于恒温水浴振荡器(50℃,140 r/min)提取45 min, 再在50 ℃超声辅助提取时间45 min,提取完成后使用80 %乙醇清洗烧杯和残渣,合并提取液和清洗液。5000 rpm离心10 min取上清液,过0.45 um的微孔滤膜待测。参照国标GBT24903-2010花生中白黎芦醇的测定高效液相色谱法测定发芽花生中白黎芦醇含量,
(6)白质电泳分析:用样品进行蛋白质样液的制备,放进冰箱备用。将预制胶取出,梳子拔出,按说明安装在电极槽上,向槽中间加入电泳缓冲液至溢出,加样:每孔上样量10μL。蛋白Marker上样量5μl电泳:组装好仪器通电,80V30min; 120V 90min。待指示剂迁移至距凝胶下端1cm处时,停止电泳。溴酚蓝指示剂前沿距离电泳板下端太远,可延长电泳时间,或适当增加电压。剥胶染色:将胶板取出,翘胶板或镊子在胶板表面四个箭头处翘起,小心取出凝胶,放入倒有染色液的培养皿中,放在脱色摇床上染色60min。脱色:倒掉染液,用去离子水冲洗凝胶,放入装有脱色液的培养皿中,放置于脱色摇床上,1h换一次脱色液,可过夜,直至背景清晰,拍照。
二、可行性分析
(一)技术可行性分析
在国内外对花生的白藜芦醇的提取、检测和纯化方法已经比较成熟,提取方法包括:回流法、有机溶剂提取法、超声波辅助提取法等;检测方法包括:高效液相色谱(HPLC)法、反向高效液相色谱(RP-HPLC)法、在线固相萃取富集-HPLC法、薄层色谱(TLC)检测法、紫外全波长扫描法等;纯化方法包括:硅胶柱层析法、2) 大孔吸附树脂NKA-Ⅱ法等。
(二)实验条件可行性分析
食品院设备基本齐全,各类试剂充足,并且有专业老师莅临指导。
4. 研究创新点
9、特色或创新之处
目前国内对花生发芽过程中营养物质及生物活性物质的变化和富集相对落后,也没相关品种筛选和发芽过程中富集机理等方面的研究,本实验主要是研究花生发芽过程中白藜芦醇的富集和相关成分的变化,并选取了16种花生品种,不仅可以完成一定品种的筛选也将对富集白藜芦醇的发芽条件进行优化。
5. 研究计划与进展
10、研究计划及预期进展
(1)2016.10-2016.11
查询并阅读文献,完成文献综述
(2)2016.11-2016.12
