摘要
本研究以苦豆子(Sophora alopecuroides L.)为研究对象,首次将超微破壁粉碎技术应用于苦豆子加工,建立苦豆子超微破壁粉碎工艺及其生物碱破壁提取工艺,其生物碱提取得率是常规提取工艺的2倍以上;同时,探索苦豆子生物碱的光分解及其防止措施,在此基础上,研制开发出对光稳定、持效期长、药效迅速的植物源农药和天然防腐保鲜剂,且研究其作用机理和室内外药效,为其产业化开发提供技术平台与科学依据。采用四因素二次回归正交旋转组合试验设计的方法,建立了苦豆子破壁粉碎影响因素与破壁率间影响关系的数学模型,通过优化计算得到苦豆子破壁粉碎的最佳工艺参数为:转速340 r/min,粉碎时间2.44h,球料比8,苦豆子物料含水量小于5%,此时苦豆子破壁率达100%,为其深加工与利用奠定了基础。系统研究了苦豆子粉碎细度、预处理、提取溶剂、液料比、提取温度、提取时间和提取次数等单因素对苦豆子生物碱提取的影响,并利用正交试验设计的方法优化了苦豆子生物碱破壁提取工艺,结果表明其优选工艺为苦豆子破壁粉碎;提取2次;液料比为6,提取时间为2.5h;提取温度20℃。在此优选提取条件下,苦豆子生物总碱的提取得率可达11.55%。同时,首次将絮凝澄清法应用于苦豆子生物碱提取,发现超微壳聚糖是苦豆子生物碱提取过程中絮凝沉降去杂的理想澄清剂,其用量为0.2g/L。此外,经过中试放大试验研究,建立了苦豆子生物碱工业化破壁提取工艺流程。 本文研究了苦豆子生物碱和苦参碱的光分解特性及其防止措施,系统研究了不同溶剂、色素、表面活性剂、光稳定剂及自身光解产物对苦豆子生物碱和苦参碱光分解的影响,结果表明丙酮、甲醇、核黄素、甲基蓝和Tween-60可显著促进苦豆子生物碱光分解,而甲基绿、刚果红、甲基紫、农乳300#、农乳603#、SDS、乳化剂2020、EPE、NPEPO4、EL-100和不同光稳定剂及其自身光解产物可明显抑制其光分解,进一步研究不同光稳定剂混合物对苦豆子生物碱光分解的影响,发现以TBHQ和维生素C(Vc)质量比1:1混合对苦豆子生物碱的光保护作用最强,具有良好的实用价值。通过配方筛选与优化,研制开发出0.36%苦参碱水剂。该制剂具有较强的触杀、胃毒、内吸、拒食和对害虫的生长发育抑制作用,并具有一定的杀卵作用,但无麻醉、熏蒸和忌避作用。田间药效试验发现,该制剂对山楂叶螨、萝卜蚜虫、棉花红蜘蛛、棉铃虫、菜蚜、菜青虫、小菜蛾和水稻二化螟均具有良好的防效,并且对蔬菜的生理作用有一定的促进作用,可增加叶绿素含量,并抑制亚硝酸盐的合成,极大地改善蔬菜品质,是一种环境和谐农药,具有良好的应用前景。以苦豆子生物碱为防腐杀菌剂,超微亚纳米级壳聚糖为成膜剂,辅以抗氧化剂和植物生长调节剂及葡萄糖酸钙制成天然保鲜剂。该保鲜剂可显著抑制蒲菜采后的蒸腾失水,抑制蒲菜腐烂与褐变,强烈抑制呼吸作用及纤维素与总酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性的上升及Vc含量的下降;同时可显著抑制韭薹的蒸腾失水、花苞开放率及呼吸作用,抑制韭薹腐烂及纤维素和木质素含量和过氧化物酶(POD)、肉桂酸脱氢酶(CAD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的上升和叶绿素及Vc含量的下降,在蒲菜和韭薹贮藏中具有潜在的应用价值。
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