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菜籽粕在菜籽榨油后往往被当做废弃物,其中含有的高生物活性的多酚也随之被丢弃,造成了资源浪费。为了开发利用这一资源,克服传统超声提取产生自由基降低多酚活性的问题,本研究采用超声辅助氮气保护提取方法(Ultrasound-assisted nitrogen-protected extraction,UANPE)对菜籽粕中的多酚类物质进行提取。首先,通过碘释放试验研究充氮对超声作用下自由基产生的抑制效果。接下来研究了UANPE法对菜籽粕多酚得率、活性和微观形貌的影响。最后研究了多酚和多肽的抗氧化协同作用,基此对菜籽粕提取物抗氧化作用的分子机制进行初步探索。全文主要研究结论如下:(1)在超声过程中充入氮气时,碘生成量显著降低。充氮超声处理下的碘释放反应符合零级反应动力学方程,碘的生成速率与充氮的速率符合V(28)f(7)x(8)(28)a(10)bx(10)cx2(10)dx3的规律。电子顺磁共振和过氧化氢含量的测定结果也表明充氮保护能够明显减少超声产生自由基的量。经过超声处理,产生的自由基相互作用使水中过氧化氢含量从无变为4.40μg/mL,有氮气保护的水中过氧化氢含量为2.10μg/mL,这表明氮气可以抑制自由基的产生从而有效阻止自由基链式反应及其引起的物质活性损失。(2)UANPE提取的多酚清除DPPH自由基、ABTS自由基和其还原铁离子的EC50分别为5.51 mg/L、8.31 mg/L和59.22 mg/L,这些EC50值比超声提取多酚的EC50值显著减小。UANPE提取所得的多酚抑制Caco-2和HepG2肿瘤细胞生长的半抑制浓度分别为43.76μg/mL和47.58μg/mL,比超声辅助提取(Ultrasound-assisted extraction,UAE)的显著减小,表明UANPE所得多酚的抗氧化活性和抑制肿瘤细胞增殖活性比UAE提取的强。以上结果表明充氮保护可以有效减小超声产生的自由基对多酚活性的损伤。原子力显微镜观测结果表明充氮保护可以减小多酚与超声产生的自由基的接触面积,从而减少自由基对多酚的氧化损失。此外,优化得UANPE提取菜籽粕多酚较优的工艺参数为:乙醇浓度60%、提取温度30℃、料液比1:30、充氮速率5 L/min、超声充氮时间20 min、超声功率密度320 W/L。在此条件下,菜籽粕多酚得率为13.02 mg/g,清除DPPH自由基的EC50为0.236 mg/g。(3)菜籽粕多酚和多肽进行抗氧化协同作用研究。两种物质进行复配后测定其抗氧化活性,粗多酚和粗多肽在DPPH自由基清除方面两者表现明显协同效应,而在还原力方面由于抗氧化机制、反应条件等差异,两者表现出拮抗作用。粗多酚经过分离纯化后浓度提高约38.59%,纯度提高约50.38%,清除DPPH自由基的EC50值下降约15.42%,还原力EC50值增加约34.98%。在DPPH自由基清除活性测定中多酚与不同分子量的菜籽蛋白酶解液(<3 kDa、3 kDa5 kDa)均表现为抗氧化协同作用。这些都表明多酚和多肽在清除DPPH自由基方面存在协同作用。