南瓜子营养评价及南瓜子油的提取和分离研究

南瓜子营养评价及南瓜子油的提取和分离研究 , ,,,二,,分类号:,篮 单位代码: ,鲤竖密级: 坌珏 学 号: 鳗,垫～,,蝗,, 南瓜子营养评价及南瓜子油的提取和 分离研究,,,,,,, ,, ,,,—,,,,,, ,,,,,,,,,, ,, ,,,,垴, ,,,,, ,,, ,,,, ,,, ,,,,,;,,,,(,,,,,,,,, 学位申请人: 董胜旗 指导教师: 陈贵林教 授 何洪巨副研究员 张广华教 授 学科专业: 蔬菜学 学位类别: 农学硕士 授予单位: 河北农业大学 答辩日期: 二,,六年六月十六日 摘要 南瓜子营养丰富，含有人体所需要的蛋白质、脂肪酸等生物活性物质，对人体有驱虫、缓解高血压和抗炎等功效。本研究选用中国南瓜、印度南瓜、美洲南瓜和黑籽南瓜共计,,个品种，分别对其种子的形态特征和营养成分进行了研究，并对南瓜子油的提取工艺及多不饱和脂肪酸的分离提纯进行了优化。 比较,,个南瓜品种种子的形态特征，发现印度南瓜品种种子的长度、宽度和千粒重均高于中国南瓜和美洲南瓜。相关性分析发现，南瓜种子的长度、宽和厚度与千粒重呈显著正相关，而与出仁率相关性不大。种子子仁横切显微观察发现，南瓜子仁主要由一些薄壁细胞组成，大小不一，中部具有油细胞组成的细胞团。 对不同品种南瓜种子的主要营养成分含量进行了分析测定，发现大部分南瓜品种种子的干物质含量介于,,(,,—,,(,,,之间，粗蛋白含量介于,,(,,(,,(,,‖,,,窟?,,之间，粗纤维含量介于,(,,(,,(,,‖,,,,?,,之间，可溶性糖含量介于,,(,,,,,(,,,‖,,,,?,,之间，淀粉含量介于 ,,,,?,,之间，种子的粗脂肪含量介于,,(,,,(,,(,,(,,，，,‖ ,(,,(,,虮,,,?,,之间。南瓜是典型的高钾低钠蔬菜，而对子仁测定发现种子中,的含量远高于,,，而且,、,,含量也比较高，同对含有较多的微量元素。 首次对南瓜子油的提取工艺进行了优化，利用石油醚作为提取溶剂，采取改良索氏提取法，提取时间为,,个小时，金辉,号和云南黑籽南瓜的提油率分别达到,,(,,,和,,(,,,，从而获得较多的南瓜子油。对南瓜子油进行气相色谱分析发现南瓜子的脂肪酸主要由棕榈酸、油酸和亚油酸构成。外标法测定不同南瓜子中各种脂肪酸的含量发现棕榈酸介于,(,,(,(,,‖,,,,?,,之间，油酸介于,(,,(,,(,,‖,,,,?,,之间，亚油酸介于,(,舡,,(,,‖,,,,?,,之间。其中金辉,号品种的亚油酸含量最高，达到了,,(,,鲋,,,?,,。 在国内首次利用尿素包合法对(金辉,号)南瓜品种中多不饱合脂肪酸进行了分离提纯。通过正交实验发现，亚油酸的提纯率与脂肪酸、尿素和乙醇的比例关系较大，而包合时间及包合温度对亚油酸的提纯率影响不大。在脂肪酸:尿素,,:,(,，尿素:乙醇,,:,，包合温度为,,?，包合时间为,,小时的条件下，亚油酸的纯度由原来的,,(,,,提高到了,,(,,,。 对不同南瓜种子品种的形态特征和营养成分含量的分析，将丰富食物成分数据库的内容，并为籽用南瓜的品质育种提供理论基础。通过南瓜子油提取工艺及多不饱和脂肪酸提纯工艺的优化，为南瓜子油的工业化生产提供基础数据，并将丰富食用油种类，改善我国居民的食用油的消费结构。关键词:南瓜子;营养成分:南瓜子油;脂肪酸 ,,,,,,, ,,?,,,,,,,， ,,神,,,,,, ,, ,,,,硒, ,,,,, ,,, ,,,, ,,， ,,,,,;,,,,(，,,，,,,,, ,,,,,,, ,,,, ,,,,鹊, ,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,, ,, ,,,自, ,,,,,, ,,,，,,,,, , ,,,, ,,,,,,,，, ,,,,,,;, ,,,,,(,, ,;,, ,,, ,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,, ,,盯,,,,,, ,,, ,,,,,,,,西;,,,, ,;,,,,,,,,,卸;,，,,, ,,,,,,, ,,,,,, ,,, ,,,,, ,;,, ,,,;,叽,,,, ,,,, ,,,,;,,,, ,,,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,(,,,, ,,,, ,,,,,，,,,,,,,, ;,,,,,, ,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,, ,,,,?,,,, ,,,,,,, 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本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑,垦壅些盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名:徽签字日期:,彤石年舌月矽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑韭盔些盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑些盔些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:笙月;,谩 新张懈环确:钝尚许签字日勰:加,年莎月刀日 签字日期:炒„年占月一日学位论文作者毕业后去向:工作单位: 电话:通讯地址: 邮编: 南瓜子营养评价及南瓜子油的分离和提纯 ,引言 南瓜是葫芦科南瓜属草本植物，原产于中、南美洲，现在世界各地都有种植，主要有五个栽培种:西葫芦(;,;“，,打,？如,)，又名美洲南瓜;笋瓜(;,;“而打卅叫妇口,,;,)，又名印度南瓜;南瓜(,,;“,,打,?;，口抛,,;,)，又名中国南瓜和黑籽南瓜(,,;“,,缸肛,，,妇,,,;,,)、灰籽南瓜(,“;,棚,,,,, ,,,,)。近年来，人们发现南瓜不仅营养丰富，而且长期食用具有保健和防病治病的功效。 南瓜子(,,，,,, ,,,;,,,,,)是南瓜成熟的种子又称南瓜仁，白瓜子，金瓜子。南瓜子中含有大量的脂肪、蛋白质和矿物质等营养成分，具有润肺、化痰、消痛和利水等功效，是我国的传统特产和外贸商品【,】。南瓜子同时也是一味药食两用的中药。南瓜种植范围非常广泛，据联合国粮农组织,,,,),,,,年报道统计【,】，全世界南瓜种植面积,,(,万,,,，其中我国的栽培面积为,(,万,,,，居世界第一。南瓜子品种繁多，资源丰富，具有丰富的营养保健物质，日益受到世界发达国家的重视(已被公认为特效保健食品，极具开发价值，有十分广阔的开发利用前景。,(,南瓜种子性状介绍 南瓜种子扁椭圆形，长,(,,,(,臼,，宽,(,,,(,;,。表面浅黄白色至浅黄色，有少量品种为黑色，稍有绒毛。种皮较厚，两面平坦而微隆，边缘稍有棱，一端略尖，有珠孔，种脐稍突或不明显。除去种皮，可见绿色菲薄胚乳，内有两枚黄色肥厚子叶，有油性。气微香，味微甘。以颗粒饱满、色黄白者为佳【,,。,(,南瓜子中的营养成分 南瓜子中含有人体所需要的丰富的营养物质，其主要营养成分如下:,(,(,脂肪酸 王晓等报道南瓜子含有十几种脂肪酸:油酸，亚油酸，棕榈酸，棕榈油酸，硬脂酸，亚麻酸，肉豆蔻酸，花生酸，,,，,,,十八碳二烯酸，,，,,(十八碳二烯酸(二十二碳酸，辛烯酸。其中主要脂肪酸为亚油酸，油酸，棕榈酸【,】。南瓜子中的脂肪和脂肪酸组成有以下特点:?粗脂肪含量较高，达到,,(,,,,,(,,，高于大豆(,,,)，略低于葵花(,,(,,)。?脂肪酸组成中不饱和脂肪酸含量为,,(,,,,,(,,，平均比大豆油(,,(,,)、葵花籽油(,,(,,)略低。?不饱和脂肪酸组成主要是亚油酸、油酸、棕榈油酸，其中亚油酸含量达到,,(,,,“(,,，与大豆油、葵花籽油接近口,,】。有关研究认为亚油酸是人体的必需脂肪酸，在人体内参与磷脂的合 成，并以磷脂的形式出现在线粒体和细胞膜中，对它们的结构起重要作用。,(,(, 氨基酸南瓜子含有异亮氨酸，亮氨酸，赖氨酸，色氨酸，精氨酸，组氨酸，谷氨酸，丙氨酸，甘氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，苏氨酸，缬氨酸，脯氨酸，丝氨酸等十六种氨基酸【”。此外，南瓜子还含有特殊的南瓜子氨酸。 南瓜种子的蛋白质含量高达,,,,,,,，特别是脱脂美洲南瓜种子的蛋白质含量高达,,(,,,，高于富含蛋白的大豆,,(,,,。从氨基酸组成看，它含有人体必需的,种氨基酸和儿童必需的组氨酸，含量超过,,,(联合国粮农组织)与,,,(世界卫生组织)规定的，在必需氨基酸比例上与人体所需氨基酸组成模式相似。据测定，美洲南瓜种子的氨基酸总量为,,,(, ,‖,，高于大豆种子(,,, , ,,幢)，必需氨基酸含量为,,,(, ,,儋，占氨基酸总量的,, ,,,由此可看出南瓜种子蛋 河北农业大学硕士学位(毕业)论文 白的含量高品质好，是一种优质的植物蛋白资源。,(,(, 类脂据报道南瓜子含有植物甾醇，甾醇酯，磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氪酸，脑苷脂，类胡萝,素等【,】。此外，南瓜种子中有一些如同抗氧化剂的类胡萝,素。因此一些南瓜种子的合适提取物表现显著的抗氧化活性。特别是南瓜子的甲醇提取物同商业上允许的合成抗氧化剂(主要由多酚类组成)比较表现出强的抗氧化活性【”,。,(,(,维生素南瓜子含有维生素,，，维生素, ,，维生素;，维生素,，维生素,，泛酸等【,,(”】。南瓜子大约含有,,,的脂肪油，并且含有丰富的维生素,‟特别是具有高抗氧化活性的,生育酚。维生素,极易氧化而保护其他物质不被氧化，是动物和人中最有效的抗氧化剂，可以保护生膜的结构和功能。维生素,,和糖代谢关系密切。,(,(,矿物质南瓜子中含有锌、硒、锰、铜、铁、钙、磷、镁、钾、钠等,,,,。特别是,,，,,，,(‟;,含量较高。其中，,,有多方面的生物学功能，它与近百种酶的活性有关，能促进人的生长、发育和智力的增长并能增强免疫机能;,;能增强人体造血功能提高多种酶的活力和防止细胞衰老”,】。南瓜种子含有的矿质元素都是构成机体组织和维持正常生理功能所必需的。,(,(, 其他成分【,,】南瓜子还含有水苏糖，棉籽糖，毛蕊花耱，胰蛋白酶抑制剂，植酸，单宁酸等。,(,南瓜子的保健功能作用,(,(,驱虫作用南瓜籽药用价值在于驱虫、通乳、治百日咳、痔疮。南瓜籽是古今都认为的有效驱虫剂。其有效成分是南瓜子氨酸，可以驱除绦虫、娆虫、蛔虫等多种寄生虫，堪为驱虫的“爽口良药”，它驱虫的特点是无毒性，不产生任何副作用，很适合老人与儿童寄生虫病和腹痛胀满等症，”,。南瓜子氮酸还有抑制血吸虫幼虫生长发育的功效，能防治血吸虫。,(,(,缓解高血压作用,,,,,,,认等研究结果表明南瓜子油可以改善体内自由基清除剂的含量，调节,;,,,,,协,与;印,砌的影响，具有缓解高血压的功效【…。,(,(,抗炎作用 南瓜子油如同经典的抗炎剂(消炎痛一样有效。大多数因受炎症影响而被改变的参数受到调节，特别在慢性炎症阶段。试验观察到老鼠爪水肿被显著抑制四。,(,(,对前列腺细胞增殖的影响,,太鼠去势,,后皮下注射睾酮,,,(,矿,，同时腹腔注射南瓜子油乳,,,(,嘻,。于给药,,,、,, ,、,,,时处死大鼠，观察前列腺重量和前列腺组织细胞结构的变化，通过免疫组化法检测,,,,和,;,,蛋白表达的改变。结果显示:南瓜子组的前列腺重量、。光镜下改变、,,？,指数和,;,,蛋白表达与睾酮组无显著差异。说明南瓜子油乳对前列腺静力部分无显著影响,,,,。,(,脂肪酸提取及成分分析方法 索氏(, ,,,,,, ,,,,,;,,, ,,,,,)抽提法是世界范围内应用最广泛的脂肪分析方法(几乎所有的国家、地区和学术组织将其作为多种食品脂肪含量分析的标准方法。我国也不例外，此法为食品、粮食和油料的第一标准方法【”。,”。是采用有机溶剂将南瓜子中脂肪提取出来，除去溶剂，称量含, 南瓜子营养评价及南瓜子油的分离和提纯油量或油样包和残包重量之差计算含油量。索氏抽提法测定南瓜子含油量为国家标准方法“,,,亿,,,,,,,,)口“，此方法又分为残余法和油重法两种汹删。两种方法的实验原理基本相同，即:用石油醚或乙醚等有机溶剂将样品中可溶物提取出来，再除去溶剂，即得南瓜子的含油量(油重法)，或计算提取前后试样重量之差得出南瓜子含油量(残余法)。残余法用一套索氏抽提装置可同时抽提多个样品，适用于大批量样品的测定。油重法为仲裁法，一套索氏抽提装置每次只能铡一个样品。油重法或残余法测含油量的优点是易于掌握，而且准确可靠;其缺点是?测定速度较慢，不适用于快速批量筛选育种材料，?用于提取的乙醚、石油醚等易燃易挥发，必须在专门的实验室内进行，,分析后的样品无法回收做繁殖使用，这对留种少的早代材料有较大限制,,,,】。 在油脂脂肪酸组成分析中，使用最普及的分析法有气相色谱法、高效液相色谱法，红外光谱法，质谱法以及联机(气相色谱(红外光谱，气相色谱(质谱)法，薄层层析法。红外光谱及质谱起着鉴定器的作用，如红外吸收光谱可方便的鉴定官能团，在质谱中采用大气压化学离子源?,，)可以方便的用于极性、难挥发性化合物的离子化，通过,,，(电喷雾电离)、,,,，谱图可获得平均相对分子质量及相对分子质量分布信息。通过这些仪器的分离鉴定，不仅对油脂、脂肪酸及其衍生物能进行定性定量分析，而且可以对其分子结构，相对分子质量或官能团等进行鉴别。薄层层析法是在平滑的玻璃片(或聚酯薄膜片)上，把吸附剂铺成薄层作为固定相，在吸附剂上面放上样品，用溶剂(移动相)把样品展开的方法。由于样品中各组分在固定相和移动相之间的分配与吸附因数不同，随着移动相的移动，各组分得以分离，通过显色得到各组分斑点。铡量其,,值，或取下斑点，经化学处理并用其他仪器进行定性定量分析。薄层层析法的特点是装置简单，操作方便，展开时间短(分离效率高，斑点扩散小，因此常用作一些化合物的分离分析,,,,。,(,多不饱和脂肪酸的研究进展,(,(,多不饱和脂肪酸概述 多不饱和脂肪酸(,,,,,,,,,,,,,, ,,,,, ,;,,,，,,,,,)，指含有两个或更多个双键的长链脂肪酸，因其独特的生物活性，已经进入生物制药和营养保健品领域。在过去,,年人们中越来越多的意识到,,,,,的缺乏与某些疾病有关,,,。, ,, ,，珏‟,,主要包括了,(,、,(,和,(,系列脂肪酸，但有重要生物学意义的是,(,和,(,,,,,,【,,,。亚油酸(,,)和,(亚麻酸(,(,,,)分别是,一,和,(,系列脂肪酸的前体，在体内经过一系列的碳链延长和脱饱和作用衍化生成其它的,,,,,。其中二十碳多不饱和脂肪酸在体内可转变为前列腺素口,)、血栓素,,,?,,)、白三烯(??)等重要的衍生物，参与了几乎所有细胞的代谢活动，在调节细胞代谢上有重要的作用。共扼亚油酸具有抗癌、减肥、调节免疫、防止动脉硬化、怡疗糖尿病、抗氧化等作用?】。近来研究结果表明，,,,舡还与控制脂肪细胞的增殖和分化、各种与脂肪代谢酶和蛋白的基因表达有关，是一种重要的调节因子。在过去二十年中，人们越来越多地意识到,,,缸的缺乏与某些疾病有关,,,,,。 由于,,,,,在人体健康 方面的重要作用，许多强化产品正在不断地开发之中，,,,,,的研究与应用正受到人们越来越多的重视。此处对由必需脂肪酸，亚油酸(,,,,,,,,,，,,)和,(亚麻酸(,(,,,,,,,,,,，,,,)衍生而来的,(,和,,,，如,(,脂肪酸:,一亚麻酸“(“,,,,,,,,，,,,)、双高吖(亚麻酸(,,,,,,(,(,,,,,,,,,,，,,,,,)和花生四烯酸(,,,;,,,,,,,,，,,)，以及,(, ,,,,,如二十碳五烯酸(,,;,,,,,,,,,,,,,,，,,,)，二十二碳五烯酸(,,;,,,,,,,,,,,,,,，,,,)和二十二碳六烯酸 河北农业大学硕士学位(毕业)论文(,,;,,,,,,?,,,,,，,,,)等的生物资源、台成途径、生物功能综述如下: ,(,(, ,,,,,的生物资源及合成途径 ,，,,,存在于动物和植物中，但在微生物特别在一些藻类、真菌和细菌中含量丰富，且多以贮存油和膜脂的形式存在【””,。大多数植物油以亚油酸(,,,,，,,,,，八为其主要的脂肪酸，如玉米胚芽油、棉籽油、燕麦油、芝麻油、大豆油、红花籽油和葵花籽油等。亚麻酸(,,,,,,,,; ,;,,)的部分来源为富含多不饱和脂肪酸的植物油，如大豆油、亚麻籽油和低芥酸菜籽油，亚麻酸与亚油酸常存在于同一植物油中，只是不同种类油中两者相对比例和含量差别很大。某些不常见的油，如月见草油、琉璃苣油和黑加仑籽油含有较高的丫(亚麻酸(,,,)。如鲱鱼(,,,,,,,,)的鱼油中,,, 占总脂肪酸的,,(,,,，,,,占,,(,,,，舳,。 目前也通过植物种子来提取,,、,,,和,,,，而从海洋鱼油中提取从、,,,和,,认以及由一些哺乳动物提取,,。用于提取精制,，,,舡的方法主要有常规法。如溶剂浸出、冻化、脉素络合和分子蒸馏法等，近年来还出现了超临界萃取、色谱和环糊精络合法等技术以制备高纯度 的,,,,,,,”。人们还在积极开发新的生物资源，如油料作物的遗传改性及低等动植物的综合利用等。油料种子合成,,,、,,、,,,和,,,并控制油料种子中脂质的组成必将成为可能。 ， 挥生性物质,乳化腊盾 ,目，，,—,?, —, ，,(, ，,，，( „于植物(真茸和海洋有机体中) ,”” 。,,。 ,，,, ,, ,,„，„?„,”,‟? 。,，,槲,～:竺 , ,,,”?? ,,:,,,,,”四“, (,,;,, ， 、 挥发性物质,氯化腊鹰 , ,,,,,, ，于植物(鼻越和海洋有机体申) ，小,, 、 。,，。 ,,, ,,:，，,”“„‟ 神:，，,?‟(,( ‟,瓢(，” ，瞻„,如,,憎 (,“,,，;,砒, ,,, .