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黄秋葵(Abelmoschus esculentus(L.)Moench)为锦葵科秋葵属一年生草本植物,其嫩果含果胶及多糖等,具有多种保健功能,开发利用价值高。黄秋葵已在国内多个地区种植,产量大、市场价值高,但作为新鲜蔬菜鲜食需求量有限,采收期集中、鲜果难储存、易于纤维化造成资源浪费,传统干燥技术造成营养及功能成分流失,缺乏适宜于规模化生产的黄秋葵提取加工技术,缺乏以生物活性为基础的新产品等,这些问题均成为产业发展瓶颈。本论文从黄秋葵嫩果干燥、多糖规模化制备、理化性质、生物活性等方面进行系统研究,以期为黄秋葵资源高值化利用和产业发展提供支撑。论文的主要研究内容和结果如下:1.黄秋葵嫩果干燥研究采用实验室自主研制的真空脉动超声干燥设备,分析了黄秋葵嫩果在不同干燥过程中的干燥时间、总能耗以及多糖等功能成分的含量,研究了不同预处理方式以及不同干燥方法对黄秋葵嫩果干燥速率及品质的影响。结果表明:超声联合真空干燥技术(ultrasound pulse with vacuum drying,UCVD)比真空冷冻干燥技术的干燥时间和总能耗分别减少53.33%和21.80%,UCVD 比热风干燥技术的干燥时间和总能耗分别减少2.78%和56.64%。UCVD处理的黄秋葵的粗多糖得率为17.34%,显著高于其他干燥样品。干燥产品较好地保留了其他生物活性物质含量和复水潜力。通过研究有效解决了传统超声预处理营养有效成分流失,超声需要溶剂介质传播和物料预处理之间的难题,同时也解决了后续多糖提取所需原料供给问题。2.黄秋葵多糖规模化制备研究通过单因素实验和正交优化试验,确定了黄秋葵多糖提取工艺的最佳条件:料液比为1:20、提取温度为85℃、提取时间为2 h、提取2次。重复5次的验证试验得到黄秋葵多糖平均得率为16.78%,RSD为1.16%。运用过程工程的方法和理论,对比分析了实验室放大、中试及大规模工业化试生产三个不同工程放大阶段中黄秋葵多糖性质,研究结果表明:黄秋葵多糖得率仅略低于实验室优化条件下的多糖得率,Rha/GalA 比值与红外图谱结果显示在不同操作单元过程中黄秋葵多糖是酸性多糖,并具有RG-I(聚鼠李半乳糖醛酸I)结构。在任一放大阶段,随着热水搅拌提取、真空浓缩、真空干燥单元操作顺序进行,多糖分子量呈现降低趋势。比较实验室放大实验、中试生产、工业化生产中的黄秋葵多糖性质变化,中试试验和规模化生产的多分散性系数均显示出真空浓缩和真空干燥两个单元操作样品的分子量分布变宽,可能分子结构发生变化。3.黄秋葵多糖制备分离纯化、理化性质与结构研究比较了分级醇沉、高速逆流色谱(High-speed Countercurrent Chromatography,HSCCC)和膜过滤等三种方法得到的黄秋葵多糖。分级醇沉得到的四个样品是OMPE-1,OMPE-2,OMPE-3,OMPE-4,重均分子量(Mw)分别为 2,277、2,970、59.63、3.10 kDa;HSCCC 得到三个样品是 OMPH-1,OMPH-2,OMPH-3,Mw分别是2.51、1.94、2,586 kDa;膜过滤得到的三个样品是OMPMF,OMPUF,OMPNF,Mw分别为2,804、1.39、0.69 kDa。三种方法均分离得到Mw在2,500-3,000 kDa之间,多糖粘度随其分子量的增加而增加,且PDI在2.0左右的黄秋葵多糖组分,即OMPE-2、OMPMF和OMPH-3。三种多糖的单糖组成均有葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、甘露糖、鼠李糖。OMPE-2、OMPMF 和 OMPH-3 的 Rha/GalA 比值分别为 71.36%、64.51%和 72.31%,且红外图谱结果显示在1146 cm-1处均具有糖醛酸的特征吸收峰,说明其均具有RG-I结构。利用原子力显微镜研究了黄秋葵多糖在溶液中的空间显微结构,结果表明:黄秋葵多糖呈不规则球状排列,且在高浓度溶液中高度聚集,使其具有特有的高粘度特性。4.黄秋葵多糖生物活性评价从体外抗氧化活性、模拟胃肠液环境下抗氧化活性、肝细胞毒性试验以及动物实验等方面,对黄秋葵多糖的生物活性进行评价。黄秋葵多糖样晶体外抗氧化活性评价中,黄秋葵多糖样品的ABTS·+清除活性从强到弱依次是OMPE-4>OMPMF>OMPE-2>OMPUF>OMPH-3>OMPE-3>OMPE-1,黄秋葵多糖样品的FRAP活性从强到弱依次是OMPMF>OMPE-2>OMPUF>OMPE-4>OMPH-3>OMPE-3>OMPE-1,其中多糖组分OMPMF和OMPE-2具有相似的单糖组成,均具有半乳糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、甘露糖和鼠李糖。模拟肠液环境下,FRAP活性在前100 min内,随着时间的变化呈现下降的趋势,在100 min之后变化趋缓。正常人肝细胞L02的24 h毒性实验结果表明,黄秋葵多糖不同样品浓度从0.10 mg/mL提高到1.00 mg/mL时,L02细胞存活率均保持在90.00%左右,即使浓度增到2.00 mg/mL时细胞存活率也保持在80.00%以上,因此,黄秋葵多糖对L02细胞没有显著毒性(P>0.05)。黄秋葵水提物低、中、高不同剂量组的实验小鼠抗疲劳实验中,血尿氮素浓度分别下降了 18.26%、12.84%、13.56%;肝糖原含量分别提高了 23.61%、2.89%、11.56%;血液乳酸清除率分别为64.64%、90.67%、86.89%。实验结果表明:黄秋葵水提物具有显著的缓解疲劳的功能。