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紫阳富硒茶中硒的赋存形态研究及茶渣的开发利用

作　者: 焦自明
导　师: 杨建雄
学　校: 陕西师范大学
专　业: 生物物理学
关键词: 紫阳富硒茶硒赋存形态茶多糖茶蛋白碱溶性茶蛋白
分类号: TS272
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

茶是我国最传统的饮品之一,我国的茶文化历史悠久,人民有着长久的饮茶习惯。茶不仅具有一定的营养价值,还具有药用价值,历代医书记载了茶的止渴、提神、消食、利尿、平喘、祛痰、明目益思、消炎解毒、益寿延年等20多项功效；近年来大量的研究表明茶叶还具有减肥、降压、强心、补血、抗动脉硬化、降血糖、抗癌、抗幅射等作用。硒是人体必需的微量元素之一,茶树又是一种能富集硒的作物,能将吸收的无机硒转化为有机硒,天然富硒茶可以作为简便易行、经济实惠又无任何副作用的补硒方法,而国内外目前对天然富硒茶的研究报道较少且不够深入。而且随着茶饮料、速溶茶和茶多酚等茶的深加工产品生产量的快速增加,每年会产生大量的茶渣,但是我国目前对茶渣的回收利用还处于初步研究阶段。因此,本实验旨在探索新的补硒资源以及茶叶资源更加有效充分的利用,避免茶渣对环境造成污染,提高经济效益。本论文的主要研究内容和结果如下：1.紫阳富硒茶硒的赋存形态研究硒的赋存形态和含量测定主要通过对茶多酚、茶蛋白以及茶多糖等物质中硒的含量进行研究,硒含量测定采用氢化物原子荧光光谱法,结果显示：茶多酚硒占总硒的0.89%,蛋白硒占总硒的60.12%,多糖硒占总硒的18.06%,蛋白质组分中义以碱溶性蛋白结合硒含量最高,达到23.81%。表明富硒茶泡饮或提取茶多酚后剩余的茶渣含硒较多,可用于制备富硒茶蛋白和富硒茶多糖,亦可考虑按照一定比例添加到食品或饲料中,以增加有机硒、植物蛋白和膳食纤维的摄入量。2.茶渣的开发利用这一部分主要采用正交实验优化研究从茶渣中提取茶多糖和茶蛋白的工艺以及用碱溶性蛋白分离纯化富硒蛋白质。(1)从茶渣中提取茶多糖工艺条件的优化研究茶渣是以低档茶叶提取茶多酚后制得,研究茶叶多糖的水提工艺及初步纯化技术。分别就提取过程中的料液比、浸提时间、浸提温度、浸提次数进行了单因素实验,并用L9(34)正交实验优化提取工艺,用醇沉及脱蛋白技术对茶多糖进行初步纯化,得出优化的工艺为：料液比1：30,浸提温度85℃,浸提时间2h,浸提次数3次,浓缩液与95%乙醇用量1：5,乙醇沉淀静止6h, Sevage法脱蛋白3次,茶多糖的终得率为4.10%。并对茶多糖进行了结构形貌的观察以及抗氧化活性的研究,结果：紫外-可见光谱分析显示Sevage法脱蛋白不能将蛋白除尽,这极有可能是因为茶叶中的部分蛋白质与糖链共价结合形成糖肽或糖蛋白。经过红外光谱分析茶多糖中的糖环构型为呋喃类,环境扫描电镜观察得到茶多糖主要以三种聚集状态存在,AFM观测表明茶多糖为多侧支的树枝状结构。茶多糖体外抗氧化结果表明,茶多糖具有清除DPPH和-OH自由基的能力,具有较强的抗氧化活性。(2)从茶渣中提取茶蛋白工艺条件的优化研究采用碱液浸提法提取茶蛋白,分别就浸提时间、浸提温度、料液比、碱液浓度等做单因素实验,并用L9(34)正交实验优化提取工艺。得出最优工艺为浸提时间为18h,浸提温度60℃,料液比1：50,碱液浓度为0.1mol/L。在此条件下碱溶性茶蛋白的提取率为24.98%。通过丙酮沉淀法、乙醇沉淀法和等电点沉淀法的比较,最终选取等电点沉淀法沉淀碱溶性蛋白,且选取pH值为4,此时沉淀率为89.76%。并采用环境扫描电镜和原子力显微镜对茶蛋白的结构形貌进行了观测,结果显示：环境扫描电镜观察得到碱溶性茶蛋白粉末的形貌特征为比较规则的、大小比较均一的球状结构。原子力显微镜观测得到碱溶性蛋白为比较均一的杆状或球状结构,球状结构的厚度为1.08nm,宽度为44.23～46.98nm；杆状结构的长度为119.39～132.75nm,宽度为42.89nm-43.95nm,厚度为0.94～1.23nm；而且球状结构蛋白的表面比较光滑,杆状蛋白表面比较粗糙。结合环境扫描电镜和原子力显微镜的观测结果,可以推测一个杆状结构很可能是由两个到三个球状结构聚合而成的。(3)从碱溶性蛋白质中分离纯化富硒蛋自主要采用阴离子交换层析和凝胶过滤层析的方法对碱溶性蛋白进行纯化,全程采用氢化物原子荧光光谱法对硒进行检测。结果显示：碱溶性茶蛋白经离子交换层析分离得到5个蛋白洗脱峰,其中Peak1、Peak2和Peak5三个峰组分茶蛋白的硒含量分别为103.35μg/g、67.86μg/g和220.65μg/g,且这三个峰组分经凝胶过滤层析均表现为单一峰,可见天然富硒茶中茶蛋白含有丰富的有机硒。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-15
第1章文献综述  15-29
  1.1 茶叶研究进展  15-22
    1.1.1 茶叶的分类  15-17
    1.1.2 茶叶的主要成分  17-20
    1.1.3 茶叶的药理作用  20-22
  1.2 硒的生物活性化合物的研究进展  22-26
    1.2.1 硒的生物活性化合物  22-25
    1.2.2 硒与人体健康  25-26
  1.3 富硒茶的研究进展  26-27
    1.3.1 富硒茶主要生产区  26
    1.3.2 功效学研究  26-27
  1.4 选题依据  27-29
第2章紫阳富硒茶硒的赋存形态  29-35
  2.1 实验材料、试剂与仪器设备  29-30
    2.1.1 实验材料  29
    2.1.2 实验主要试剂  29
    2.1.3 实验主要仪器  29-30
  2.2 实验方法  30-32
    2.2.1 茶多酚的提取  30
    2.2.2 茶蛋白的提取  30-31
    2.2.3 茶多糖的提取  31
    2.2.4 茶多酚、蛋白质、茶多糖及硒的含量测定  31-32
  2.3 实验结果与分析  32-33
    2.3.1 茶多酚含硒量  32
    2.3.2 不同种类蛋白质的含硒量  32
    2.3.3 茶多糖的含硒量  32-33
    2.3.4 硒在紫阳富硒茶中的赋存形态  33
  2.4 小结  33-35
第3章从茶渣中提取茶多糖工艺条件的优化研究  35-45
  3.1 实验材料、试剂与仪器设备  35-36
    3.1.1 实验材料  35
    3.1.2 实验主要试剂  35
    3.1.3 实验主要仪器  35-36
  3.2 实验方法  36-38
    3.2.1 茶多糖水提法工艺流程  36
    3.2.2 单因素实验  36
    3.2.3 茶多糖提取的正交实验设计  36-37
    3.2.4 乙醇沉淀茶多糖实验  37
    3.2.5 Sevage法脱蛋白次数对茶多糖中糖和蛋白含量的影响  37
    3.2.6 茶多糖和茶蛋白的相关性研究  37-38
    3.2.7 茶多糖中糖和蛋白含量的测定  38
  3.3 实验结果与分析  38-43
    3.3.1 单因素实验结果  38-40
    3.3.2 正交实验结果与分析  40-41
    3.3.3 乙醇沉淀茶多糖实验结果  41-42
    3.3.4 Sevage法脱蛋白次数对茶多糖中糖和蛋白含量的影响结果  42-43
  3.4 小结  43-45
第4章茶渣中茶多糖结构形貌观察以及抗氧化活性的研究  45-55
  4.1 实验材料、试剂与仪器设备  45-46
    4.1.1 实验材料  45
    4.1.2 实验主要试剂  45
    4.1.3 实验主要仪器  45-46
  4.2 实验方法  46-47
    4.2.1 茶多糖紫外—可见光谱分析  46
    4.2.2 茶多糖红外光谱分析  46
    4.2.3 茶多糖的环境扫描电子显微镜(ESEM)观测  46
    4.2.4 茶多糖的原子力显微镜制样与观测  46
    4.2.5 茶多糖体外抗氧化指标测定  46-47
  4.3 实验结果与分析  47-53
    4.3.1 茶多糖紫外-可见光谱结果分析  47-48
    4.3.2 茶多糖红外光谱分析结果  48
    4.3.3 茶多糖的环境扫描电子显微镜的观测结果  48-50
    4.3.4 茶多糖的原子力显微镜观测结果  50-52
    4.3.5 茶多糖体外抗氧化指标测定结果  52-53
  4.4 小结  53-55
第5章从茶渣中提取碱溶性蛋白工艺条件的优化及结构形貌观测  55-69
  5.1 实验材料、试剂与仪器设备  55-56
    5.1.1 实验材料  55
    5.1.2 实验主要试剂  55
    5.1.3 实验主要仪器  55-56
  5.2 实验方法  56-58
    5.2.1 碱溶性茶蛋白碱液浸提法工艺流程  56
    5.2.2 碱溶性茶蛋白提取的单因素实验  56
    5.2.3 碱溶性茶蛋白提取的正交实验设计  56-57
    5.2.4 碱溶性茶蛋白的沉淀方法  57-58
    5.2.5 碱溶性茶蛋白含量的测定  58
    5.2.6 碱溶性茶蛋白的环境扫描电子显微镜(ESEM)观测  58
    5.2.7 碱溶性茶蛋白的原子力显微镜制样与观测  58
  5.3 实验结果与分析  58-66
    5.3.1 单因素实验结果  58-61
    5.3.2 正交实验结果与分析  61-62
    5.3.3 碱溶性茶蛋白沉淀方法的选择  62-64
    5.3.4 碱溶性茶蛋白的环境扫描电子显微镜的观测结果  64-66
  5.4 小结  66-69
第6章从碱溶性蛋白质中分离纯化富硒蛋白  69-77
  6.1 实验材料、试剂与仪器设备  70-71
    6.1.1 实验材料  70
    6.1.2 实验主要试剂  70
    6.1.3 实验主要仪器  70-71
  6.2 实验方法  71-74
    6.2.1 阴离子交换层析  71-73
    6.2.2 浓缩、除盐  73
    6.2.3 硒的检测  73
    6.2.4 凝胶过滤层析  73-74
  6.3 实验结果与分析  74-75
    6.3.1 阴离子交换层析  74-75
    6.3.2 阴离子交换分离得到各组分硒含量检测  75
    6.3.3 凝胶过滤层析  75
  6.4 小结  75-77
结论  77-79
参考文献  79-87
致谢  87-89
攻读硕士学位期间的研究成果  89

紫阳富硒茶中硒的赋存形态研究及茶渣的开发利用

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