毕业论文豆渣中大豆异黄酮的提取及其在面膜中的应用正文终稿Word文档格式.docx
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目录
摘要1
Abstract2
目录3
前言6
第一章文献综述7
1.1大豆异黄酮的功能7
1.1.1对骨质疏松的作用7
1.1.2大豆异黄酮对癌症的预防及认知的影响7
1.1.3大豆对不同人群的激素效应7
1.1.4大豆对心血管病疾病的预防8
1.1.5大豆蛋白对患有糖尿病肾病变病人肾功能影响8
1.2大豆异黄酮的应用8
1.3大豆异黄酮的研究现状9
1.3.1国内研究现状9
1.3.2国外研究现状10
1.4大豆异黄酮的提取和分离精制11
1.5豆渣对疾病的预防及应用11
1.5.1对预防糖尿病的功效11
1.5.2对预防心血管疾病的功效11
1.5.4对预防肥胖症的功效12
1.5.5有氨基酸互补的功效12
1.6应用12
1.6.1豆渣的粗利用12
1.6.2豆渣酱油12
1.6.3可食用纸12
1.6.4豆渣中可溶性膳食纤维的研究12
1.7本文主要研究内容13
第二章实验部分14
2.1实验材料14
2.2主要仪器与试剂14
2.2.1主要仪器14
2.2.2主要试剂14
2.3豆渣化学成分分析14
2.3.1含水量的测定14
2.3.2蛋白质含量测定14
2.3.3脂肪含量的测定16
2.3.4膳食纤维的测定17
2.3.5灰分的测定18
2.4大豆异黄酮的提取18
2.5大豆异黄酮提取单因素实验19
2.5.1料液比选择实验19
2.5.2乙醇浓度选择实验20
2.5.3浸提时间选择实验20
2.5.4浸提温度的选择实验20
2.6大豆异黄酮的正交试验20
2.7邻苯三酚-抗氧化功能的测定20
2.8大豆异黄酮在面膜中的应用21
2.8.1面膜的调制21
2.8.2试用调查21
第三章结果与讨论22
3.1豆渣成分分析结果22
3.2大豆异黄酮提取工艺单因素实验22
3.2.1料液比对大豆异黄酮提取率的影响22
3.2.2乙醇浓度对大豆异黄酮提取率的影响23
3.2.3浸提温度对大豆异黄酮提取的影响23
3.2.4浸提时间对大豆异黄酮提取的影响:
24
3.3大豆异黄酮提取工艺正交实验25
3.3.1大豆异黄酮样品正交实验的结果及分析26
3.3.2正交试验的极差和方差分析27
3.3.3以最优的工艺参数提取大豆异黄酮28
3.4面膜使用后的感官评定28
第四章结论和展望30
4.1结论30
4.2展望30
致谢31
参考文献32
前言
我国是大豆的故乡,有着悠久的种植历史。
大豆是主要的油料作物和重要的食物资源之一。
大豆独特的全面而丰富的营养成分,使得大豆加工业方兴未艾。
大豆蛋白、大豆活性成分、大豆皮等得到了深人的研究和应用。
作为豆制品加工过程中的副产品的豆渣以其富含膳食纤维及钙、磷、铁、维生素等营养成分深得科学工作者和商业界的青睐。
近期,对豆渣的研究主要集中在一般性应用如油炸食品、烘烤食品等的辅料和豆渣膳食纤维的研究。
日本、美国等已经出现以豆渣为原料膳食纤维产品,国内也有多家公司如河南神龙纤维有限公司实现了豆渣制品的产业化。
采用现代科技手段对豆渣进行深人的研究与加工,使得营养成分得以全面开发,解决废弃豆渣所造成的环境污染。
开发利用豆渣具有广阔的市场潜力和良好的前景。
异黄酮是黄酮类化合物中的一种,主要存在于豆科植物中,大豆异黄酮是大豆生长中形成的一类次级代谢产物。
由于是从植物中提取,与雌激素有相似结构,因此大豆异黄酮又称植物雌激素,能够弥补30岁以后女性雌性激素分泌不足的缺陷,改善皮肤水分及弹性状况,缓解更年期综合症和改善骨质疏松,使女性再现青春魅力。
大豆异黄酮的雌激素作用影响到激素分泌、代谢生物学活性、蛋白质合成、生长因子活性,是天然的癌症化学预防剂。
大豆异黄酮是从非转基因大豆精制而成的生物活性物质,是一种具有多种重要生理活性的天然营养因子,是纯天然的植物雌激素,容易被人体吸收,能迅速补充营养。
第一章文献综述
1.1大豆异黄酮的功能
1.1.1对骨质疏松的作用
大豆异黄酮对骨质疏松的作用大豆等制品可缓解妇女更年期后的骨质疏松,但机制还不十分清楚。
非类固醇的植物雌激素在骨重建上与传统雌激素不同。
骨上有ERβ,可与雌激素特异结合[1]。
Gen减低去卵巢鼠小梁骨和密质骨的丢失,这一点与雌激素作用机制不同。
它还可降低禽破骨细胞活性,减少去卵巢鼠的骨丢失,这一现象在合成异黄酮-依普黄酮对骨细胞培养的影响中也可观察到。
Gen增加骨形成指标-碱性磷酸酶活性,而此作用可被雌激素拮抗物降低,建议Gen的此作用类似雌激素。
而Dai降低骨转换率则可能是通过生长因子、细胞因子的作用所致。
当生长因子、细胞因子在破骨细胞活性中发挥作用时,也可能通过Gen诱导凋亡或通过Gen影响多种酪氨酸激酶介导的通路所致[2]。
1.1.2大豆异黄酮对癌症的预防及认知的影响
因为大豆异黄酮的雌激素效应,对大豆是否刺激雌激素依赖的肿瘤生长普遍比较关注。
乳癌发生的风险与高雌激素血浓及其代谢产物有关,也与短的月经周期,从而延长雌激素暴露时间有关。
大豆异黄酮浓度与血、尿雌二醇浓度呈负相关,乳癌发生的风险相应低1/9。
乳腺组织密度与乳癌发生呈正相关[3]。
对无胸腺的去卵巢鼠皮下移植MCF-7乳腺癌细胞,该细胞是雌激素依赖细胞,Gen和大豆蛋白可刺激其生长。
但该试验存在方法学上的问题,它选用的是无胸腺鼠。
改用有胸腺的去卵巢鼠皮下移植MCF-7乳腺癌细胞,注射或饲喂Gen,则结果与上述相反.34位停经前妇女服用100mg/d大豆异黄酮1年对乳腺组织密度无影响。
67位停经前与停经后妇女服用40mg/d,小于56岁组乳腺组织密度无改变。
56~65岁组乳腺组织密度显著降低。
平均25岁的27个年轻妇女,服用含100mg/d的大豆异黄酮的高蛋白饮食,短期与长期记忆及脑灵活性均有改善[4]。
53位绝经后妇女服用大豆异黄酮110mg/d6月,与对照组比,词语记忆明显改善。
1.1.3大豆对不同人群的激素效应
大豆异黄酮浓度与血清雌二醇、睾酮浓度呈负相关[5];
与血浆SHBG呈正相关。
体外研究显示Gen、Dai与equol能刺激SHBG合成。
Dai降低睾酮氧化,睾酮氧化与卵巢类固醇激素生物合成有关,植物雌激素降低许多重要的类固醇激素生物合成代谢酶,这也是植物雌激素预防疾病作用机制之一[6]。
黄体期雌二醇显著降低仅见于亚洲妇女。
大豆异黄酮显示雌激素活性或抗雌激素活性主要取决于受试对象本身的激素代谢状态[7]。
对高激素水平者如年轻动物或雌激素化的动物及年轻妇女,显示抗雌激素活性。
对低雌激素水平者,如幼小动物去卵巢动物和自然绝经或手术绝经妇女显示雌激素活性[8]。
1.1.4大豆对心血管病疾病的预防
大豆营养很丰富,其中大豆异黄酮对人身体很有益处,它可以说是一种强乳化剂,能够阻止胆固醇在人体血管内壁的沉垢物,除了阻止沉垢形成之外还可以清除少量的沉积物,使这些沉积物处于悬浮状态,能促使人体血管等组织将脂类吸收,同时还能降低血液的粘度,促进血液循环,对心血管患者有极大好处,能预防心脑血管疾病,且没有副作用。
大豆异黄酮促进血液循环,当血液循环系统送至大脑时,能促进大脑活动,这就可以增强大脑的记忆力,起到健脑益智、延年益寿、延缓衰老的效果。
27个中年健康男人服用含60mg/d大豆异黄酮的大豆蛋白可减少5min演讲应激反应及冷压力反应的舒张期血压[9]。
大豆异黄酮还可增强老年鼠的血管反应。
尽管大豆异黄酮可能具有其它的抗动脉粥样硬化的效应,但大豆异黄酮不能单独影响血脂水平。
1.1.5大豆蛋白对患有糖尿病肾病变病人肾功能影响
大豆异黄酮具有利尿的作用,又能溶解体内的沉积物,因此可以促使细胞内的废物和尿一起排除体外,达到保护肾脏的目的。
两个研究均表明大豆蛋白对肾功能特别是糖尿病肾病变病人肾功能有好的影响。
近年来,随着生物科技的发展,分析手段的进步,对大豆种生物活性物质研究日益深入,已开发出大豆包括大豆异黄酮在内的保健食品、药品、食品添加剂、化妆品等商品[10]。
大豆及其制品被视为朝阳产业,大豆异黄酮也被誉为21世纪的维生素,这无疑给我们带来了巨大的商机[11]。
1.2大豆异黄酮的应用
大豆异黄酮是大豆生长过程中的一种次级代谢产物,是大豆中主要的生理活性物质,具有很高的药用价值。
近年来由于大豆异黄酮的生理功能受到广泛的关注,大豆异黄酮具有抗癌、防癌、预防骨质疏松等一系功能,因此开发利用大豆异黄酮作为保健食品或美容用品基料和添加剂具有重要意义。
近年来对大豆异黄酮的研究日趋完善,产品也在不断涌现但进入产品化不多,如华北制药,广州邦利生物科技有限公司,天菊集团,上海天能生物保健品有限公司等企业已有生产。
还有中国医学科学院药物所研究制的金转停胶囊是以天然异黄酮提取物为原料的产品。
随着在保健品工业中的广阔开发应用目前国际学术界对妇女和婴幼儿的可能不良影响正引起重视。
对大豆异黄酮潜在的毒性研究主要集中在其致癌对生殖系统的影响免疫毒性等方面。
国外早有许多相关报道。
日本一家公司开发出水溶性高,大豆异黄酮苦涩味很少的制品,称之为“富士黄酮”[12]。
可应用于饮料、甜点心一类的健康食品。
日本丰年公司开发了“丰年大豆异黄酮”制品,纯度高达80%以上。
日本开发出的富含异黄酮的“大豆胚芽茶”功能饮料,被列入日本“特定保健用食品”名单。
美国有数十家公司生产上百种大豆蛋白粉,大豆卵磷脂和大豆异黄酮类的保健食品。
澳大利亚开发出一种供中年妇女食用的大豆营养补充剂,每日使用5克,其中含有大豆异黄酮80mg,大豆蛋白4000mg,野生山药250mg[13]。
中国天能公司研制大豆异黄酮复配置品年宝片保健食品,由大豆异黄酮、碳酸钙、维生素D为主要原料制成。
经功能实验证明,具有增加骨密度的保健功能。
经临床应用,还缓解妇女更年期症状的作用[14]。
中国医学科学院药物所研制的金转停胶囊,是以天然异黄酮提取物为原料,经功能实验证实,该产品能够抑制肿瘤的生长转移[15]。
1.3大豆异黄酮的研究现状
早在1940年,研究者就注意到澳大利亚某些牧场中的绵羊生殖能力很强,通过研究发现这是因为牧场中含有一种特殊的三叶草植物,其富含的芒柄花素可在绵羊的胃中酵解为一种大豆异黄酮——黄豆苷元[16]。
从那个时候起,研究者就开始逐渐去关注异黄酮对于健康的作用,最后掀起了研究异黄酮的热潮[17]。
直到1986年,美国科学家首次发现大豆中含有抑制癌细胞的异黄酮。
1990年6月,美国国家癌症研究院组织研讨了大豆的抗癌效果,肯定大豆异黄酮是最佳的天然物质。
此后又证实大豆异黄酮可以防止骨质疏松症,减轻妇女更年期不适症以及降低冠心病的发病率。
美国是癌病多发病国家之一,美国每年因为癌症造成的医疗费用等开支高达1100亿美元,并呈上升趋势[18]。
美国FDA还正式批准大豆为健康食品,并取消在1983年规定的学生午餐、副食中大豆蛋白只能占蛋白质摄入量的30%的规定。
异黄酮研究的突破,令大豆身价培增。
在美国、日本等世界发达国家,以大豆异黄酮为主要成分的保健食品已经成为了一种新型畅销食品[19]。
据统计,去年全球各种大豆异黄酮保健食品总销售额已达到2~3亿美元含有大豆异黄酮的保健食品达数十种之多。
目前,该类产品最大的生产商是美国的ADM公司。
1.3.1国内研究现状
中国是大豆的故乡,已经有3000年的种植史,其产量居美国、巴西之后,位居世界第三位。
遗憾的是我国对大豆的利用还仅限于“榨油”,至今市售的大众化大豆异黄酮保健食品品种较少。
通过研究证实国产大豆的异黄酮的含量高于国外的转基因大豆,因此,大豆异黄酮的开发也将成为国产大豆摆脱大豆和豆油进口压力之苦的契机。
我国政府对发展大豆产业也极为重视,实施了“国家大豆行动计划”[20]。
2003年年初,国家四部委联合下发了《关于进一步扶持我国大豆产业发展有关措施的通知》,其中,明确提出要以开发大豆磷脂、皂苷、异黄酮食用纤维等功能性食品为方向,加快研究高质量、高附加值、高效益的具有特殊营养功能的大豆新产品[21]。
所以,国内食品科研部门应尽快立项开发此类产品,这样不仅能填补国内市场的空白,还能提高大豆产品的附加值。
1.3.2国外研究现状
对大豆异黄酮的报道始于1931年,Walz用90%甲醇从豆奶中首先提取出5,7,4-三羟基异黄酮-7-葡萄糖苷,并发现它能被盐酸水解成一分子的燃料中黄铜和一分子的葡萄糖。
1995年世界卫生组织以夏威夷希洛市70岁以上的日本女性移民和冲绳县50年代和70年代女性,日本关西50年代女性为研究对象,主要测试了大豆异黄酮的摄取量与骨密度相关性的调查发现;
踵骨骨密度与大豆异黄酮的摄取量相关。
1996年美国国家癌症研究中心将大豆异黄酮的主要成分染料本素列为肿瘤化学预防药物发展计划之一。
1998年美国Potter教授等报到了大豆异黄酮的人体服用实验,对高胆固醇血症的闭经后女性实验证明连续服用大豆异黄酮6个月,每日56-90mg,使血中的低密度脂蛋白脂固醇含量明显下降,而高密度脂蛋白胆固醇含量明显上升,表明大豆异黄酮具有抑制动脉粥样硬化作用。
因此美国、日本、法国、德国、澳大利亚等国纷纷投入大量资金、人力、物力进行基础研究和开发应用研究。
在国际上,大豆异黄酮做为健康食品的热门课题已被世界列入十大最佳投资项目之一。
美国、欧洲及日本、韩国等国家和地区,以大豆异黄酮为主要成分的保健食品成为了一种新型畅销食品,市场上含有大豆异黄酮的保健食品的各种制剂,如片剂、口服液、粉剂等达数十种之多,高纯度的大豆异黄酮已应用于医药产品的开发[22]。
美国食品与药品管理局(FDA)早在1996年就已批准大豆异黄酮作为健康食品上市。
随着人们对其功能性和营养性研究的深入,它在食品、医药、保健品及其它行业中的应用将越来越广泛,市场潜力极大。
目前国际市场对大豆异黄酮的年需求量在1500吨,而实际的年产量仅为500吨左右[23]。
据统计,2000年全球各种大豆异黄酮保健食品总销售额已达2~3亿美元,可以看出大豆异黄酮类产品已经成为了保健食品中的一匹“黑马”。
我国大豆异黄酮食品和保健食品的投资热潮从前年开始,北京化工大学裕华生物制药工程联合实验室在国内最早开发出了大豆异黄酮批量生产技术,其终端产品也是国内第一个取得卫生部批准文号的以大豆异黄酮为主要原料的保健食品。
我国成规模的大豆异黄酮生产企业约10余家,总产能力约70~80吨,实际产量仅为50吨。
国内对异黄酮的需求量仍然很低,只有几个保健食品企业和一些研究机构的零星采购,且出口的大豆异黄酮多是含量在40%的原料[24]。
奘灵大豆异黄酮高纯度活化型大豆异黄酮,被人体吸收利用率近99%。
今后国内外学者的研究方向将会更加关注大豆异黄酮对人体和动物多方面的药性作用,特别是加强对药性作用引起的生理和代谢变化的研究。
随着分子生物学和遗传学的发展将进一步从分子水平上探讨大豆异黄酮的药性作用机理,不仅能为开发和研制新型药品和保健品并尽快用于临床治疗奠定基础,也将成为未来大豆异黄酮研究的新趋势。
1.4大豆异黄酮的提取和分离精制
随着大豆异黄酮的功效逐步为人们所认识,大豆异黄酮制品的开发生产也受到研究者的广泛关注。
由于大豆的组分复杂,而其中大豆异黄酮的含量较低,通过溶剂法等方法所得到的提取液中存在大量的蛋白质、可溶性碳水化合物,即使采用脱脂大豆粕作为原料,仍含有一定的油脂[25]。
为了获得大豆异黄酮含量较高的大豆提取物,研究合适的分离精制工艺,分离去除杂质(包括脂肪、蛋白、糖、盐等)显得尤为必要。
目前,异黄酮等有效物质的精制方法主要有:
有机溶剂萃取法、柱层析法、超滤法、超临界CO2萃取法等方法[26]。
但利用有机溶剂萃取法提取大豆异黄酮是目前最常用的方法,考虑操作难易程度,操作成本以及溶液毒性等因素,最常用的有机溶剂是乙醇水溶液。
1.5豆渣对疾病的预防及应用
我国是世界上种植大豆的主要国家,大豆的产量很高,现在全国普遍种植,豆制品的加工也方兴未艾。
然而在豆制品加工过程中作为副产品的豆渣却没有得到有效的利用,仅作为饲料或作为废弃物处理,其经济效益是很低的,同时也造成了大量环境污染。
大豆豆渣是加工大豆制品的副产物,具有丰富的营养价值和独特的保健功能。
含富含有膳食纤维,蛋白质,水分,脂肪,灰分等主要成分。
还含有钙、磷、铁、维生素等营养成分以及大豆异黄酮等微量珍贵成分[27]。
1.5.1对预防糖尿病的功效
高纤维膳食对治疗胰岛素依赖型糖尿病患者是有效的。
可溶性纤维可降低餐后血糖生成和血浆胰岛素升高的反应,其原因是因为高纤维的膳食可以改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的需求,从而达到调节糖尿病患者的水平,其次由于膳食纤维在肠内可形成网状结构,增加肠液的薪度,使食物与消化液不能充分接触,阻碍葡萄糖的扩散使葡萄糖吸收减慢,从而降低血糖含量,改善葡萄糖耐量和减少血糖药物的用量,起到防止糖尿病的作用[28]。
1.5.2对预防心血管疾病的功效
大豆膳食纤维分子表面带有很多活性基团,可以吸附鳌和胆固醇、胆汁酸及肠道内的有毒物质内源性毒素、化学药品和有毒医药品外源性毒素等有机化合物。
膳食纤维的这种吸附鳌和的作用,促进了体内血脂和脂蛋白代谢的正常进行,抑制或延缓胆固醇与甘油三醋在淋巴中的吸收,增加胆固醇的排出量,降低血清胆固醇浓度,从而预防高血压、高血脂、心脏病和动脉硬化,减少冠心病和心脑血管疾病的发病率。
1.5.3对预防肠癌利便的功效
膳食纤维的高持水力,改善了大肠的功能,抑制腐生菌的生长,减少次生胆汁酸的生成等。
也加强了大肠的蠕动,增加粪便的含水量及体积,缩短排空时间,降低结肠压力,促进粪便的排泄同时使肠道内致癌物及一些有毒物质随粪便排出,减少致癌物与结肠的接触机会,从而达到预防肠癌的功效[29]。
1.5.4对预防肥胖症的功效
膳食纤维体积较大,水膨胀后体积更大,在胃肠道内会发挥填充剂的容积作用,易引起饱腹感[11]。
同时,由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等成分在肠道内的消化吸收,也不易产生饥饿感。
因此对预防肥胖症有独特的功效。
1.5.5有氨基酸互补的功效
豆渣蛋白质的氨基酸组成与大豆蛋白基本一致,由表可知豆渣蛋白中赖氨酸含量较多,可以弥补谷类食品中赖氨酸的不足,起到氨基酸互补作用,提高蛋白质的营养价值[30]。
1.6应用
豆渣是大豆加工过程中的副产物之一,由于其所含热能低,且口感粗糙,没有引起人们的充分重视[31]。
过去大都作为家畜的饲料,有的索性作为废弃垃圾,造成了资源的浪费和大量的环境污染。
1.6.1豆渣的粗利用
上世纪最后几十年,人们开始认识到纤维的重要作用。
专家组在日内瓦会议上将膳食纤维推荐人“人群膳食营养素指标”,确认了纤维素是人体不可少的第七营养素。
豆渣含丰富的食用纤维,是膳食纤维的理想来源。
豆渣利用方式较多,产品也丰富多样,其共同点是作为原料的豆渣仅是经过了简单的加工,并没有单独的利用豆渣膳食纤维[32]。
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