啤酒花的分析評(píng)價(jià)及六氫蛇麻酮類的合成與應(yīng)用.pdf

1、啤酒花(Humulus lupulus L.)是大麻科葎草屬多年生草本植物，主要用途是用于啤酒的釀造。啤酒花還具有非常悠久的藥用歷史，有健胃，安神，化痰止咳，抗菌消炎等功效，是我國(guó)西部主要的特種經(jīng)濟(jì)作物之一。除釀造特性之外，近年來(lái)對(duì)啤酒花的研究已開始關(guān)注到它的其它功能，如抗腫瘤、防治骨質(zhì)疏松、抑制白血病細(xì)胞的生長(zhǎng)和抗氧化等。但這些研究主要集中在啤酒花中的多酚或黃酮類物質(zhì)上，對(duì)它的主要苦味成分的研究報(bào)道較少。本論文即以五個(gè)主要國(guó)產(chǎn)啤酒花品

2、種為主，從對(duì)其品種的分析和評(píng)價(jià)著手，全面考察了啤酒花的主要成分及其衍生物的抗氧化能力，以及啤酒花浸膏、β-酸和六氫β-酸的降血糖作用，并結(jié)合國(guó)內(nèi)啤酒花產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，確立了氫化合成六氫β-酸的最佳工藝路線，對(duì)氫化反應(yīng)中催化劑的使用壽命和活化問題還做了專門的研究，為進(jìn)一步拓展啤酒花的研究和應(yīng)用領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。 對(duì)五個(gè)主要國(guó)產(chǎn)啤酒花品種的分析表明，啤酒花的儲(chǔ)藏性能不僅和儲(chǔ)藏的溫度和時(shí)間有關(guān)，也與啤酒花的品種有著直接的關(guān)系。在室溫下儲(chǔ)存的

3、啤酒花的釀造價(jià)值會(huì)嚴(yán)重下降，較低的儲(chǔ)存溫度(零度以下)盡管不能避免啤酒花的化學(xué)組成發(fā)生變化，但卻可以延緩這些不利反應(yīng)的發(fā)生。我國(guó)的香型啤酒花扎-的風(fēng)味特征與國(guó)際釀酒行業(yè)公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)香型啤酒花捷克薩斯品質(zhì)相當(dāng)，釀造性能非常優(yōu)異，是一個(gè)極具競(jìng)爭(zhēng)力的啤酒花品種。同時(shí)，對(duì)引種的三個(gè)苦型啤酒花的生長(zhǎng)狀況及與原產(chǎn)地生長(zhǎng)的各品種的對(duì)照分析表明，這些品種的各項(xiàng)分析指標(biāo)與國(guó)外種植區(qū)相當(dāng)，保持了它們優(yōu)良的釀造特性。而我國(guó)種植面積最大的品種青島大花無(wú)論在香型上

4、還是在苦味酸含量上都缺乏優(yōu)勢(shì)。研究結(jié)果表明，香型品種扎一和高α-酸的品種馬克波羅是目前我國(guó)種植的最有發(fā)展?jié)摿Φ膬蓚€(gè)啤酒花品種，應(yīng)用β-胡蘿卜素-亞油酸乳化法、DPPH法，羥基自由基、FTC、TBA和ORAC測(cè)試法等6種體外試驗(yàn)的方法對(duì)國(guó)產(chǎn)啤酒花的五個(gè)品種、三種提取物、三個(gè)主要啤酒花成分(α-酸、β-酸和啤酒花油)以及五種異構(gòu)體和衍生物進(jìn)行了抗氧化活性的研究，研究結(jié)果顯示所有測(cè)試樣品均具有不同程度的抗氧化活性，其中以α-酸、β-酸、酒花油

5、的抗氧化活性最為明顯，三種提取物中以啤酒花CO<,2>浸膏的抗氧化能力最強(qiáng)。對(duì)五個(gè)啤酒花品種的三種提取物中啤酒花多酚和總黃酮的分析結(jié)果表明，啤酒花的抗氧化活性不僅取決于各品種的多酚類或總黃酮類物質(zhì)含量的高低，而且和其總樹脂(特別是α-酸、β-酸)和精油含量的高低也有明顯的相關(guān)性。 對(duì)啤酒花中β-酸、β-酸的衍生物的抗氧化能力強(qiáng)弱的分析還發(fā)現(xiàn)，啤酒花α-酸的異構(gòu)化和氫化衍生物異α-酸，以及二、四、六氫異α-酸在各試驗(yàn)體系中所表現(xiàn)出

6、的抗氧化活性都比α-酸明顯下降，而β-酸的衍生物六氫β-酸在不同的抗氧化試驗(yàn)體系中抗氧化能力卻各有高低。造成這種差異的主要原因是α-酸的異構(gòu)化的產(chǎn)物破壞了它分子中的六元環(huán)體系，所形成的五元環(huán)體系的穩(wěn)定性更好，明顯地降低了它的反應(yīng)活性所致。而β-酸的衍生化產(chǎn)物六氫β-酸只是飽和了其分子中六元環(huán)環(huán)外側(cè)鏈上的雙鍵，產(chǎn)生了一定的空間位阻，而環(huán)上的中心結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化。 為確定在對(duì)AIDM小鼠的降血糖試驗(yàn)中的給藥劑量，對(duì)小鼠進(jìn)行急性毒性試

7、驗(yàn)的結(jié)果表明，低濃度下(50mg/kg體重)受試小鼠與正常組小鼠表現(xiàn)一致，無(wú)特殊反應(yīng)；高濃度下(500 mg/kg體重)除六氫β-酸外，其余兩組在給藥初期表現(xiàn)出活動(dòng)量減少和食欲下降的癥狀，三天后基本恢復(fù)正常，受試動(dòng)物無(wú)一死亡，在500 mg/kg體重的劑量以下是安全的。對(duì)AIDM小鼠經(jīng)啤酒花CO<,2>浸膏、β-酸和六氫β-酸一周灌胃治療，與模型對(duì)照組相比，其DM“三多一少”的癥狀得到明顯地改善，但與正常組小鼠相比仍有差異。比較其治療前

8、后血糖和糖耐量的變化結(jié)果表明，治療組小鼠的DM癥狀均出現(xiàn)了不同程度的緩解，CO<,2>浸膏和β-酸的高劑量組治療后的血糖值與正常組(P>0.05)無(wú)明顯差異。對(duì)治療后小鼠的血糖值采用單一自由度正交比較的方差分析表明，正常組小鼠的血糖值與模型組有極為顯著的差異，模型對(duì)照組與治療組之間也具有非常顯著的差異(P<0.01)；在各治療組之間，灌胃優(yōu)降糖片的小鼠的治療效果與灌胃不同劑量的β-酸、六氫β-酸和Co<,2>浸膏樣品的小鼠的總體治療效果

9、相當(dāng)(P>0.05)；僅六氫β-酸的高低劑量組在治療效果上表現(xiàn)出顯著性的差異(P<0.05)，β-酸和CO<,2>浸膏的高低劑量之間的治療結(jié)果差異并不明顯。 通過考察溶劑、反應(yīng)溫度、氫氣壓力、溶液pH值、催化劑用量和β-酸含量等因素對(duì)β-酸氫化反應(yīng)的影響，并結(jié)合正交試驗(yàn)對(duì)β-酸氫化合成六氫β-酸的最佳工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，最終確定在氫氣壓力0.6 Mpa，90％的乙醇濃度，40℃，1％的KOH(10％)用量條件下，使用10％的Pd

10、/C(10％)催化劑為最佳氫化工藝條件。并在此基礎(chǔ)上通過了中試規(guī)模(5升，100升)的試驗(yàn)，中試生產(chǎn)即驗(yàn)證了最佳工藝條件的正確，又補(bǔ)充了最佳投料比選擇為1:6～1:10，依此最佳工藝條件，中試生產(chǎn)六氫β-酸的收率可達(dá)90％以上。 利用TEM，XRD，CO-TPR和比表面積的測(cè)定對(duì)β-酸氫化反應(yīng)體系的Pd/C催化劑活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)Pd/C催化劑失活主要是β-酸純度的影響，原料β-酸越純Pd/C的使用壽命越長(zhǎng)，六氫β-酸收率越高

11、。在該反應(yīng)體系中 Pd/C催化劑中毒的主要原因是表面活性中心被污染物覆蓋而造成的活性下降，可以用清洗萃取法除去大部分污染物。采用SFE法再生中毒的Pd/C催化劑，可以恢復(fù)Pd/C催化劑活性的85％以上，成本大大下降，同時(shí)，省去了常規(guī)再生工藝的一系列復(fù)雜過程，減少了有機(jī)溶劑的使用量，更有利于環(huán)境保護(hù)。 對(duì)合成的六氫β-酸經(jīng)熔點(diǎn)測(cè)定，IR，UV，HPLC，GC-MS等方法對(duì)其組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)證，證明六氫β-酸與β-酸類似，是由六氫