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本文选用天然植物源黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)为主要研究对象,目前报道的黑果枸杞活性成分研究集中在蛋白质、枸杞多糖、多酚类化合物、花青素、黄酮类化合物、微量元素等天然成分,对其功能研究多为降血糖、抗氧化、降血脂、护眼、抗癌、保护肠道及抗衰老、疲劳、抑郁等方面,在抑菌活性、作用机制尚未有相关报道,对于抗氧化效果极好的花青素,它的抗氧化机制阐述不具体,而且在花青素提取方面仍存在不绿色不环保、提取率低、成本高等诸多问题。利用响应面优化超声微波协同提取方法,深入研究黑果枸杞花青素广谱抑菌活性、抑菌机制以及对生物膜的清除作用和抗氧化活性机理,扩宽其应用途径,为该资源进一步开发成药品、食品、化妆品方面提供理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)超声微波法提取黑果枸杞花青素;本研究通过单因素和响应面设计确定提取最优条件为:超声功率216 W、微波功率89 W、时间26 min、液料比17 m L/g,此条件下模型预测含量为10.157 mg/g,实际值与预测值基本一致。通过选用大孔树脂AB-8对粗黑果枸杞花青素进行分离纯化,纯化条件:洗脱液1%酸性蒸馏水和1%酸性70%乙醇,样浓度5 mg/m L,上样流速0.5bv/h,洗脱流速2 bv/h。在此条件下,纯化后样品为紫黑色粉末,纯化后样品色价为214,提高了约4倍。(2)黑果枸杞花青素抑菌作用及机制的研究:本研究以金黄色葡萄球菌(S.aureus Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(E.coli Escherichia coli)、黑曲霉(Aspergillus)和青霉菌(Penicillium)为实验菌株,采用微量TTC法和常量肉汤稀释法分别测定黑果枸杞花青素纯化物和粗提物对以上四种菌株的MIC。综合来看抑菌效果大小为:金黄色葡萄菌>大肠杆菌>青霉>黑曲霉,而且黑果枸杞花青素纯化物对S.aureus的抑菌效果最好,MIC为3.125mg/m L。通过记录菌落数发现花青素对S.aureus菌体生长有影响,且呈剂量依赖性。当黑果枸杞花青素作用菌体后,菌体表面疏水性上升,说明影响菌体聚沉和菌体生长。通过电导率法、K+、BCA试剂盒、SDS-PAGE测定菌悬液中电导率变化率、钾离子泄漏量及胞内蛋白质含量和合成。结果表明,经不同花青素作用后菌体胞内钾离子大量外泄,电导率变化率增大。菌体经花青素处理9 h后,菌体胞内可溶性蛋白量分别减少了5.5%和25.7%。SDS-PAGE结果表示花青素可以抑制蛋白质合成。利用倒置荧光显微镜观察花青素对细胞膜通透性的影响,发现经MIC和2MIC处理后,荧光强度明显增加,通过流式细胞仪检测细胞致死率,也得出同样的结果。即随着浓度增加,PI染色的菌体数量就增多,荧光量增加,P3区(死亡的菌体)增加到77.21%。(3)通过刚果红培养基的黑色光滑菌落判定S.aureus ATCC29213为实验菌株建立生物膜模型,该菌株具备良好的产膜能力。采用MTT、结晶紫法研究黑果枸杞花青素对S.aureus生物膜的清除能力随着浓度增加而增大。银染法观察到随着浓度提高,负载在玻片表面的生物膜不断被清除黑色团块变少且输松。扫描电镜(SEM)观察到完整的生物膜是表面光滑且成熟紧密的三维立体结构,经过MIC处理后的生物膜立体结构被破坏,结构变疏松。2MIC处理后,聚集程度越来越高,菌体破裂且有大量内容物泄露在表面。(4)实验考察了黑果枸杞花青素对DPPH·、·OH、O2-·、ABTS·这四种自由基的清除能力和总还原能力,以VC作为对照试验。结果表明:浓度越大,抗氧化能力越强,花青素在4 mg/m L浓度范围内的抗氧化水平与相同浓度的VC近乎持平。当花青素浓度在250μg/m L以内,细胞存活率高于90%,对细胞没有毒性,选取50、100、250μg/m L为花青素低、中、高剂量组。H2O2诱导的氧化损伤模型条件为:850μM对HepG2细胞诱导3 h时,细胞存活率为50.96%。中高剂量花青素浓度与受损伤的模型细胞作用后,细胞存活率上升为64.82%、82.51%,说明花青素可以逆转H2O2对HepG2细胞的损伤,且浓度越高,保护程度越大。此外,花青素还能显著降低培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的活力和丙二醛(MDA)的含量,提高细胞中超氧化物歧化酶(SOD)的水平(p<0.05)。说明黑果枸杞花青素能提高肝细胞的抗氧化活力,并对细胞的氧化损伤具有保护作用。