黄酮不饱和脂肪酸酯的区域选择性合成与抗氧化构效关系研究

添加抗氧化剂是延缓油脂氧化的最有效手段。随着合成抗氧化剂的安全性受到质疑，安全、高效、营养的天然抗氧化剂成为研究的热点。黄酮是一类极具潜力的天然抗氧化剂资源，但脂溶性较差；不饱和脂肪酸是人体必需通过膳食补充的重要营养物质，但易发生氧化。采用不饱和脂肪酸对黄酮进行酯化不仅可以改善其脂溶性，还能提高不饱和脂肪酸的氧化稳定性。关于此类黄酮衍生物的抗氧化研究还鲜有报道，针对其结构对抗氧化活性影响不明，作用机理欠缺的现状，本项目拟以天然不饱和脂肪酸为酰基供体，对黄酮（苷元、糖苷）进行酶促区域选择性酯化，阐明反应条件对产物结构的调控规律和相关酶促反应动力学；通过考察清除自由基和抗脂质过氧化的能力来评价不同酯化位点、酯化度、取代基类型黄酮不饱和脂肪酸酯的抗氧化活性，揭示其抗氧化的构效关系与作用机制；并探明其抗氧化的剂量效应和协同效应，为其在抗氧化和营养保健多功能食品添加剂中的应用提供理论依据。

针对当前酶促黄酮酯化存在的黄酮溶解度差，酯化反应缓慢，产量低等问题，构建了超声波预处理酶促合成黄酮不饱和脂肪酸酯的反应体系。本项目选择代表性的芦丁和柚皮苷作为底物，选择油酸、亚油酸等常见不饱和脂肪酸作物酰基供体。系统研究了影响酶促酯化反应各种因素，最优化条件为：反应溶剂为叔戊醇：丙酮=1:2 （v/v），反应温度为50℃，黄酮40 mM，黄酮：脂肪酸=1:4，超声预处理1h。反应48-72小时，酯化率可达到80.5%以上。与单纯机械搅拌相比，超声波预处理可以不影响酶活性和靶向性的前提下，使反应时间缩短24-48h。获得黄酮不饱和脂肪酸酯的酶促反应动力学方程。. 建立了溶剂萃取结合制备色谱的两步纯化方法，获得了6种纯度高达到98%以上黄酮不饱和脂肪酸酯。通过核磁共振和质谱表征，可以推测出两类黄酮酯的结构均为鼠李糖的C4'''位羟基单取代酯，这种酯化方式不会影响黄酮母体结构上具有较强抗氧化能力羟基的活性，因此既可以有效提高黄酮类化合物的脂溶性又可以最大限度地保留其抗氧化能力，达到了对黄酮进行区域选择性酯化的目标。. 分别采用DPPH法，β-胡萝卜素-亚油酸法，氧化诱导期法，从自由基清除活性，抗脂质过氧化，油脂抗氧化等多个角度，系统研究了6种黄酮不饱和脂肪酸酯的抗氧化构效关系。DPPH评价结果显示芦丁母体和芦丁不饱和脂肪酸酯均具有较强的清除自由基能力，甚至于TBHQ相当，而柚皮苷和柚皮苷脂肪酸酯的清除自由基能力均较差，说明其抗氧化作用的主要来源于黄酮母体部分，脂肪酸的引入对其清除自由基能力没有显著影响。β-胡萝卜素-亚油酸法评价结果表明与黄酮母体相比，芦丁和柚皮苷经酯化修饰后抗脂质过氧化能力均显著加强。说明酯化修饰可以显著提高黄酮类化合物的抗脂质过氧化活性，主要是产物脂溶性提高的缘故。在冷榨菜籽油中分别溶解6种黄酮脂不饱和脂肪酸酯，采用氧化诱导期发其抗氧化能力。结果显示随着黄酮酯中脂肪酸不饱和度的增加，抗氧化活性呈明显下降的趋势，是由于双键数目的增加降低了黄酮酯自身的氧化稳定性。其中芦丁油酸酯等4种黄酮不饱和脂肪酸酯的氧化诱导时间甚至优于天然VE，在脂溶性抗氧化剂方面具有良好的应用前景。通过本项目的实施，通过本项目的实施，围绕研究主题共发表SCI收录论文7篇，核心期刊3篇，授权专利5项，获湖北省科技进步一等奖1项，入选湖北省青年英才开发计划1人。