科研中期報(bào)告

1、菹草對(duì)紅心鴨蛋形成的影響及紅色素化學(xué)本質(zhì)的測定中期報(bào)告本課題為2008年湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院的科研項(xiàng)目。自立項(xiàng)之日起，在指導(dǎo)教師王趁義的領(lǐng)導(dǎo)下，課題負(fù)責(zé)人對(duì)成員們進(jìn)行了合理有序的分工：查閱文獻(xiàn)、查找資料、整理歸納、梳理思路、擬訂實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備儀器藥品和實(shí)驗(yàn)研究等。目前，課題進(jìn)展順利。開展課題的具體工作總結(jié)如下：1 查找歸納資料蛋黃色澤是衡量蛋品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。國內(nèi)外大量研究表明，蛋黃色澤與飼料巾的類胡蘿卜素密切相關(guān) 。鴨子采食鮮菹草生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紅心鴨蛋，但其原因一直不明，同時(shí)菹草的生長的季節(jié)性很強(qiáng)，鮮菹草和菹草粉利用和保存較閑難。并且目前我國優(yōu)質(zhì)的紅心鴨蛋供不應(yīng)求，而以菹草作為飼料的開發(fā)生

2、產(chǎn)具有保健功能的天然類胡蘿卜素的紅心鴨蛋更是缺乏，因此可以應(yīng)用菹草粉代替部分精飼料，不僅可以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。紅心蛋因營養(yǎng)價(jià)值高而備受國內(nèi)外消費(fèi)者青睞，市場存在一些靠人T合成紅色素獲得的紅心蛋，但合成色素產(chǎn)物和中體可能具有致癌和致畸的危險(xiǎn)，若濫用合成色素會(huì)給消費(fèi)者的健康帶來危害。最近在全世界爆發(fā)的“蘇丹紅”危機(jī)，再次向人了敲響了安全隱患的警鐘。岡此，天然色素義重新人們重視，天然動(dòng)植物來源的飼料添加劑和著色劑由于安全衛(wèi)生而備受青睞，這種天然紅心蛋中類胡蘿卜素對(duì)腫瘤有顯著的抑制作用。類胡蘿卜素不僅是重要的天然色素，而且在清除自由基、預(yù)防腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、預(yù)防眼病和心血管疾病等方面具有非常重要的

3、作用，因此作為紅心蛋鴨飼料的菹草具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)前景，對(duì)菹草類胡蘿卜素開展系統(tǒng)研究也具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。2 本課題擬定的研究路線2、1由于菹草生長的季節(jié)性問題，需將鮮菹草干燥制成菹草將鮮菹草干燥制成菹草粉并配成各種濃度不同的飼料。工藝流程：鮮菹草 清洗 浸泡 護(hù)色 甩干 熱風(fēng)干燥 粉碎 配料混合50的菹草粉50的普通飼料飼料配制0的菹草粉100的普通飼料15的菹草粉85的普通飼料30的菹草粉70的普通飼料2、2借用飼養(yǎng)場的鴨子，通過對(duì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)組和1個(gè)對(duì)照組鴨子的研究，明確菹草的用量與蛋黃平均色度的關(guān)系對(duì)照組（0的菹草粉00的普通飼實(shí)驗(yàn)組一（15的菹草粉75的普通飼實(shí)驗(yàn)組三（50的

4、菹草粉50的普通飼鴨 子實(shí)驗(yàn)二組（30的菹草粉70的普通飼）2、3利用色譜、光譜和質(zhì)譜等儀器分析手段對(duì)從菹草與紅心鴨蛋中分離純化的紅色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及本質(zhì)作初步鑒定菹草與紅心鴨蛋中分離純化的紅色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及本質(zhì)作色譜初步鑒定光譜質(zhì)譜2、4用薄層層析法完成對(duì)菹草與紅心鴨蛋類胡蘿卜素特性的初步比較紅心鴨蛋中的類胡蘿卜素源于菹草證明比 較菹草類胡蘿卜素特性紅心鴨蛋類胡蘿卜素特性3 準(zhǔn)備儀器藥品3.1 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑新鮮菹草 普通飼料（麥麩、玉米、米飯、青菜等） 丙酮石油醚 硅膠 5%CMC水溶液 蒸餾水 四甲基硅烷 氘代試劑CDCL3 碳酸鈣 ；氧化鎂、無水硫酸鈉、碳酸鈉、正己烷、石油醚、丙酮、甲醇

5、3.2 實(shí)驗(yàn)儀器及器材燒杯 載玻片 烘箱 傅里葉變換紅外光譜儀 核磁共振儀 微量注射器 粉碎機(jī) 漁網(wǎng) 鉛筆 排風(fēng)機(jī) 飼養(yǎng)工具 紫外-可見分光光度計(jì) 質(zhì)譜儀4 、實(shí)驗(yàn)步驟4、1鮮菹草干燥制成菹草粉并配成實(shí)驗(yàn)飼料用小魚網(wǎng)從水庫、河流等地方打撈菹草，把菹草清洗干凈后在蒸餾水中浸泡加入碳酸鈣以護(hù)色，用排風(fēng)機(jī)熱風(fēng)烘干后用粉碎機(jī)把菹草碾成粉末。然后把菹草粉末為0(對(duì)照組)、l5 、30 和50 ，分別與100 、85 、70和50 的普通飼料混合組成試驗(yàn)飼料。4、2飼養(yǎng)場的鴨子，明確菹草的用量與蛋黃平均色度的關(guān)系通過借用飼養(yǎng)場，開始飼養(yǎng)鴨子，實(shí)驗(yàn)分四組，其中一個(gè)是對(duì)照組，分別喂已配制好不同濃度的菹草飼料。

6、結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)，菹草粉末飼料的添加量與紅心鴨蛋的平均色度(羅氏色度)呈現(xiàn)一定的數(shù)量關(guān)系；其中將30 的菹草顆粒飼料與70 的普通蛋鴨配合飼料混合組成的飼料綜合效果最好，正式喂養(yǎng)第4 天即使蛋黃平均色度由對(duì)照組的7度上升到l5度，其差異達(dá)到極顯著水平(P<001)， 隨喂養(yǎng)天數(shù)增加其蛋黃色度平均值保持 l5度以上，喂養(yǎng)l3、14 天時(shí)l5度以上的紅心蛋占所產(chǎn)蛋總數(shù)的80，并全部達(dá)劍l4度以上；該試驗(yàn)組飼料的平均產(chǎn)蛋率為962 ，與對(duì)照組比較有顯著差別；該試驗(yàn)組飼料顯著增加平均蛋重(P<0.05)4、3色譜、光譜和質(zhì)譜等儀器對(duì)紅色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及本質(zhì)作初步鑒定為鑒定菹草紅色類胡蘿

7、卜素的化學(xué)結(jié)構(gòu)，本研究綜合運(yùn)用了紫外可見光譜、紅外光譜、化學(xué)測試反應(yīng)及質(zhì)譜分析，各分析結(jié)果之間得到了較好的驗(yàn)證（1）菹草紅色類胡蘿卜素的制備與分離純化 取鮮菹草適量，加少量Na2CO3 和BHT，按料液=14（w/v）加入混合提取溶劑石油醚丙酮=11（v/v），在組織搗碎機(jī)中提取3 次，合并提取液轉(zhuǎn)入分液漏斗，蒸餾水洗去下層水相，無水Na2SO4 干燥、過濾，濾液40以下減壓濃縮至干，即得菹草脂溶性色素提取物。然后，用適量石油醚溶解該提取物，加40%KOH-甲醇溶液皂化12 h（充氮、置暗處、室溫），轉(zhuǎn)入分液漏斗，蒸餾水洗去下層，將石油醚層用蒸溜水洗至中性，并用無水Na2SO4 干燥、過濾，濾

8、液40以下減壓濃縮至干，即得菹草總類胡蘿卜素。（2）菹草紅色類胡蘿卜素的紫外可見光及紅外光譜測定 紫外可見光譜測定：將r1、r2 和r3 分別溶解于10 ml 的正己烷、甲醇、無水乙醇、無水乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳中，以相應(yīng)的有機(jī)溶劑作對(duì)照，置于1 cm 加蓋石英吸收池內(nèi)，用紫外-可見分光光度計(jì)測定各色素的吸收光譜，掃描范圍190700 nm 及360700 nm，最大吸光度在0.11.5 之間。紅外光譜測定：用FT-IR 光譜儀測定，分辨率4 cm-1, 直接將適量的r1、r2 和r3 干樣品以KBr 壓片，光譜記錄范圍4004 000 cm-1。本研究采用低分辨和高分辨電子轟擊質(zhì)譜分析表

9、明，菹草紅色素r1、r2 和r3 的分子式均為C40H50O2，分子量均為562，其結(jié)構(gòu)為： 從上到下: r2、r1、r3、紅色素混合物4、4薄層層析法用少量丙酮溶解該總類胡蘿卜素，用MgO硅藻土=12（w/w）柱層析分離得到紅色類胡蘿卜素混合物后，硅膠G 薄層層析（0.75 mm 厚，120活化1 h）作精細(xì)分離純化得到3 個(gè)紅色類胡蘿卜素組分，依Rf（比移值，分離的各組分在薄層板上移動(dòng)的相對(duì)速率）從小到大編號(hào)為r1、r2 和r3，展開劑為正己烷乙酸乙酯丙酮甲醇=27422（v/v/v/v）。r1、r2 和r3 經(jīng)HPLC檢驗(yàn)均為單峰，純度符合理化特性及結(jié)構(gòu)研究要求。1r1、r2 和r3；2

10、. 蝦青素；3. 角黃素3 討論蛋鴨采食菹草后為什么能產(chǎn)下優(yōu)質(zhì)的紅心鴨蛋?作者通過對(duì)菹草和紅心蛋蛋黃色素進(jìn)行分離純化、TLC、HPLCMS、UVVis及IR等對(duì)比研究表明：菹草和紅心蛋蛋黃中含有同樣的一類特殊的紅色素，經(jīng)初步定性分析確定該紅色素屬于類胡蘿卜素，且這種紅色類胡蘿卜素及其他黃色類胡蘿卜素與紅心蛋色素有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采食菹草的蛋鴨所產(chǎn)紅心蛋的紅色素來源于菹草。拉曼光譜和紅外光譜同屬分子振動(dòng)光譜，但拉曼光譜是分子對(duì)激發(fā)光的散射，它最適合研究同原子的非極性鍵和對(duì)稱分子的振動(dòng)、有機(jī)化合物的骨架結(jié)構(gòu)等，從拉曼光譜可得到這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的豐富信息，而且它受極性基團(tuán)及端基的影響很小。類胡蘿卜素具有

11、較多的碳碳共軛雙鍵和碳一碳單鍵，其拉曼光譜具有特殊性。本文用TLC分析顯示菹草紅色素r1、r2和r3的極性范圍由大到小排序依次為：蝦青素>rl>r2>r3>角黃素>B 胡蘿卜素，作者用多種質(zhì)譜研究表明r1、r2和r3具有相同的分子量562(另文發(fā)表)，說明它們應(yīng)為同分異構(gòu)體。大量研究表明 ，B胡蘿卜素(烴類胡蘿卜素、不含氧)及葉黃素類(含氧、如羰基或羥基等)的不同順反異構(gòu)體(如al1trans、7-cis、9cis、13cis、15cis、913 cis、9-15cis、1315cis等)的拉曼光譜主要在“指紋區(qū)”存在差別，而且共軛雙鍵的長度和數(shù)量也與c=c伸縮振動(dòng)的頻率有關(guān)。本文研究結(jié)果表明菹草紅色素r1、r2和r3具有非常相似的拉曼光譜圖，而且與蝦青素及B胡蘿卜素的拉