虎尾科技大學生物科技研究所學位論文
國立虎尾科技大學,正常發行
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實驗之設計是以節節草(Equisetum ramosissimum)之甲醇粗萃物依序以正己烷(n-hexane；Hex)、乙酸乙酯(ethyl acetate；EA)、二氯甲烷(dichloromethane；DM)、甲醇(methanol；MeOH)及水(Water)進行萃取，並且針對五種粗萃取物進行篩選，以評估其還原能力、清除DPPH 自由基能力和亞鐵離子的金屬螯合之抗氧化能力評估。根據結果顯示，萃取物EA 為五種粗萃取物中具有最佳的抗氧化功效。接著，抑制黑色素瘤的生長是透過人類的的黑色素瘤細胞之體外模式，包括A375、A375.S2 及A2058 細胞的生長抑制能力，結果顯示EA 萃取物以50 μg/mL 以上的高濃度作用於A375 及A375.S2 細胞呈現顯著的抗增殖能力。而以各萃取物作用於人類正常的角質生成細胞及纖維母細胞時，細胞存活率測試皆證實其濃度都在可接受的安全範圍中，對於正常細胞皆不會造成強大的毒殺性。透過細胞型態之觀察，當萃取物濃度增加時，其A375、A375.S2 及A2058形態會有皺縮、死亡的情形; 藉由西方墨點法檢測EA 及DM 萃取物作用下，其細胞凋亡相關蛋白的表現量，證實於皮膚癌細胞之凋亡相關蛋白Caspase-3 及Caspase-9 蛋白表現量增加，說明EA 及DM 萃取物可抑制細胞的生長。而B16-F10 黑色素細胞則較不受萃取物之影響，於DM 萃取物作用時，其細胞存活率並無顯著的降低，透過細胞型態觀察及黑色素含量測定評估，其黑色素含量也未減少，反而增加。藉由西方墨點法檢測黑色素生成的相關蛋白發現，DM 萃取物具有刺激黑色素之生成，其相關蛋白MITF、tyrosinase、TRP-1 及TRP-2 皆有增加，因而增加黑色素的含量。根據以上結果顯示， E. ramosissimum 的EA 萃取物具有較明顯的活性功效，在抗氧化試驗也具有較佳的清除自由基能力，抑制黑色素瘤細胞的生長，也能達到減緩黑色素生成，達到美白的效果，有利於開發天然的抗癌製劑及驅黑淨白的美白產品。
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本研究進行玫瑰(Rosa sp.)、薰衣草(Lavandula heterophylla)、青江菜(Brassica chinensis Linn)及洋香瓜(Cucumis melo) 4種農產品中21種農藥之快速分析回收測試，使用乙腈(含1%醋酸)、無水硫酸鎂、醋酸鈉、一級二級胺吸附劑快速萃取與淨化農藥殘留，樣品混和離心後置於自動進樣瓶，以GC-MS/MS和LC-MS/MS分析之。大部分樣品基質中分別添加21種農藥之線性分析範圍(0.01-0.5 mg/L)判定係數(R2)>0.99(僅部分薰衣草、洋香瓜樣品與diflubensuron之R2未達0.995)，LOQ (Limit of quantification, S/N≥10) 範圍為0.00004-0.2 ppm (ug/g)，針對GC-MS/MS分析之10種農藥(測試濃度為0.03、0.1、0.5 μg/mL)，於玫瑰之方法回收率為90.7-122.5%（RSD：1.9-20%），於薰衣草回收率為74.8-97.5%(RSD：0.3-7.3%)，於青江菜回收率為88.5-118.1%(RSD：1.5-20%），於洋香瓜回收率為76.5-107.7%(RSD：0.3-5.4%），而LC-MS/MS分析之11種農藥(測試濃度0.03、0.1、0.5 μg/mL)於玫瑰之回收率為73.5-104.1%(RSD：0.1-13%），薰衣草回收率為65.8-131.7%(RSD：1.2-15%），青江菜回收率為81.2-123.3%(RSD：0.6-18%），洋香瓜回收率為78.7-102.9%(RSD：0.9-11%），前處理過程能縮減至20分鐘，此方法已應用在這些作物於田間實際施藥後之殘留消退分析研究。
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蜂蜜，主要為蜜蜂採集各種植物之蜜汁或是植物外泌液所釀製而成的天然甜味物質。本實驗利用我們所開發的氣盾式大氣壓下化學游離介面 (Gas-shield atmospheric pressure chemical ionization, GS-AP) 結合大氣壓下質譜儀來分析蜂蜜中揮發性物質的成份。我們以純水將蜂蜜稀釋十倍再以氮氣流將氣味成分送入介面分析以獲得不同蜂蜜樣品之指紋質譜，並將所得到的結果建立指紋圖譜資料庫。結果顯示利用本研究建立之「稀釋/吹氣/GS-AP/MS」分析平台配合蜂蜜氣味質譜資料庫比對可以對於不同蜜源鑑別，在產地鑑別分析，我們使用三種不同分析方法(資料庫搜索、主成分分析、特徵離子對比例)來做為台灣與泰國龍眼蜂蜜鑑定，我們以30個龍眼蜂蜜盲樣樣品進行分析，其三種分析方法正確率為: 資料庫搜索正確率為28/30，主成分分析正確率為25/30，特徵離子對比例正確率為29/30。由結果顯示GS-AP直接分析確實可以鑑別蜂蜜中產地。 關鍵詞: 氣盾式大氣壓化學游離法、直接分析、揮發性、蜂蜜、主成分分析
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南瓜屬於葫蘆科南瓜屬一年生草本蔓性植物，是世界著名且分佈相當廣泛之食材，夏秋季節瓜菜之一。本研究在探討中國阿成及特殊品種兩種南瓜樣品(粉末)代測物，進行抗氧化活性比較及對於高脂飲食合併STZ誘導第二型糖尿病小鼠血糖濃度的影響。抗氧化能力測試分別做了清除DPPH自由基、螯合亞鐵離子、還原力、總多酚、總黃酮測試及總抗氧化能力和利用南瓜水、乙醇萃取物餵食小鼠，將小鼠分為六組:正常組、糖尿病組、餵食0.5 mg/kg Glibenclamide及餵食代測物劑量為10、50、100 mg/kg為期28天比較其降血糖功效以及評估糖尿病小鼠肝指數、膽固醇、三酸甘油脂和每週飲食、飲水量。結果顯示，抗氧化能力依賴濃度劑量提升，EECMX在清除DPPH自由基能力方面清除率高達85.78±1.37 %；還原程度達96.27±0.76 %；總酚、總黃酮含量含有233.33±9.18 mg of GAE/g、22.41±2.21 mg of Quercetin/g；總抗氧化能力達83.32±0.94 %；WECMX有相當好的螯合效果，清除率為77.96±0.00%。 糖尿病試驗中，餵食WECMX 100 mg/kg樣品禁食血糖值從214.75 mg/dl經過四週治療血糖平均降至159.25 mg/dl；同時，也少部分的降低了肝脂數、總膽固醇及三酸甘油脂。抗氧化結果得知南瓜是一種極有潛力的天然抗氧化劑，在動物實驗中並能夠有效控制第二型糖尿病小鼠血糖。
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現今可商業化栽培之食用菇類有20幾種，木黴菌為菇類培養初期主要的污染微生物，導致農藥使用與成本增加，降低菇類的產值，因此防治木黴菌污染應可提高菇類的產量與品質。細辛(Asarum heterotropides Fr. Schmidt var. mandshuricum (Maxim.) Kitag.) 為馬兜鈴科細辛屬細辛的根部，具有祛風散寒、止痛、溫肺化飲、止咳、開竅的功效。本研究以中藥草萃取物進行木黴菌(Trichoderma harzianum)之菌絲生長抑制活性篩選時，發現細辛乙醇粗萃物在2000 ppm能抑制 T-2-1、T-3-1及T-A-1菌絲生長分別為 56.8±0.06、58.7±0.06及53.1±0.10％，因此將細辛乙醇粗抽物進行極性分配萃取並活性篩選，其中CHCl3層在2000 ppm時對T-2-1、T-3-1及T-A-1可達到64.3±0.00、65.5±0.00和56.0±0.00％的菌絲生長抑制作用。依T. harzianum菌絲生長抑制活性為導向，利用管柱層析及再結晶等方法進行細辛成分分離，得到九個化合物。經文獻比對各化合物的光譜數據，確認7個化合物構造為β-sitosterol (1), (-)-asarinin (2), (-)-sesamin (3), (-)-pluviatilol (4), methyl 3,4-dihydroxybenzoate (5), aristololactam I (6), methylkauol (7)。 將分離得到之化合物Ashe-1, 2和3進行T. harzianum T-2-1、T-3-1及T-A-1菌絲生長與孢子萌發抑制活性試驗，顯示三個化合物在100 ppm時對T-2-1、T-3-1及T-A-1均具有孢子萌發抑制活性達61-79％，500 ppm時均具有孢子萌發抑制活性達74-85％。且Ashe-1在40 ppm時具26.9%、Ashe-2在6 ppm時具13.4%及Ashe-3在40 ppm時具32.1%的菌絲生長抑制活性，由此結果得知，細辛萃取物具有抑制木黴菌生長活性，未來可進行田間試驗評估其開發為生物農藥的價值。
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本研究以皺葉萵苣-翠妹（Lactua sativa L. var. crispa L.）、不結球白菜-三鳳二號（Brassica rapa chinensis）和三種花色品系之蘭花（Phalaenopsis amabilis）為實驗材料，探討利用高效能發光二極體（Light-Emitting Diode，LED）之不同光源比對作物生長、發育及病害發生的影響。萵苣實驗的光源處理包括： RGB（R 52.5 % + B 22.5 % + G 25 %, LED）、RBFL1（R 40% + B 10% + FL 50% = R 52.5% + B 22.5% + G 25%, LED+ fluorescent)、7R3B（R 70 % + B 30 %, LED）及FL（作為控制組）；光子量、光週期和溫度（明/暗）分別為400 μmol/m2/s、20 hr及 28/25℃，結果顯示在RGB處理下與控制組相比能促進其生物質量、葉片數量、可溶性醣類含量和總多酚類含量增加。此外，RGB處理組也會降低植株的硝酸鹽含量。在白菜炭疽病之發生的研究條件，除了光週期改為16 hr外，其他則在相似的光源配比處理下，在RGB處理組下亦能有效低降低菌絲生長和植株炭疽病的罹病率。三種花色品系之蘭花的研究，光源處理以8R2B、7R3B、6R4B及FL（作為控制組）；生長期光子通量、光週期和溫度（明/暗）為100與120μmol/m2/s、12 hr及31/28℃；在抽梗開花期，則僅光週期和溫度（明/暗）作調整為8 hr及25/18℃；結果顯示三種花色品系之蘭花生長在光子量為設定120μmol/m2/s下，在所有光源處理組相比，僅控制組葉長與葉寬的成長率均達到20 %以上，葉數的成長率亦可達到75 %以上。在光子量為100μmol/m2/s之7R3B處理組下，其花梗長度最長，而且抽梗率及開花率亦是最高。對於花苞數量而言，所有光源處理組相比，在光子量為120μmol/m2/s，控制組的花苞數量最多，達到7.73顆。
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本篇研究目的在利用蒸氣蒸餾法（SD）、減壓蒸氣蒸餾法（VSD）及超音波輔助萃取法（UAE）來提煉白千層（Melaleuca leucadendra）之活性成分，再測試萃取物之抗菌及抗氧化功效，並與其化學成分進行比較。精油之成分分析使用氣相層析儀（GC）來檢測；抗菌試驗使用紙錠擴散法（disk-diffusion method）來計算抑菌圈直徑大小，再進一步測定最小抑菌濃度（MIC）、最小殺菌濃度（MBC）；抗氧化試驗採用總多酚含量測定、總黃酮含量測定、清除DPPH自由基能力及還原力測試。主要成分以1,8-cineole的含量最多，其次為limonene、α-pinene及α-terpineol，其減壓蒸氣蒸餾法萃出的α-terpineol含量較常壓蒸氣蒸餾法來得多。精油大部分的主成分對S. aureus及B. subtilis的抗菌活性較佳；而對X. sacchari僅1,8-cineole及α-terpineol具有抗菌活性。減壓蒸氣蒸餾法萃取出的白千層精油，藉由抗菌試驗可得知精油具有極佳的抗菌活性，可以有效的抑制S. aureus、B. subtilis及X. sacchari的生長。總多酚及總黃酮含量多寡之順序為：葉部乙醇粗萃物 > 枝部乙醇粗萃物 > VSD法精油 > SD法精油，清除DPPH自由基能力最佳者為葉部乙醇粗萃物，強弱依序為葉部乙醇粗萃物 > 枝部乙醇粗萃物 > VSD法精油 > SD法精油，清除DPPH自由基之IC50值和總多酚含量呈現負相關之關係。枝部乙醇粗萃物的還原力約為葉部的兩倍；而乙醇粗萃物的還原力優於精油。綜觀研究結果，白千層精油有較好的抗菌效果，其乙醇粗萃物有較佳的抗氧化能力，且較人工試劑的毒性來得低，所以具有商品化之潛力。
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芝麻油與苦茶油在台灣地區被推崇為健康油脂，主要是因為芝麻油的抗氧化活性高，以及苦茶油的多元不飽和脂肪含量高等因素，然而對於種子油體中的二次代謝物則尚無完整的研究報導。故本研究選定芝麻、油茶及短柱山茶種子，進行其中所具有的二次代謝物之純化與鑑定，希望可以解析種子發芽與生長過程的機制、訊息傳遞，進而了解這些化學成分的生理活性。本研究由芝麻（Sesamum indicum）種子油體之甲醇粗萃物鑑定得到15個化合物，油茶（Camellia oleifera）種子油體之甲醇粗萃物鑑定得到8個化合物，短柱山茶（C. brevistyla）種子油體之甲醇粗萃物鑑定得到4個化合物，另外從油茶種皮之甲醇粗萃物水分畫層鑑定得到7個化合物。所鑑定得到的部分化合物，已有文獻報導其具有抗氧化與抗發炎的生理活性，顯示芝麻油與苦茶油未來具有開發成為保健食品的潛力。
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本實驗研究為廢棄物硝酸鉀的純化， 試驗原理利用硝酸鉀內鉀鈉結晶溫度上不同，加上客製化多點溫控設備控制其結晶使硝酸鉀內鈉離子濃度降低，進而獲得高純度硝酸鉀供其後續利用，在玻璃應用方面主要是應用於化學強化部分，使玻璃增加其耐壓力及耐碰撞力，經過化學強化處理後的玻璃在後續的加工過程有著更好的基礎。玻璃硬化製程工業級廢棄硝酸鉀純化方法:其步驟如下: 1)在純化加熱爐中加入粉末狀的廢棄硝酸鉀; 2)將其放入後加熱使其形成熔融液體; 3)將熔融液體採取恆溫處理一段時間; 4)一段時間後，採取連續性降溫處理使其達到分離目標; 5)分離後，將低純度廢棄硝酸鉀洩漏出來，欲回收之高純度硝酸鉀結晶固體使其繼續利用;廢棄硝酸鉀純化後，其純度約可由0.6％左右降至0.22％左右，回收率約75％左右，其可供玻璃化學強化利用，藉由此循環純化作用，可使化學強化玻璃製程中有效降低生產成本，而本實驗研究技術過程方法容易，操作簡單方便，易於推廣實施利用。
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蘆筍屬天門冬科，天門冬屬之多年生草本植物，又名石刁柏。因其具有極高營養成分，如：安素百樂素、皂苷、蘆丁、硒元素等物質，故世界各國都將其視為高級食材；聯合國食品法典委員會更推薦為高抗氧化食物前三名。蘆筍除了嫩筍可食用外，其根系、枝葉都各具有其機能性，都可加工利用，可說是全株皆具產業價值。 蘆筍真葉接近退化，行光合作用的是擬葉，成針狀，細而長；就多年來統計觀察，在簡易設施內，一旦氣候變異，日照光強度不足，尤其是陰雨天，只要連續3天以上就可減少20%產量；若連續7天以上則產量更驟降30%以上，品質等級亦降低1~2級，整體產值嚴重時則降為正常值1/4。因此本文擬探討光強度對蘆筍產量影響，主要為利用LED光補償技術投入來確認是否可減少產量損失，並提高產品商業價值。結果顯示處理白光/自然光可增加之重量3.1%，藍光/自然光可增加之重量9.9%；紅光/自然光可增加之重量10.2%；紅藍光/自然光則可增加之重量15.1%。綜合資料顯示增加光照與強度，可增加蘆筍產量。