多酚稳定纳米硒在谷物制品中的应用研究

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本研究以阿魏酸(FA)、表没食子儿茶素没食子酸(EGCG)和单宁酸(TA)三种不同结构的多酚协同VC合成稳定纳米硒。实验结果发现单宁酸/VC合成稳定的纳米硒为100 nm团簇状组装颗粒。针对其这种独特形貌,论文首先对其结构、形成机制与体外稳定性进行了初步评估。随后对比了两种硒源——亚硒酸钠(Na2Se O3)与纳米硒(Se NPs)在发芽糙米营养强化过程中富硒机制及对发芽糙米理化性质的影响,并通过代谢组分析富硒发芽糙米生长过程差异代谢物和主要代谢途径。最后,将培育的富硒发芽糙米制粉,按照不同添加比例添加到面粉中制作富硒馒头,以期为制备功能化富硒米与富硒面制品提供理论参数。主要研究结果如下:(1)三种多酚与VC均能协同合成稳定橙红色的纳米硒,其中FA@Se NPs和EGCG@Se NPs为球型结构,硒元素占比分别为13.26%和30.65%,易聚集;TA@Se NPs为100 nm团簇状组装颗粒,硒含量占8.35%,TA与Se NPs的结合方式可能是形成Se-O键。通过离心、洗涤和重悬后TA@Se NPs可在中性环境下恢复较小粒径,TA@Se NPs还具有一定的耐盐、耐热和耐光照能力。(2)两种硒源培育的富硒发芽糙米GAGB含量先增加后减少,在发芽的第二天达到最大,且TA@Se NPs组大于Na2Se O3组,此时POD活力显著增加,随后发芽第三天SOD酶活力显著下降,这可能与糙米体内的氧化应激有关。糙米发芽溶胀过程的硒吸收要显著低于发芽过程,且对TA@Se NPs的吸收强于Na2Se O3。发芽糙米硒含量随硒源浓度增加而增大,硒源浓度25 mg/L时,纳米硒组硒含量为8.31±0.67 mg/kg亚硒酸钠组硒含量为11.74±1.13 mg/kg,但是此时过高的Na2Se O3浓度会显著降低糙米的发芽率,表现出毒性;随着硒浓度的增加,TA@Se NPs培育的富硒发芽糙米DPPH自由基清除率小于Na2Se O3组,但ABTS自由基清除率和总酚含量大于Na2Se O3组。糙米发芽过程的代谢组分析,共筛选出了80种显著差异性代谢物质,其中上调物质主要为:四萜类物质、溶血磷脂酰肌醇、甘油磷酸乙醇胺类物质等,下调的物质主要为D-山梨酸、甘油磷酸胆碱、β-龙胆二糖及乳糖等。对比两种硒源富硒发芽糙米的代谢组,共筛选出了27种显著差异性代谢物质,其中上调幅度较大的物质为:D-山梨酸、甘油磷酸胆碱、β-龙胆二糖,下调幅度较大的物质为:四萜类物质、溶血磷脂酰肌醇、甘油磷酸乙醇胺类物质。在代谢通路分析中,糙米发芽过程主要涉及的代谢通路为淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢和甘油磷脂代谢。利用纳米硒培育的富硒发芽糙米促进了淀粉和蔗糖代谢及半乳糖代谢这两个通路。(3)随着富硒发芽糙米粉添加量从5%增加至20%,面粉的峰值粘度、最低粘度、最终粘度、衰减值和回升值均显著降低;面团的吸水率、稳定时间、回升值和热胶稳定性降低,面团稳定时间先减小后增大,蛋白质弱化度逐渐增大;当添加量为15%和20%时,馒头切面出现较大的孔隙,且分布不均匀;馒头的色差值增大,比容在米粉添加量为20%时发生显著下降。蒸制后馒头硒含量分别为0.28±0.05、0.68±0.03、1.02±0.05和1.36±0.06 mg/kg,达到食品地方安全标准富硒食品硒含量的要求。馒头气味物质的种类基本不变,但一些等令人愉悦的香气成分,如异丁酸乙酯等的浓度有所增加。综合考虑馒头品质和硒含量的结果,研究认为当富硒发芽糙米粉添加量为5%时为最佳。
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