【摘 要】
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黑豆营养丰富,且具有多种功能特性,这与其富含大量的多酚物质密切相关。热处理是黑豆食用前必要的加工过程,但加工会使多酚遭到破环或使其发生转化,从而对其功能活性产生影响;除加工外,胃、肠消化过程中消化酶及酸性环境对多酚也同样具有重要影响,其在胃肠道的消化吸收率也直接导致其功能作用发挥的程度。而目前,热加工对多酚类物质的影响尚不清晰,熟制黑豆再经胃肠道消化后其多酚类物质的消化吸收程度以及种类、含量的变化
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黑豆营养丰富,且具有多种功能特性,这与其富含大量的多酚物质密切相关。热处理是黑豆食用前必要的加工过程,但加工会使多酚遭到破环或使其发生转化,从而对其功能活性产生影响;除加工外,胃、肠消化过程中消化酶及酸性环境对多酚也同样具有重要影响,其在胃肠道的消化吸收率也直接导致其功能作用发挥的程度。而目前,热加工对多酚类物质的影响尚不清晰,熟制黑豆再经胃肠道消化后其多酚类物质的消化吸收程度以及种类、含量的变化鲜有报道,而以上条件对黑豆中多酚类物质的变化及其对功能活性的发挥具有重要的影响。故本研究以黑豆为原料,基于UHPLC-QE-MS代谢组学平台及多元统计分析方法明确煮制、常压蒸制、高压蒸制三种加工方式下多酚种类以及含量的变化;明晰不同加工方式对黑豆多酚影响的差异;以及不同加工方式熟制后,胃、肠道消化对多酚物质的影响,探讨加工及消化过程对黑豆多酚类物质影响的变化规律。主要研究结果如下:(1)探究煮制、常压蒸制、高压蒸制三种加工后黑豆多酚类物质的变化,加工前后的黑豆共定性出98个多酚类代谢物。煮制黑豆独有多酚类物质3个,生黑豆与煮制间共筛选出47个多酚类差异代谢物;从代谢物含量的角度来看,煮制后有31个多酚类物质含量降低,主要为黄酮类及酚酸类物质;有16个多酚类物质到的含量升高,主要为异黄酮类物质。常压蒸制黑豆与生黑豆相比,具有6’’-O-Malonylwistin和川陈皮素2个独有多酚类物质,共筛选出57个多酚类差异代谢物;蒸制后有31个多酚类物质含量升高,其中多为异黄酮类和黄酮类物质;有26个多酚类物质含量降低,其中木犀草甘、三叶苷等黄酮类物质损失较为严重,但整体上常压蒸制加工对生黑豆多酚类物质含量的提升起到了积极作用。高压蒸制黑豆与生黑豆相比,高压蒸制黑豆样本独有代谢物2个,生黑豆独有多酚类物质1个,共筛选出47个多酚类差异代谢物,高压蒸制后生黑豆样本中有21个多酚类代谢含量降低,其中多为黄酮类物质及其衍生物,也包含少量的异黄酮类物质和木脂素类物质;有26个多酚类代谢物含量升高,多为异黄酮类物质及其衍生物、以及部分酚酸类物质和花青素类物质。说明加工对黑豆多酚的种类及含量具有显著影响,且黄酮类物质及其衍生物会减少,而异黄酮类物质会增多。(2)探究三种不同加工方式对黑豆多酚影响的差异。常压蒸制与高压蒸制相比,常压蒸制黑豆独有多酚类物质2个,共筛选出25个多酚类差异代谢物;其中8种多酚类物质含量高于高压蒸制,有17个多酚类物质的含量低于高压蒸制黑豆,这些物质多为酚酸类物质、异黄酮类物质及其衍生物以及少部分的花青素类物质,说明高压有利于多酚物质含量的提升。常压蒸制样本与煮制样本对比,煮制样本独有多酚类物质2个,常压蒸制样本独有多酚类物质7个,多数为酚类物质和黄酮类物质,共筛选出33个多酚类差异代谢物;从代谢物含量的角度来看,常压蒸制黑豆中有31个多酚类物质含量高于煮制黑豆,这些物质主要为黄酮类物质及其衍生物和酚酸类物质;仅有2个多酚类物质的含量低于煮制黑豆样本。说明加工过程中水分含量对多酚物质具有影响,且含量越少越有利于多酚类物质含量的保持。(3)体外模拟消化实验结果显示,加工前后的黑豆样本经体外模拟消化后共定性出106个多酚类代谢物。煮制样本消化前后对比发现,煮制黑豆独有多酚类物质6个,而消化后的煮制黑豆中独有的多酚类物质为13个,共筛选出32个多酚类差异代谢物;消化后20个多酚类物质(主要为异黄酮类物质以及酚酸类物质)的含量降低,12个多酚类物质(多数为酚类物质)的含量升高。常压蒸制样本消化前后对比,常压蒸制黑豆独有多酚类物质3个,常压蒸制黑豆消化后独有多酚类物质10个,共筛选出37个多酚类差异代谢物;消化后有33个多酚类物质的含量降低,多数为黄酮类物质和异黄酮类物质,变化倍数均较高;有4个代谢物含量增加,但倍性变化在0.11-0.75之间。高压蒸制黑豆样本消化前后对比,共筛选出29个多酚类物质消化后,有13个多酚类物质(多数为酚类物质、苯丙素类物质以及木脂素类物质)的含量升高,有16个多酚类物质(主要为黄酮类物质)含量明显下降。研究发现消化过程对多酚类物质含量影响极大,经消化后黑豆种异黄酮、黄酮及酚酸类物质含量显著变低,而消化后酚类物质含量略有增加。综上所述,基于代谢组学技术可对黑豆及加工黑豆中的多酚物质进行定性、定量分析,不同加工处理,对多酚含量的保持具有不同的影响,消化吸收过程对多酚组成及含量具有较强影响。此研究可将不同加工方式处理后的黑豆多酚种类、含量及其消化程度间的影响进行可视化,可为探究黑豆最佳熟制方式提供理论参考,为多酚类功能性成分在消化过程中的变化提供基础数据,为多酚物质的生物活性最大化维持提供理论支撑。
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