大豆降脂成分的营养特性及其作为载体输送类黄酮潜力研究

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低温豆粕是大豆榨油的副产物,富含具有降脂活性的大豆蛋白、低聚糖和多糖,是开发降脂活性植物基健康食品的优质原料。然而,传统大豆蛋白、低聚糖和多糖的提取以多阶段、多步法为主,往往聚焦于单一成分,涉及多种试剂添加、去除、耗时长、效率低且工艺复杂,全利用、共提取的策略少。另外,大豆乳清蛋白中含有抗营养因子,传统技术难以兼顾大豆蛋白全利用、抗营养因子含量少的需求;况且大豆低聚糖、多糖对大豆蛋白营养、功能特性的影响未有系统研究。本研究旨在优选实现大豆降脂成分高效共提取的新型提取技术,阐释大豆低聚糖、多糖对蛋白营养、功能特性的影响,探索大豆降脂成分作为类黄酮载体的可行性,拓展其应用范畴。为新型植物基健康食品配料的设计、开发提供新思路。主要研究结果如下:(1)采用高压均质、高温、植物水解酶和Alcalase酶解处理制备16种大豆降脂成分(SE),对其蛋白和可溶性糖提取率、功能特性、抗营养因子活性和体外降脂活性进行系统评价,基于Spearman相关性分析明确SE关键降脂成分。结果表明:所有SE均以蛋白为主(>46.7%),含有多糖(10.4-27.8%)和低聚糖(12.5-17.6%)组分。传统方式制备的SE,蛋白和可溶性糖提取率不高、功能特性良好、体外降脂活性强,凝集素和胰蛋白酶因子含量高;高压均质处理制备的SE,蛋白和可溶性糖提取率高、功能特性不突出、体外降脂活性不突出、凝集素和胰蛋白酶抑制因子含量较高。高温处理制备的SE,蛋白和可溶性糖提取率高、功能特性良好、体外降脂活性不突出、凝集素和胰蛋白酶因子含量低;植物水解酶处理制备的SE,蛋白和可溶性糖提取率不高、功能特性良好、体外降脂活性高、凝集素含量低、胰蛋白酶抑制因子含量高。Alcalase酶解处理制备的SE,可溶性糖提取率高、功能特性良好、体外降脂活性较差、凝集素和胰蛋白酶抑制因子含量较高。因此,采用高温处理和植物水解酶处理是制备功能特性和营养特性俱佳的SE共提取策略。相关性分析表明SE中抗消化蛋白对其胰脂肪酶抑制活性和胆固醇胶束溶解度抑制活性起关键作用。(2)基于UPLC-MS/MS技术对3类SE经体外模拟胃肠消化和结肠发酵后进行多肽组成和代谢谱分析,验证SE的营养特性。结果表明:在胃肠消化过程中,高温处理制备的SE更易释放分子量小于500 Da的肽;传统技术制备的大豆降脂成分、经果胶酶处理制备SE更易释放分子量在700-2700 Da之间的多肽,与大豆分离蛋白(SPI)的胃肠消化特性相似。在结肠发酵过程中,SE较SPI释放更多生物活性肽(ACE和DPP-Ⅳ抑制肽);SE中低聚糖和多糖促进有机酸释放,并通过促进色氨酸代谢和亚油酸代谢产生吲哚丙烯酸、吲哚乳酸和亚油酸,对降低肠道的渗透性、调节粘膜的稳态、改善肠道屏障完整性有积极作用,还能通过抑制次级胆汁酸和胺类蛋白质腐败产物的生成有效提升大豆蛋白的营养品质,促进机体健康。(3)优化了pH驱动法构建SE-高良姜素输送体系的工艺参数,评价了3类SE对高良姜素载荷能力,在模拟食品加工贮藏条件下评价了输送体系稳定性,通过体外模拟胃肠消化模型评价了SE输送体系提高高良姜素生物可及率的效果,最后利用傅立叶红外光谱、X-射线晶体衍射光谱和透射电镜图阐释pH驱动法构建SE输送类黄酮体系的潜在机制。结果表明:SE输送高良姜素体系最优制备条件是:SE浓度为40 mg/m L、高良姜素添加量为SE的1%、复合时间为5 min。SE输送高良姜素体系具有良好的贮藏稳定性、热稳定性、钠离子稳定性和重分散性,SE输送体系中高良姜素的生物可及率比游离高良姜素提高了240%。利用pH驱动法成功构建高蛋白含量SE输送类黄酮体系的潜在机制在于:在极端碱性条件下,大豆蛋白β-折叠含量降低、无规则卷曲含量增加,蛋白结构展开、亚基解离,暴露更多的疏水区域,溶解的高良姜素与蛋白的疏水基团通过疏水作用结合,高良姜素从游离态转变成结合态,在pH回调中性时蛋白亚基再折叠并重新聚集,与高良姜素形成新的纳米级球形颗粒。与SPI相比,SE与高良姜素形成的纳米颗粒粒径更小(<100 nm),采用高温处理技术、果胶酶处理技术制备的SE能与高良姜素形成尺寸更小、均一性更佳的球形纳米颗粒。
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