菠萝蜜膳食纤维中结合多酚的提取工艺优化及其消化酵解特性的研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jsj19871027
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菠萝蜜由于其独特的风味和口感以及含有丰富的营养物质广受消费者的喜爱。多酚由于具有降低胆固醇、减少心脑血管疾病、抑制肿瘤等生理作用,在众多营养物质中备受关注。结合多酚主要与膳食纤维(DF)通过共价键的形式结合,可以采用碱,酸,酶法等方式将结合多酚释放出来,DF在胃肠中不能被消化利用,消化后的富含结合多酚的DF残渣到达结肠后被微生物和微生物酶破坏共价键从而释放出结合多酚,游离在系统中的结合多酚被人体吸收或者被微生物分解代谢用于自身生长。目前,对于菠萝蜜膳食纤维(JDF)中的结合多酚鲜有研究报道。因此,本课题以菠萝蜜果肉冻干粉为原料制备富含结合多酚的DF,采用碱水解,酸水解,酶水解三种方式优化提取结合多酚,然后通过超高效液相串联飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)技术对水解提取物组分进行鉴定,探究结合多酚抗氧化性,比较分析三种水解提取物的总酚含量,组分和抗氧化活性,得到提取JDF中结合多酚最佳的工艺;通过体外胃肠消化和结肠酵解模型研究消化三个阶段(口腔,胃,小肠)和发酵不同时间点(1-48 h)提取液的总酚含量,组成成分和抗氧化活性以及对结肠微生态的影响。该研究结果为从JDF中释放抗氧化结合多酚提供了的有效的方法,为深入研究JDF消化酵解特性提供实验依据。主要研究结果如下:(1)以菠萝蜜果肉冻干粉为原料制备的DF,响应面实验以总酚含量为指标,选取浓度,液固比,处理时间三个因素,采用碱水解,酸水解,酶水解三种方法优化提取JDF中的结合多酚,根据回归模型优化得出的三种水解方法最佳提取工艺分别如下:碱水解中,碱浓度为8 M,液固比为20 m L/g,处理时间为4 h,此时,总酚含量为64.9 mg GAE/10 g DM;酸水解中,酸浓度为9%,液固比为20 m L/g,处理时间为4 h,此时,总酚含量为21.8 mg GAE/10 g DM;酶水解中,酶浓度为2.4 mg/m L,液固比为20 m L/g,处理时间为90 min,此时,总酚含量为25.0 mg GAE/10 g DM。因此,碱水解条件为有效地提取JDF中的结合多酚的最佳工艺条件。(2)利用UPLC-QTOF-MS/MS技术对三种方法优化提取物中的结合多酚组分进行初步鉴定,碱水解提取物中结合多酚鉴定出17种(4种酚酸和13种类黄酮),酸法和酶法提取物中分别鉴定出两种结合多酚。通过ABTS自由基,氧自由基和过氧自由基清除能力测定评估三种水解提取物的抗氧化活性,结果表明,碱法提取物的自由基清除能力显著高于酸法和酶法提取物的(p<0.05)。综上所述,碱水解提取物中的结合多酚比酸水解和酶水解提取物中的具有更多的种类和更高的抗氧化活性。进一步表明碱水解为提取JDF中的结合多酚更有效的方法。(3)JDF在体外消化三个阶段(口腔,胃,小肠)提取物的总酚含量,多酚种类和抗氧化活性显著低于碱法,酸法和酶法提取物中的(p<0.01)。小肠阶段总酚含量最多(3.53 mg GAE/10 g DM),其次是口腔阶段(2.48 mg GAE/10 g DM)),胃阶段总酚含量最少(1.70 mg GAE/10 g DM),口腔,胃,小肠阶段都只鉴定出2种结合多酚,消化各阶段抗氧化活性与各阶段的总酚含量呈现相似的趋势。(4)不同的发酵时间点(1-48 h)提取物总酚含量先降后显著提高最终趋于稳定(p<0.05),微生物适应新环境后,结合多酚与DF之间的共价键被微生物和微生物酶破坏,大量结合多酚被释放到体系中,总酚含量增加,但同时释放的酚类会被微生物降解用于自身生长,从而导致总酚含量减少。不同发酵时间点总共鉴定出约20种结合多酚和代谢产物,对主要的酚类物质进行了定量,在此基础上提出了没食子酸,原儿茶酸和柚皮苷可能的代谢途径。发酵提取物的抗氧化活性和CAA值与总酚含量呈现相似的趋势。通过微生物的群落结构的研究,表明结合多酚及其代谢产物能够促进双歧杆菌等有益菌的生长,在维持人类结肠中有益细菌和致病细菌之间的平衡中起重要作用。
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