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抗疲劳功能因子的评价与核桃功能饮料的开发

王嘉佳  
【摘要】:近年来,疲劳成为危害人类健康的重要因素,引起人们广泛的关注。筛选安全有效的抗疲劳活性成分,设计与开发抗疲劳产品符合当前市场需求,对人类健康有十分重要的意义。本研究以核桃乳为基料,通过对抗疲劳功能性因子的筛选及抗疲劳性的评价,旨在开发一种新型功能性食品—抗疲劳核桃功能饮料,通过体内体外相结合的方式来检验和评价抗疲劳效果,体外运用抗氧化作为判断抗疲劳效果的依据,体内通过运动试验建立动物疲劳模型,进而开展相应生理生化指标测定。以期获得有良好抗疲劳效果的核桃功能饮料。主要研究内容及结果如下:首先,采用单因素、正交及响应面试验对基础核桃乳的制备工艺配方及复合稳定剂配方进行了优化。以核桃乳感官评价为指标,以料液比、蔗糖添量、磨浆时间、均质时间为实验因素,利用单因素及正交实验,优化得到核桃乳最优制备工艺及配方为:料液比为1:20,蔗糖添量为6%,磨浆时间为20min,均质时间为15min,在该试验条件下的核桃乳口感细腻爽滑,甜度适中,体系稳定。接着研究了不同添加量的乳化剂和稳定剂对核桃乳平均粒径、乳化稳定性及沉淀率的影响,以核桃乳稳定性综合评分为指标,通过响应面优化实验得到核桃乳复配稳定剂的配方为:单甘脂添加量为0.12%,蔗糖酯添加量为0.15%,黄原胶添加量为0.05%,海藻酸钠添加量为0.05%,使用该复合稳定剂制备的核桃乳平均粒径小,乳化稳定性、沉淀率整体水平低,体系稳定。其次,通过体外抗氧化试验,对不同分子量核桃多肽、核桃蛋白及五种外源性功能性因子进行了筛选。研究通过碱溶酸沉法从核桃粕中提取出核桃蛋白;通过酶解法制备核桃多肽,利用透析袋分离出不同分子量的核桃多肽,并通过HPLC法测定了氨基酸组成;通过对ABTS~+·、DPPH·、·OH的清除能力及还原力的测定几个方面,综合评价了多种功能性因子的体外抗氧化能力。结果表明:不同分子量的核桃多肽均含有18种氨基酸,但各氨基酸含量不尽相同,其中天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸和精氨酸是主要组成氨基酸;不同分子量核桃多肽及核桃蛋白均具有良好的抗氧化效果,并且与剂量成依赖关系,其中0~1000Da核桃多肽的抗氧化能力最强,对清除ABTS~+·、DPPH·、·OH及还原力的IC_(50)值分别为0.632mg/mL,0.340mg/mL,0.490mg/mL,3.51mg/mL;五种外源性功能因子均具有较好的体外抗氧化能力,其中茶多酚最强,牛磺酸次之,对清除ABTS~+·、DPPH·、·OH及还原力的IC_(50)值分别为0.094mg/mL和0.290mg/mL,0.251mg/mL和0.684mg/mL,0.393mg/mL和1.142mg/mL,0.838mg/mL和0.652mg/mL。第三,通过构建小鼠运动性疲劳模型、空场实验及血清、骨骼肌和肝脏中生理生化指标的测定,对多种功能性因子进行了抗疲劳性评价。研究通过爬杆实验,悬挂实验,游泳实验,负重游泳实验等运动性实验及空场实验评价了多种功能因子对小鼠运动耐量及疲劳表现的影响;通过测定小鼠血清、肝脏或骨骼肌中乳酸、肝糖原、肌糖原、尿素氮等生理生化指标变化评价多种功能因子的抗疲劳效果;通过测定血清、骨骼肌和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶活(GSH-PX)、过氧化氢酶活力(CAT)、超氧化物歧化酶活力(SOD)及丙二醛(MDA)的含量分析多种功能因子的体内抗氧化活性。研究结果表明:核桃多肽、核桃蛋白、大豆肽及五种外源性抗疲劳因子均能在一定程度上提高小鼠的运动耐力,有一定的抗疲劳效果,其中核桃多肽、L-肉碱及牛磺酸的效果更为显著。空场实验结果表明,几种抗疲劳因子均能在一定程度上提高小鼠对陌生环境的探索能力、自主活动能力及适应能力,缓解焦躁紧张情绪,其中核桃多肽、L-肉碱及牛磺酸的效果更为显著。疲劳生理生化指标测定结果显示,几种抗疲劳因子均能增强乳酸的有氧代谢活动,降低血清和骨骼肌中乳酸含量,提高肝糖原和肌糖原含量,有效清除血清尿素氮的累积,其中核桃多肽、L-肉碱及牛磺酸的效果更为显著,抗疲劳效果更好。抗氧化生理生化指标测定结果显示,核桃蛋白,核桃多肽,大豆多肽均可降低小鼠剧烈运动后血清及脏器中MDA的含量,加速MDA的及时清除,避免机体产生氧化损伤。血清,骨骼肌与肝脏中WEP、WPP、SP各试验组与NC组比均有较强的GSH-PX酶活力,CAT酶活力及SOD酶活力,可以有效清除体内的活性氧自由基,其中WPP组抗氧化酶活力最强,总抗氧化能力最强,抗氧化效果最好。最后,将以上筛选出的抗氧化、抗疲劳效果较好的牛磺酸、L-肉碱及0~1000Da核桃多肽三种功能因子进行复配,通过单因素及响应面试验优化了抗疲劳核桃功能饮料制备工艺。实验结果表明,当牛磺酸:L-肉碱:核桃多肽为1:1:2时,对DPPH自由基的清楚效果最好,IC_(50)为38.68μg/mL。通过单因素及响应面实验筛选优化了牛磺酸、L-肉碱及核桃多肽复合抗疲劳核桃乳的制备工艺,得到抗疲劳核桃乳的配方为:料液比为1:20,蔗糖添量为6%,复合稳定剂的添加量为0.3%,抗疲劳因子的添加量为6g/L,在此条件下制备的核桃乳,口感细腻,香气浓郁,有较好的抗疲劳功效。


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