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莲子采后保鲜过程中酚酸的变化及莲房原花青素的研究

谢汝朋  
【摘要】:本论文基于莲子生产、储存和加工过程中易褐变、腐败、变质以及莲副产品-莲房资源长期得不到有效利用的迫切问题,研究莲子的保鲜方法和莲房原花青素结构、功能及其可能的应用。莲子保鲜主要研究了莲子在不同理化条件下的保鲜效果,以微生物、营养素、褐变水平、感官特性等因素作为考察指标,对莲子品质进行综合评价。用最优保鲜方法处理莲子,测定在不同储存时间下莲子酚酸种类和含量的变化,初步揭示酚苷和酚酸的氧化机理。莲房原花青素的研究主要探讨了莲房原花青素提取纯化及结构表征、体外抗氧化活性、对H202诱导人脐静脉内皮细胞氧化损伤的保护作用,及莲房原花青素低聚化在红酒陈化中的应用。主要研究结果如下:1.经单因素及优化组合实验得到效果最好的5个保鲜配方,其顺序为异抗坏血酸(0.25g/100 mL)+亚硫酸氢钠(0.25g/100 mL)组、异抗坏血酸(0.25 g/100mL)+苯甲酸(0.25g/100 mL)组、异抗坏血酸(0.5h/100 mL)组、亚硫酸氢钠(0.5h/100 mL)组和苯甲酸(0.5%g/100 mL)组,处理条件为:80℃热保鲜溶液浸泡3 min,自然风干表面水分,无菌包装保存。经这五种保鲜剂处理的莲子在褐变、微生物污染、质地和气味变化四个指标均显示出较理想的效果,可显著延长莲子保鲜期。2. HPLC-ESI-MS法鉴定出莲子中9种酚酸,它们分别是没食子酸、绿原酸、龙胆酸、咖啡酸、肉桂酸、p-香豆酸、阿魏酸、迷迭香酸和水杨酸。对照组总酚酸含量逐步降低,从新鲜莲子的62.91 mg/100 g下降到第10天28.09 mg/100 g,没食子酸含量在第5天(7.32±0.09 mg/100 g)起均比起始时(4.23±0.03 mg/100 g)高,而绿原酸、咖啡酸、和p-香豆酸则逐渐下降趋势,显同步变化规律,这些变化规律可能与其氧化酶活性有关。各处理组由于酶的失活和添加不同的化学物质,其酚酸显现不同变化规律。经异抗坏血酸、亚硫酸氢钠、苯甲酸及其组合保鲜处理的莲子总酚酸含量在不同时间点达到峰值,其含量远高于对照组起始的含量。变化较大的酚酸主要是没食子酸、绿原酸、p-香豆酸、阿魏酸,水杨酸和肉桂酸。苯甲酸处理的第2天,没食子酸、绿原酸、p-香豆酸和阿魏酸含量远高于新鲜莲子含量:没食子酸达到峰值(29.83±1.32 mg/100 g);亚硫酸氢钠处理的第10天,没食子酸(47.13±3.67 mg/100 g)和水杨酸(43.66±2.94 mg/100g)含量远高于新鲜莲子含量,并达到峰值;异抗坏血酸处理,没食子酸不断增加,到第10天达到远高于新鲜莲子含量的峰值(38.95±1.68 mg/100 g)。肉桂酸的含量则在不同的处理组均逐渐显著性下降。酚苷含量在储存的前两天基本上没有变化,而在第5天、第7天和第10天显著降低,表明酚苷可能分解成相应的酚酸。3.用70%丙酮溶液提取莲房原花青素,乙醚、三氯甲烷和乙酸乙酯萃取除杂,AB-8大孔树脂和Sephadex LH-20纯化,得到的原花青素纯度达到98.7%。通过HPLC-QTOF-MS方法检测莲房原花青素的组成,共检测出20种原花青素种类,均以儿茶素、表儿茶素、没食子儿茶素、表没食子儿茶素为组成单位,其二聚体为74.00+6.98%,三聚体为22.75±3.18%。4.用pH7.2的PBS溶液提取新鲜莲房PPO,经电泳分析得到其分子量约为31 KDa;经圆二色谱分析,其二级结构中α-螺旋为59%,β-折叠为4.3%,转角为14.1%,无规转曲为22.6%。莲PPO酶活最适温度为80℃,60-90℃酶活Q值大于0.02,显现较高活力;莲PPO可耐较高酒精浓度,在15%酒精浓度时,其相对酶活保持85.1%;莲PPO最适pH为9.0。5.莲房原花青素在FRAP、DPPH、ABTS、Fe2+/HO2O2四个体系中抗氧化能力均优于异抗坏血酸。莲房原花青素的总体抗氧化能力比山竹、山茶花原花青素(主要为以单体儿茶素/表儿茶素,二聚体和三聚体含量较低)强。6.用150μMH2O2处理人脐静脉内皮细胞24 h建立细胞损伤模型,莲房原花青素在10-200 mg/L浓度下,减弱了因H202引起的细胞脂质过氧化,显著减少了MDA生成量,显著增强了SOD和GSH-Px抗氧化酶类的活性,显著增加了NO的分泌量,显著减少了ET-1分泌量。7.莲PPO有效催化模拟红酒体系中莲房原花青素低聚化和氧化反应。模拟红酒体系中原花青素单体含量先升高后降低的特点,在0.5h(22.47%,p0.01)和1h时(24.23%,p0.01)显著升高(0 h为3.12%),但在2 h时开始下降降低(20.24%),5h和10h时其含量分别为16.35%和0%(p0.01)。二聚体的含量则呈现逐渐降低的趋势,从Oh的74.33%到10h的0%。三聚体显现先降低后升高的特点,在0.5 h时从初始的22.55%显著降低到7.13%(p0.01),但0.5 h后逐渐升高,到10h时其含量达到100%。随着催化时间的延长,原花青素聚合度增加,沉淀逐渐形成。催化10 h后的莲PPOα螺旋含量显著降低,无规卷曲和转角显著升高,表明莲PPO结构稳定性降低,易被酚类物质捕获形成蛋白-多酚结合物,从而失去催化活性。


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