竹取物在食品品質(zhì)改良及風險控制中的應用基礎研究

竹取物在食品品質(zhì)改良及風險控制中的應用基礎研究我國素有“竹子王國”之稱,竹類資源豐富,竹林面積廣闊,竹文化源遠流長,來自竹林的眾多產(chǎn)品具有悠久的食用和藥用歷史。竹取物(ExtractofBamboo)是指運用中藥現(xiàn)代化技術(shù)和手段,從竹子不同部位獲得的具有多種生理和藥理活性的植物次生代謝產(chǎn)物(又稱竹子化學素),包括竹葉黃酮、竹葉抗氧化物、竹茹三萜、竹筍甾醇、竹筍ACE抑制肽、竹子多糖等等。竹葉抗氧化物(AntioxidantofBambooLeaves,AOB),取自剛竹屬(PhyllostachysSieb.etZucc.)竹葉的酚性部位,于2004年被批準列入《中華人民共和國食品添加劑使用衛(wèi)生標準》(GB2760-2011)。有效成分主要為黃酮和酚酸類化合物,除了具有良好的抗汕脂氧化性能外,同時具有卓越的抑制熱加工食品中內(nèi)源性化學污染物(丙烯酰胺,俗稱丙毒)形成的能力。竹青素(GreenBambooExtract,GBE),以剛竹屬竹子為原料,采用專利技術(shù)萃取竹子不同部分的有效成分,集竹葉多酚、竹茹多糖和竹筍多肽于一體,是一種生物抗氧化劑、脂代謝調(diào)節(jié)劑和免疫功能增強劑,內(nèi)含豐富的植物次生代謝產(chǎn)物,主要包括黃酮、酚酸、多糖、三萜、內(nèi)酯、蒽醌、氨基酸、多肽以及礦質(zhì)元素等,具有作為天然物飼料添加劑研究開發(fā)和牛產(chǎn)應用的巨大潛力。本學位論文重點研究：1)AOB同時作為食品抗氧化劑和丙烯酰胺抑制劑在曲奇(種高油、高糖、高蛋白的酥性餅十)加工中的應用；2)GBE作為天然物飼料添加劑對養(yǎng)殖大黃魚食用品質(zhì)的改善和食用安全性的提高,以期為竹取物在食品和飼料行業(yè)的應用提供理論依據(jù)和實踐指導?，F(xiàn)將主要研究成果歸納如下：1、總黃酮含量測定是竹取物制劑質(zhì)量控制的關(guān)鍵點之一。硝酸鋁-亞硝酸鈉可見分光光度法是目前用于測定植物提取物及其制品中總黃酮含量的最常用方法,通常以蘆丁作為標準品,在510nm波長下進行測定。由于比色分析的十擾因素多,測定誤差大,同時,竹葉及其提取物中基本上不含蘆丁,故采用傳統(tǒng)的總黃酮測定方法(硝酸鋁-亞硝酸鈉可見分光光度法)來標化竹葉提取物的質(zhì)量存在一定的缺陷。本文首次建立了以異葒草苷(竹葉中最主要的一種黃酮類化合物)為標準品的紫外分光光度法,并與傳統(tǒng)方法進行比較。利用聚酰胺吸附-解析凈化處理竹葉提取物試樣后,選擇在340nm的紫外波長下、以異葒草苷作為標準品直接進行測定。方法學論證顯示,該方法簡捷、準確、靈敏度高、結(jié)果可靠,比傳統(tǒng)硝酸鋁-亞硝酸鈉可見分光光度法更適用于竹葉提取物及其相關(guān)產(chǎn)品中總黃酮含量的測定。2、利用正交試驗優(yōu)化了微波提取竹葉總黃酮的工藝參數(shù)。通過極差分析確定了對黃酮提取率影響較大的因素依次為：乙醇濃度>微波功率>料液比>微波處理時間；方差分析顯示,乙醇濃度、料液比和微波功率對黃酮提取率的影響極顯著(p<0.01),微波處理時間的影響顯著(p<0.05)。采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)(提取液乙醇濃度12.5%,料液比1：12,微波處理時間4.5mmin,微波功率900W),竹葉總黃酮的提取率為83.23%。研究表明,對比傳統(tǒng)的熱回流工藝,微波提取竹葉黃酮的效率明顯提升,溶劑消耗少,加熱時間短,有利于節(jié)能降耗、保護環(huán)境、提高效益,為規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)支持。3、將食品添加劑AOB應用于曲奇加工,可有效降低制品中丙烯酰胺的含量。結(jié)合體外抗氧化體系(DPPH和ABTS體系)評價發(fā)現(xiàn),不同加工方法和制劑精度的AOB的抗氧化活性與其總黃酮含量成顯著正相關(guān)。采用大孔樹脂吸附-解析得到的AOB制劑,雖然總黃酮含量和抗氧化活性都高于采用有機溶劑液-液萃取精制得到的AOB制劑,但其對曲奇中丙稀酰胺形成的抑制效果卻明顯低于后者。研究發(fā)現(xiàn),熱加工食品中丙烯酰胺的抑制效果并非單純依賴于AOB制劑的總黃酮含量,也不能僅用抗氧化能力的強弱來推斷,AOB中所含的其他有效成分物質(zhì)(如酚酸等)也是丙烯酰胺抑制的重要因素。用DPPH法,對曲奇進行抗氧化性能測定,發(fā)現(xiàn)添加AOB抑制丙烯酰胺形成的同時,產(chǎn)品體系的抗氧化性也隨之降低,表明AOB在一定程度上對美拉德反應產(chǎn)生了影響,可能導致具有抗氧化活性的類黑精物質(zhì)形成減少。研究比較了五種不同的食.品品抗氧化劑對曲奇丙烯酰胺形成的抑制效果,同時結(jié)合產(chǎn)品的感官評定,發(fā)現(xiàn)配料中添加0.2g/kg的AOB或0.1g/kgVE的均能取得理想效果,抑制率分別可達63.9%和71.2%,且能有效保持曲奇的感官品質(zhì)。表明,AOB作為抗氧化和丙毒抑制的多功能食品添加劑在焙烤食品中具有廣闊的應用前景。4、海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖試驗表明,將GBE應用于大黃魚的人工養(yǎng)殖,可激活大黃魚的脂質(zhì)代謝,增強魚體免疫力和抗應激能力,顯著改善品質(zhì),并提高食用安全性。采用添加0.3%GBE的新型生態(tài)環(huán)保飼料(大黃魚圈價膨化顆粒飼料,記作0#料)飼喂大黃魚,與傳統(tǒng)冰鮮喂養(yǎng)的大黃魚及野生大黃魚進行比較分析。飼喂6個月后,試驗組大黃魚的肝臟、腹肌、背肌中的脂肪含量均較冰鮮對照組顯著減少,肝體比降低,脂肪肝癥狀緩解；魚體脂肪酸組成中多不飽和脂肪酸(特別是亞汕酸、亞麻酸)含量增加。感官評價試驗表明,試驗組魚品在風味、肉質(zhì)、口感上與野生大黃魚相似,相比傳統(tǒng)冰鮮喂養(yǎng)的大黃魚,品質(zhì)大幅度提高。電鏡觀察表明,試驗組大黃魚肌肉中脂肪明顯減少,膠原和線粒體豐富,肌絲條紋更接近野生大黃魚。并且,用強化GBE的全價飼料代替冰鮮喂養(yǎng),大大提高了養(yǎng)殖對象的免疫能力,增強了抗病性。同時,分析檢測還表明,添加GBE的試驗組成魚體內(nèi)積累的化學污染物(二噁英、多氯聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯)的含量相比野生大黃魚有所降低,食用安全性提高。5、在上述探索性試驗的基礎上,進一步優(yōu)化GBE中來自竹子不同部位的植物化學素(竹葉提取物、竹茹提取物和竹筍提取物)的配比,加工成三種GBE添加量均為0.3%的大黃魚全價膨化顆粒飼料,分別記作1“料、2“料和3#料,同時設置0.1%蝦青素含量的陽性對照組、傳統(tǒng)冰鮮喂養(yǎng)對照組及原GBE配方的0#料組,同步進行標準海水網(wǎng)箱的養(yǎng)殖對比試驗。結(jié)果表明,1#和2“料在降低肌肉脂肪和肝臟脂肪含量方面均優(yōu)于0#料,綜合養(yǎng)殖效果接近甚至優(yōu)于蝦青素陽性對照。檢測大黃魚肝臟中脂聯(lián)素的水平,表明蝦青素組、1“料和2#料組飼養(yǎng)的大黃魚肝臟脂聯(lián)素水平升高,表明脂質(zhì)代謝能力增強。同時,強化GBE的大黃魚全價配合飼料能有效提升大黃魚體內(nèi)抗氧化酶(CAT和SOD)的活性,并顯著降低脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)的水平,減輕肝臟損傷。感官評價試驗證明,1#和2“試驗組魚肉的風味和口感極大地超越了傳統(tǒng)冰鮮喂養(yǎng)的大黃魚。魚肉氨基酸組成分析結(jié)果顯示,食用品質(zhì)的提升與魚肉中呈味氨基酸總量的增