竹取物在食品品质改良及风险控制中的应用基础研究

竹取物在食品品质改良及风险控制中的应用基础研究我国素有“竹子王国”之称,竹类资源丰富,竹林面积广阔,竹文化源远流长,来自竹林的众多产品具有悠久的食用和药用历史。竹取物(ExtractofBamboo)是指运用中药现代化技术和手段,从竹子不同部位获得的具有多种生理和药理活性的植物次生代谢产物(又称竹子化学素),包括竹叶黄酮、竹叶抗氧化物、竹茹三萜、竹笋甾醇、竹笋ACE抑制肽、竹子多糖等等。竹叶抗氧化物(AntioxidantofBambooLeaves,AOB),取自刚竹属(PhyllostachysSieb.etZucc.)竹叶的酚性部位,于2004年被批准列入《中华人民共和国食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2011)。有效成分主要为黄酮和酚酸类化合物,除了具有良好的抗汕脂氧化性能外,同时具有卓越的抑制热加工食品中内源性化学污染物(丙烯酰胺,俗称丙毒)形成的能力。竹青素(GreenBambooExtract,GBE),以刚竹属竹子为原料,采用专利技术萃取竹子不同部分的有效成分,集竹叶多酚、竹茹多糖和竹笋多肽于一体,是一种生物抗氧化剂、脂代谢调节剂和免疫功能增强剂,内含丰富的植物次生代谢产物,主要包括黄酮、酚酸、多糖、三萜、内酯、蒽醌、氨基酸、多肽以及矿质元素等,具有作为天然物饲料添加剂研究开发和牛产应用的巨大潜力。本学位论文重点研究：1)AOB同时作为食品抗氧化剂和丙烯酰胺抑制剂在曲奇(种高油、高糖、高蛋白的酥性饼十)加工中的应用；2)GBE作为天然物饲料添加剂对养殖大黄鱼食用品质的改善和食用安全性的提高,以期为竹取物在食品和饲料行业的应用提供理论依据和实践指导。现将主要研究成果归纳如下：1、总黄酮含量测定是竹取物制剂质量控制的关键点之一。硝酸铝-亚硝酸钠可见分光光度法是目前用于测定植物提取物及其制品中总黄酮含量的最常用方法,通常以芦丁作为标准品,在510nm波长下进行测定。由于比色分析的十扰因素多,测定误差大,同时,竹叶及其提取物中基本上不含芦丁,故采用传统的总黄酮测定方法(硝酸铝-亚硝酸钠可见分光光度法)来标化竹叶提取物的质量存在一定的缺陷。本文首次建立了以异荭草苷(竹叶中最主要的一种黄酮类化合物)为标准品的紫外分光光度法,并与传统方法进行比较。利用聚酰胺吸附-解析净化处理竹叶提取物试样后,选择在340nm的紫外波长下、以异荭草苷作为标准品直接进行测定。方法学论证显示,该方法简捷、准确、灵敏度高、结果可靠,比传统硝酸铝-亚硝酸钠可见分光光度法更适用于竹叶提取物及其相关产品中总黄酮含量的测定。2、利用正交试验优化了微波提取竹叶总黄酮的工艺参数。通过极差分析确定了对黄酮提取率影响较大的因素依次为：乙醇浓度>微波功率>料液比>微波处理时间；方差分析显示,乙醇浓度、料液比和微波功率对黄酮提取率的影响极显著(p<0.01),微波处理时间的影响显著(p<0.05)。采用优化后的工艺参数(提取液乙醇浓度12.5%,料液比1：12,微波处理时间4.5mmin,微波功率900W),竹叶总黄酮的提取率为83.23%。研究表明,对比传统的热回流工艺,微波提取竹叶黄酮的效率明显提升,溶剂消耗少,加热时间短,有利于节能降耗、保护环境、提高效益,为规模化生产提供技术支持。3、将食品添加剂AOB应用于曲奇加工,可有效降低制品中丙烯酰胺的含量。结合体外抗氧化体系(DPPH和ABTS体系)评价发现,不同加工方法和制剂精度的AOB的抗氧化活性与其总黄酮含量成显著正相关。采用大孔树脂吸附-解析得到的AOB制剂,虽然总黄酮含量和抗氧化活性都高于采用有机溶剂液-液萃取精制得到的AOB制剂,但其对曲奇中丙稀酰胺形成的抑制效果却明显低于后者。研究发现,热加工食品中丙烯酰胺的抑制效果并非单纯依赖于AOB制剂的总黄酮含量,也不能仅用抗氧化能力的强弱来推断,AOB中所含的其他有效成分物质(如酚酸等)也是丙烯酰胺抑制的重要因素。用DPPH法,对曲奇进行抗氧化性能测定,发现添加AOB抑制丙烯酰胺形成的同时,产品体系的抗氧化性也随之降低,表明AOB在一定程度上对美拉德反应产生了影响,可能导致具有抗氧化活性的类黑精物质形成减少。研究比较了五种不同的食.品品抗氧化剂对曲奇丙烯酰胺形成的抑制效果,同时结合产品的感官评定,发现配料中添加0.2g/kg的AOB或0.1g/kgVE的均能取得理想效果,抑制率分别可达63.9%和71.2%,且能有效保持曲奇的感官品质。表明,AOB作为抗氧化和丙毒抑制的多功能食品添加剂在焙烤食品中具有广阔的应用前景。4、海水网箱养殖试验表明,将GBE应用于大黄鱼的人工养殖,可激活大黄鱼的脂质代谢,增强鱼体免疫力和抗应激能力,显著改善品质,并提高食用安全性。采用添加0.3%GBE的新型生态环保饲料(大黄鱼圈价膨化颗粒饲料,记作0#料)饲喂大黄鱼,与传统冰鲜喂养的大黄鱼及野生大黄鱼进行比较分析。饲喂6个月后,试验组大黄鱼的肝脏、腹肌、背肌中的脂肪含量均较冰鲜对照组显著减少,肝体比降低,脂肪肝症状缓解；鱼体脂肪酸组成中多不饱和脂肪酸(特别是亚汕酸、亚麻酸)含量增加。感官评价试验表明,试验组鱼品在风味、肉质、口感上与野生大黄鱼相似,相比传统冰鲜喂养的大黄鱼,品质大幅度提高。电镜观察表明,试验组大黄鱼肌肉中脂肪明显减少,胶原和线粒体丰富,肌丝条纹更接近野生大黄鱼。并且,用强化GBE的全价饲料代替冰鲜喂养,大大提高了养殖对象的免疫能力,增强了抗病性。同时,分析检测还表明,添加GBE的试验组成鱼体内积累的化学污染物(二噁英、多氯联苯和多溴联苯)的含量相比野生大黄鱼有所降低,食用安全性提高。5、在上述探索性试验的基础上,进一步优化GBE中来自竹子不同部位的植物化学素(竹叶提取物、竹茹提取物和竹笋提取物)的配比,加工成三种GBE添加量均为0.3%的大黄鱼全价膨化颗粒饲料,分别记作1“料、2“料和3#料,同时设置0.1%虾青素含量的阳性对照组、传统冰鲜喂养对照组及原GBE配方的0#料组,同步进行标准海水网箱的养殖对比试验。结果表明,1#和2“料在降低肌肉脂肪和肝脏脂肪含量方面均优于0#料,综合养殖效果接近甚至优于虾青素阳性对照。检测大黄鱼肝脏中脂联素的水平,表明虾青素组、1“料和2#料组饲养的大黄鱼肝脏脂联素水平升高,表明脂质代谢能力增强。同时,强化GBE的大黄鱼全价配合饲料能有效提升大黄鱼体内抗氧化酶(CAT和SOD)的活性,并显著降低脂质过氧化产物(MDA)的水平,减轻肝脏损伤。感官评价试验证明,1#和2“试验组鱼肉的风味和口感极大地超越了传统冰鲜喂养的大黄鱼。鱼肉氨基酸组成分析结果显示,食用品质的提升与鱼肉中呈味氨基酸总量的增