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CO2脱涩对柿果理化特性、酚类成分及抗氧化能力的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-11
核心提示:柿果作为一种重要的传统水果,不仅含有多种糖类及矿物质(如碘、钙、磷、铁、锌等),还含有类胡萝卜素、膳食纤维、VC等活性成分,其中,黄酮、单宁、酚酸类物质含量丰富。
   柿果作为一种重要的传统水果,不仅含有多种糖类及矿物质(如碘、钙、磷、铁、锌等),还含有类胡萝卜素、膳食纤维、VC等活性成分,其中,黄酮、单宁、酚酸类物质含量丰富。
 
  目前研究已证明柿果中同时存在着多酚和高聚合度的黄烷醇,如花青素和缩合单宁。鲜柿中的酚酸主要包括没食子酸、绿原酸、缬氨酸、原儿茶酸、咖啡酸、阿魏酸和对香豆酸等;单体黄烷醇包括儿茶素、表儿茶素、表没食子酸儿茶素等。许多研究也表明,柿中的多酚类化合物具有抗氧化、抗菌、减轻高血脂症以及预防动脉硬化等作用。CO2脱涩因具有保硬、操作简便、脱涩效果好、节约能源等优势,是目前商业上最常用的脱涩方法。然而,目前国内外针对柿果原料的研究多基于脱涩前柿果,对于酚类物质在柿果脱涩过程中的变化以及脱涩后柿果的营养价值关注较少。
 
  因此,来自沈阳农业大学食品学院的陈佳歆、辛广*和中国农业科学院农产品加工研究所、农业农村部农产品加工重点实验室的周沫、毕金峰等人针对CO2脱涩过程中柿果理化特性、酚类成分含量及抗氧化能力的变化进行研究,考察脱涩时间对柿果硬度、水分含量、水分活度、pH值、可溶性固形物含量、糖类含量以及可溶性单宁、总酚、总黄酮等酚类物质含量的影响,采用梯度超滤法依据分子质量将柿果中酚类物质进行分类,进一步探究脱涩过程中柿果不同分子质量酚类物质、缩合单宁含量变化及脱涩对柿果抗氧化能力的影响,为柿果的加工利用提供理论依据。
 
  1.柿果脱涩过程中酚类成分含量的变化
 
  在脱涩过程中,可溶性单宁的含量显着下降(P<0.05),脱涩44 h后柿果的可溶性单宁含量为7.08 mg/100 g(干样品),相当于0.09 g/100 g(鲜样品),故可考虑在脱涩温度为30 ℃、CO2体积分数为(95±2)%时,以脱涩时间44 h为脱涩终点。其中,可溶性单宁含量的下降速率呈现先上升后下降的趋势:脱涩初期(0~12 h),可溶性单宁含量缓慢下降;脱涩中期(12~20 h)下降速率急剧加快;脱涩后期(20~44 h)下降速率减慢。
 
  随着脱涩时间的延长,柿果的黄酮含量呈显着下降趋势(P<0.05),与可溶性单宁的变化趋势类似,尤其在脱涩12~20 h期间显着下降(P<0.05)。总酚含量在脱涩过程中也呈显着下降的趋势(P<0.05),其下降速率的变化规律同可溶性单宁、黄酮含量的变化规律一致。
 
  2.柿果脱涩过程中理化特性变化
 
  柿果经CO2脱涩44 h后,其硬度无显着性变化。随着脱涩时间的延长,柿果的pH值、水分含量与水分活度同样变化不显着,而可溶性固形物含量整体呈显着下降趋势(P<0.05),由脱涩前的16.90 ?Brix下降至44 h时的15.33 ?Brix。结果说明,CO2脱涩对柿果硬度、pH值、水分含量与水分活度这些感官品质影响不明显。
 
  3.柿果脱涩过程中糖类含量的变化
 
  柿果中葡萄糖和果糖的含量较高,蔗糖的含量较少。在脱涩过程中,总糖含量显着下降(P<0.05),由未脱涩时的706.99 mg/g下降至脱涩44 h后的642.73 mg/g。还原糖含量在脱涩过程中呈先上升后下降趋势。在脱涩0~20 h期间,蔗糖含量上升,同时果糖与葡萄糖的含量下降,可能存在果糖与葡萄糖向蔗糖的少量转化;在脱涩后期(20~44 h),蔗糖、果糖与葡萄糖的含量均呈下降趋势,与总糖含量的变化趋势一致。结果说明,柿果经CO2脱涩处理后由涩味变为甜味并非是由于糖类物质含量的增加,而可能是涩味消失所带来的味觉变化。在本研究中,在脱涩初期可溶性单宁含量显着下降,而糖类含量无明显变化,说明柿果在脱涩过程中可溶性单宁未与或仅有少量与糖类结合,而更可能是可溶性单宁与蛋白质、果胶等大分子结合。综合之前的结果可知,CO2脱涩处理对柿果感官特性无明显影响,这为柿果的后续加工提供了条件。
 
  4.柿果脱涩过程中不同分子质量酚类物质含量的变化
 
  分子质量大于10 kDa的酚类物质含量约为涩柿中总酚含量的90%,约为2000 mg/100 g;而分子质量小于3 kDa的酚类物质含量只占涩柿中总酚含量的约10%;分子质量在3~10 kDa之间的酚类物质几乎不存在。随着脱涩时间的延长,柿果中分子质量大于10 kDa的酚类物质含量显着下降(P<0.05),其变化趋势与原液总酚含量的变化趋势相一致,在脱涩36 h后,这部分酚类物质的含量几乎下降为0;而分子质量小于3 kDa的酚类物质含量的波动无显着性差异,基本保持在250 mg/100 g左右。
 
  脱涩0~12 h时,分子质量大于10 kDa的缩合单宁含量下降了40%(P<0.05),而在脱涩20 h后,这部分缩合单宁含量降为0;分子质量小于3 kDa及分子质量在3~10 kDa之间的样品中均未检测到缩合单宁。结果表明,柿果中的缩合单宁主要以大分子质量(分子质量大于10 kDa)缩合单宁为主,且在脱涩过程中含量下降。推测柿果脱涩过程中总酚含量的显着降低主要是由于缩合单宁含量的下降所引起的;而脱涩对于小分子质量酚类物质的含量无显着性影响。
 
  5.柿果脱涩过程中不同分子质量酚类物质抗氧化能力的变化
 
  脱涩过程中原液的ABTS阳离子自由基、DPPH自由基清除能力和铁离子还原能力均显着下降(P<0.05),且变化趋势与总酚含量的变化趋势基本一致,其中ABTS 阳离子自由基清除能力由24.17 μmol/100 mg下降至1.28 μmol/100 mg;DPPH自由基清除能力由34.77 μmol/100 mg下降至1.50 μmol/100 mg;铁离子还原能力由47.72 μmol/100 mg下降至1.85 μmol/100 mg,脱涩后柿果的这3 种抗氧化能力比脱涩前分别下降了大约95%、96%、96%。分子质量大于10 kDa的酚类物质的抗氧化能力显着下降(P<0.05),并在脱涩36 h后降为0;而分子质量小于3 kDa的酚类物质的抗氧化能力在脱涩过程中无显着性变化。结果说明,脱涩前柿果的抗氧化能力主要来自于高分子质量缩合单宁,而柿果脱涩过程中,由于这部分单宁含量显着下降,故柿果的抗氧化能力明显下降。而小分子质量酚类物质的抗氧化能力在脱涩过程中基本无变化,这部分酚类物质是柿果脱涩后抗氧化能力的主要贡献者。
 
  结 论
 
  脱涩时间对柿果的硬度、水分含量、水分活度、pH值、糖类成分含量均无明显影响,但是随脱涩时间的延长,柿果可溶性固形物和总酚含量明显下降。进一步采用梯度超滤法按重均分子质量(MW)将酚类物质分离为高分子质量(MW>10 kDa)酚类、中分子质量(10 kDa>MW>3 kDa)酚类和低分子质量(MW<3 kDa)酚类。其中,高分子质量酚类含量随脱涩时间的延长显着下降(P<0.05);中分子质量酚类物质未检出;而低分子质量酚类含量在脱涩过程中无显着变化(P>0.05)。脱涩后柿果的2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)阳离子自由基清除能力、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力及铁离子还原能力比脱涩前分别下降95%、96%、96%。结论:柿果中的酚类物质主要由高分子质量单宁和低分子质量多酚组成,其中单宁是柿果抗氧化作用的主要贡献物质,但其在脱涩过程中损失较多。
 
 
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