甘薯的营养成分及β-胡萝卜素纳米乳液研究

发布时间：2020-08-26 10:03

【摘要】：甘薯(Ipomoea batatas[L.]Lam)富含蛋白质、膳食纤维、矿物质、维生素和抗氧化剂,如β-胡萝卜素、酚酸、花青素和生育酚等。橙色甘薯(OFSP)是β-胡萝卜素的优质来源,能同时提供大量的维生素A和能量,因此有助于解决维生素A缺乏和营养不良等问题。本文研究了25个甘薯品种的营养与功能特性,评估了不同烹饪方式对OFSP中类胡萝卜素及抗氧化活性的影响。此外,以乳清分离蛋白(WPI)和大豆分离蛋白(SPI)为乳化剂,研究了β-胡萝卜素纳米乳液的性能,并进一步研究了表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对β-胡萝卜素纳米乳液稳定性的改善作用。研究了25个甘薯品种的营养和功能特性。淀粉、粗蛋白、粗脂肪、总膳食纤维、还原糖和灰分含量分别在51.88 69.21、2.36 7.79、0.24 1.11、5.02 14.35、1.07 9.78、1.95 4.29 g/100 g干重之间。龙薯515、普薯32号和秦薯7号(陕西省)的总酚含量最高(分别为9.38、9.11和8.76mg GAE/g干重),黄玫瑰的黄酮含量较高(2.54 mg RE/g干重),湘薯2号的花青素含量较高(1.02mg/g干重),普薯32号的β-胡萝卜素含量最高(208.11μg/g干重)。抗氧化活性与总酚和黄酮含量呈极显著正相关,说明多酚和黄酮是甘薯中必需的抗氧化剂。在所有品种中,普薯32号表现出最高的灰色关联度(GRG)值(0.7811),表明其作为健康饮食的重要性。研究了不同烹调方式(煮制、蒸制、微波、烘烤、油炸)对普薯32号的基本组成、类胡萝卜素及抗氧化活性的影响。煮制(15-35 min)、蒸制(15、35和45 min)和微波(15 min)后,β-胡萝卜素含量的保留率为66.30-82.19%。所有蒸制过程中,(9Z)-β-胡萝卜素的保留率均较高,其中蒸制45 min后为515.40%。煮制15-35 min后α-胡萝卜素的保留率较高,为103.77-106.74%。蒸制(35 min)后,总酚的保留率高达91.37%,而蒸制(15-45 min)和微波(15 min)后维生素C的保留率高达98.98-102.36%。所有蒸制过程都提高了普薯32号的抗氧化活性,且胡萝卜素含量与抗氧化活性的相关性分析表明,其抗氧化活性可能与(9Z)-β-胡萝卜素含量较高有关。上述结果表明,煮制和蒸制是保持橙色甘薯中类胡萝卜素和抗氧化活性的较好方法。β-胡萝卜素重要的生物学特性对其在食品中的应用具有很大影响。为了将β-胡萝卜素潜在的应用于食品中,评价了不同乳化剂(WPI和SPI)对β-胡萝卜素纳米乳液性能的影响。用1%WPI和2%SPI稳定的纳米乳液的初始液滴粒径分别为206和210 nm。在光照和避光条件下,β-胡萝卜素纳米乳液的液滴粒径和ζ-电位均显著增大。随着剪切速率的增加,所有纳米乳液粘度均呈现出假塑性行为。与其它乳液相比,光照条件下1%和2%WPI与避光条件下1%WPI和2%SPI稳定的β-胡萝卜素纳米乳液没有观察到相分离。在光照和避光条件下贮藏后,所有乳液中β-胡萝卜素的保留率均显著降低。其中,避光条件下1%WPI稳定的纳米乳液中β-胡萝卜素的保留率最高,为55.93μg/mL,且在贮藏30天后呈现较好的稳定性。研究了EGCG对β-胡萝卜素纳米乳液稳定性的改善作用。由1%WPI+EGCG、2%WPI+EGCG和2%SPI+EGCG稳定的β-胡萝卜素乳液初始粒径分别为193.80、194.46、277.06和194.53nm。储存30天后,β-胡萝卜素纳米乳液的液滴粒径和ζ-电位显著增加。随着剪切速率的增加,所有纳米乳液粘度均呈现出假塑性行为。光照下1%WPI+EGCG和避光下1-2%WPI+EGCG稳定的β-胡萝卜素纳米乳液在贮存过程中均未出现任何相分离。1-2%WPI+EGCG稳定的纳米乳液中的初始β-胡萝卜素含量最高,分别为174.08和173.24μg/ml;而在光照下1%SPI+EGCG稳定的乳液中β-胡萝卜素含量最低,为135.83μg/ml。经体外消化后,各消化阶段乳液中β-胡萝卜素含量均明显下降,其中1%SPI+EGCG稳定的乳液中β-胡萝卜素生物利用率最高,为55.04%。与初始纳米乳液相比,经贮藏后所有乳液的DPPH和ABTS自由基清除活性均显著降低。上述结果表明,WPI和EGCG对β-胡萝卜素纳米乳液稳定性有较好的保护作用。综上所述,普薯32号甘薯品种可被视为功能性食品市场天然β-胡萝卜素的良好来源。蒸制和煮制可较好的维持普薯32号甘薯的类胡萝卜素和抗氧化活性。此外,WPI+EGCG稳定的β-胡萝卜素纳米乳液稳定性更高,而SPI+EGCG在体外消化后显示出最高的生物利用率,因此可潜在的应用于功能性食品中。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS202.3

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本文编号：2805029