王小鶴,于 淼,魯 明,遲吉捷
(遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品與加工研究所,沈陽(yáng) 110161)
花生(Arachishypogaea L.)富含脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、白藜蘆醇等營(yíng)養(yǎng)成分,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其中,藜蘆醇具有抑制癌細(xì)胞、降低血脂、防治心血管疾病、抗氧化、延緩衰老等作用,被喻為繼紫杉醇后的又一新綠色抗癌藥物。為此,在分析大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,介紹外源物添加誘導(dǎo)對(duì)花生及其制品中白藜蘆醇含量的研究進(jìn)展,總結(jié)外源物添加誘導(dǎo)研究中存在的問(wèn)題,為提高花生深加工產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供理論參考。
超聲誘導(dǎo)是功能性食品中的一種新興技術(shù),可有效促使白藜蘆醇含量增加。超聲波破碎能使生物活性物質(zhì)充分溶出,有效提高提取效率。
Rudolf等在切片花生中采用超聲誘導(dǎo)技術(shù),使白藜蘆醇的含量顯著增加?;ㄉ?jīng)超聲處理后避光培養(yǎng),可顯著增加白藜蘆醇含量,是未經(jīng)處理花生的16~319倍。
Yu等選擇超聲聯(lián)合苯丙氨酸誘導(dǎo)處理發(fā)芽花生,響應(yīng)面分析結(jié)果顯示,當(dāng) PHE濃度 0.8 mmol/L、超聲時(shí)間32 min、超聲功率240 W時(shí),發(fā)芽3 d的白藜蘆醇含量高達(dá) 36.99 μg/g,是未處理花生芽的 9 倍多。
李淑瑩在前人的研究基礎(chǔ)上,選擇苯丙氨酸、紫外輻照及超聲處理3種非生物單一誘導(dǎo)方式,及其雙重組合誘導(dǎo)方式,研究對(duì)花生發(fā)芽過(guò)程中白藜蘆醇富集的影響。結(jié)果表明,隨US功率密度及時(shí)間的增加,白藜蘆醇的含量發(fā)生顯著變化,且US-Phe雙重誘導(dǎo)方式對(duì)白藜蘆醇的富集產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
Hasan 等分別以 Campbell Early,MBA,Kyoho品種的葡萄制備果汁,采用超聲誘導(dǎo)技術(shù)使它們的白藜蘆醇含量分別增加 1.53,1.53,1.15 倍。
紫外線(Ultraviolt,UV)照射能誘導(dǎo)白藜蘆醇產(chǎn)生非生物脅迫因子。研究表明,紫外線波長(zhǎng)在白黎蘆醇的誘導(dǎo)過(guò)程中十分重要。白黎蘆醇合成酶STS對(duì)紫外線的感受區(qū)在260~270 nm,超過(guò)300 nm時(shí),只有少量甚至無(wú)白藜蘆醇產(chǎn)生,而正常日光恰恰缺乏300 nm以下的紫外線。近年來(lái),紫外誘導(dǎo)除被廣泛應(yīng)用于葡萄、虎杖中,也應(yīng)用于花生及其制品中。
李淑瑩采用苯丙氨酸、紫外輻照、超聲及其雙重組合誘導(dǎo)方式,研究花生發(fā)芽過(guò)程中的白藜蘆醇富集情況。結(jié)果表明,采用UV單一誘導(dǎo)方式時(shí),若波長(zhǎng)和時(shí)間適宜,可促進(jìn)花生芽中白藜蘆醇含量富集;UVPhe雙重誘導(dǎo)方式對(duì)富集具有協(xié)同效應(yīng),而UV-US雙重誘導(dǎo)方式則對(duì)富集產(chǎn)生拮抗效應(yīng)。
還有一些相關(guān)學(xué)者利用紫外誘導(dǎo)技術(shù)處理花生根30 min,得到最佳白藜蘆醇含量,其中花生中的白藜蘆醇含量提高27~165倍,花生子葉中的白藜蘆醇含量增加200倍。
化學(xué)誘導(dǎo)主要是指外源添加底物溶液、金屬離子鹽溶液、植物激素等。水楊酸(Salicylic Acid,SA)是植物體內(nèi)普遍存在的一種小分子酚類化合物,也是植物體內(nèi)響應(yīng)逆境反應(yīng)的重要信號(hào)分子,作用十分廣泛。目前,在食品行業(yè),水楊酸主要被用作一種外源誘導(dǎo)因子,研究其對(duì)植物組織中白藜蘆醇的誘導(dǎo)作用,促進(jìn)白藜蘆醇富集。
于淼研究雙氧水、水楊酸、苯丙氨酸等對(duì)發(fā)芽花生芽長(zhǎng)、發(fā)芽率和白藜蘆醇含量的影響,發(fā)現(xiàn)苯丙氨酸(PHE)誘導(dǎo)對(duì)花生發(fā)芽率具有促進(jìn)作用,而H2O2,ABS,CBS,PBS,SA 均對(duì)花生發(fā)芽具有抑制作用,其中H2O2的抑制作用較差,SA的抑制作用最強(qiáng)。
Chung等研究百草枯、雙氧水、水楊酸、茉莉酸等對(duì)花生葉片中白藜蘆醇含量的影響。結(jié)果顯示,與對(duì)照相比,百草枯誘導(dǎo)可使白藜蘆醇含量增加20倍,雙氧水、水楊酸、茉莉酸處理可使白藜蘆醇含量增加2~9倍。
李曉東等采用外源噴施法研究水楊酸對(duì)葡萄果皮白藜蘆醇含量的影響,發(fā)現(xiàn)水楊酸噴施處理可顯著提高葡萄果皮中的白藜蘆醇含量。
除添加外源水楊酸外,國(guó)內(nèi)外學(xué)者還通過(guò)添加茉莉酸類、雙氧水、乙烯和苯丙氨酸等富集花生細(xì)胞中的白藜蘆醇,使花生細(xì)胞中的白藜蘆醇合成酶(RS)基因片段明顯增加。王婷婷等研究外源添加物苯丙氨酸、銅和鈣等對(duì)花生白藜蘆醇生成的影響,確定銅對(duì)白藜蘆醇生成的影響最大,鈣次之,苯丙氨酸最小。
生物誘導(dǎo)技術(shù)是一種提取天然產(chǎn)物的新興技術(shù),其中酶解作用可使細(xì)胞壁疏松、破裂,減小傳質(zhì)阻力,加速有效成分的釋放,從而提高提取率,提高原料的利用價(jià)值。
李夢(mèng)青等利用纖維素酶對(duì)虎杖進(jìn)行酶解,在纖維素酶用量 2 mg/g,pH 3.0,40 ℃下酶解 1 h 的條件下,與直接提取法相比,白藜蘆醇提取率由0.56%提高到1.50%,大黃素提取率由 0.27%提高到 0.78%,但白藜蘆醇苷的提取率略有降低。
錢時(shí)權(quán)等研究纖維素酶-超聲波強(qiáng)化處理對(duì)山葡萄渣中白藜蘆醇提取效果的影響,在酶解溫度55℃、超聲處理5 min、料液比1∶30、提取時(shí)間4 h的條件下,白藜蘆醇的含量為 1.187 mg/g,優(yōu)于纖維素酶、超聲波單一因素處理的提取工藝。
Chung等利用酵母提取物誘導(dǎo)花生葉片或根,研究其葉片或根中白藜蘆醇的含量變化,確定酵母菌抽提物可通過(guò)RS mRNA的轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)白藜蘆醇富集。
外源物添加誘導(dǎo)花生及其制品中白藜蘆醇含量變化的研究,主要集中在物理誘導(dǎo)方式(超聲誘導(dǎo)和紫外誘導(dǎo))、化學(xué)誘導(dǎo)方式(外源添加底物溶液、金屬離子鹽溶液、植物激素)和生物誘導(dǎo)方式(纖維素酶)。當(dāng)前,關(guān)于外源物誘導(dǎo)花生及其制品中白藜蘆醇含量增加的作用機(jī)理鮮有報(bào)道。為此,應(yīng)根據(jù)不同種類的花生及其制品,選擇最為合適的外源物添加誘導(dǎo)方式,研究其作用機(jī)理,顯著提高產(chǎn)品中的白藜蘆醇的含量。