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枇杷采后贮藏过程中类胡萝卜素含量的变
化研究——文献综述
徐立影
(环境与生命科学系 指导教师:陈宇)
枇杷(Eriobotrya japonica Lindl)是我国主产的一种热带亚热带水果,在福建、浙江、安徽、江苏等省均有栽培[1]。近年来,枇杷市场需求量增加,并且日益朝向大果形、外观美(无锈斑)、品质好、供应期长的方向发展。但是枇杷的成熟期较集中,采后易失水萎缩,腐烂变质,口感发生极大变化,不耐贮藏和运输,损耗率高,研究枇杷的贮藏保鲜对发展枇杷生产有重要意义[2]。枇杷中富含多种类胡萝卜素,类胡萝卜素不仅是决定枇杷果实外观品质和果肉加工色泽的主要因素,而且也是衡量枇杷果实功能营养成分的重要指标[3]。类胡萝卜素是一类以异戊二烯为残基的具有共轭双烯的多烯化合物[4]。它是一种广泛存在的天然色素,具有多种异构体和衍生物,迄今为止,自然界中已经发现600多种天然类胡萝卜素[5]。果实中的类胡萝卜素不仅影响其色泽,还是光和辅助色素和脱落酸(ABA)以及一些芳香物质的合成前体[6]。同时,类胡萝卜素是一类重要的抗氧化物质,部分类胡萝卜素是维生素A的前体,对保障人体健康起着重要作用[7]。研究背景动态
枇杷,是我国南方特有的珍稀水果,秋日养蕾,冬季开花,春来结子,夏初成熟,承四时之雨露,为“果中独备四时之气者”;其果肉柔软多汁,酸甜适度,味道鲜美,被誉为“果中之皇”。枇杷品种极多,按其果肉颜色分类可分为红肉枇杷、白肉枇杷二大类。
类胡萝卜素属于四萜类化合物,通常包括C40的碳氢化合物(胡萝卜素)及其氧化衍生物(叶黄素)两大类。在动物或人体中,对视觉、传染病抵抗以及生殖等具有重要作用的维生素A(VA),只能由饮食来源的VA源类胡萝卜素转化而来[8]。VA源类胡萝卜素是指至少包含一个未被取代的β—紫罗酮环和一个多烯烃侧链的类胡萝卜素,β—胡萝卜素、α—胡萝卜素和β—隐黄质是存在于植物组织中最普遍的VA源类胡萝卜素。枇杷属于蔷薇科植物,其果实中的类胡萝卜素组成与杏非常相似。关于枇杷类胡萝卜素的研究主要集中在果肉上[1-3,9],而对枇杷果皮的报道则较少[10]。王桂荣等[11]认为β—胡萝卜素是果肉中最重要的类胡萝卜素,而袁冰[12]、郭琳琳等[13]、陶俊等[14]的研究结果则表明,除了β—胡萝卜素外,β—隐黄质也是枇杷果肉中的主要色素,但两者在总类胡萝卜素中的比例因品种不同而异。用分光光度法
对6个不同色泽品种枇杷果肉的类胡萝卜素含量进行分析,结果其含量为4.2-45.3 μg/gFW[12]。此外,在果肉中还鉴定了叶黄质、5,6—单环氧型—β—隐黄质、γ—胡萝卜素、δ—胡萝卜素、链孢红素、荃菜黄质、新黄质和金黄质等类胡萝卜素[12-14]。果皮类胡萝卜素组成与果肉相似,其含量明显高于果肉,但主要色素的比例不同,β—胡萝卜素是果皮中最主要的色素。此外,在果皮中得到鉴定的类胡萝卜素还有γ—胡萝卜素、隐黄质、叶黄质、荃菜黄质和新黄质[12-14] 2 评述
天然色素经过筛选和粉碎后,需要用各种方式将其中所含的色素成分提取出来。提取是色素生产中比较重要的工序,提取工艺是否合理,溶剂选择是否恰当,直接关系到产品的产量和质量,也影响着下面工序的进行[15]。近些年来,随着人们对天然类胡萝卜素制品需求量的增加,开发利用类胡萝卜素已成为一个引人注目的发展趋势[16]。就枇杷果实中类胡萝卜素的提取,提取方法有很多,有压榨法、混合提取法、溶剂萃取法。溶剂萃取法即利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来的。超声波提取技术是以传统溶剂浸提法为基础发展的新型提取技术。它是利用超声波增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,提高药物溶出速度和溶出次数,缩短提取时间的浸提方法。超声波提取法提取效率高,提取时间短,提取温度低,提取药液杂质少,并且具有适应性广、操作简单易行、成本低、有效成分易于分离、纯化,设备经济等优点,所以,超声波技术应用愈来愈广泛,越来越受到人们的重视。
龙成梅等[16]就超声波提取贵州九阡李中类胡萝卜素进行了研究,探索了超声波辅助提取新鲜贵州九阡李中类胡萝卜素的最佳工艺。采用超声波有机溶剂法提取贵州九阡李中类胡萝卜素,在单因素试验优化九阡李中类胡萝卜素提取条件的基础上,采用正交试验确定九阡李中类胡萝卜素的最佳提取条件,用紫外分光光度法测定类胡萝卜素含量,并计算提取率。结果表明九阡李中类胡萝卜素的最佳提取条件为:以石油醚一丙酮(2﹕l,V﹕V)作为提取剂,超声波提取20 min,料液比(M﹕V,g/mL)为l:l0。在该条件下,九阡李中类胡萝卜素的提取率为174.0 µg/g。该研究为其他新鲜果品(尤其是李子)的研究奠定了基础。
考虑到类胡萝卜素在分离纯化过程中易降解,为了得到更加可靠的信息,胡建中等[17]使用了液质联用分析类胡萝卜素,质谱条件:APCI+离子源,离子源温度150 ℃,m/z(500-800),YMCC30色谱柱(150 mrn×4.6 mmi.d.),流动相A乙腈﹕甲醇(75﹕5),B 100 % MTBE,流速l mL/min。梯度洗脱程序:0 min 95 % A,5 % B;9 min 86 % A,14 % B;19min 75 % A,% B;34 min 50 % A,50 % B;40 min 95 % A,5 % B;50 min 95 % A,5 % B;流速l mL/min,检测波长450 nm,柱温25 ℃,在此条件下,鉴定了10种类胡萝卜素。
胡建中等[17]的研究还建立了类胡萝卜素的分析方法,包括薄层层析法、柱层析、高效液相色谱和液质联用法。柱层析使用氧化镁一硅藻土(1﹕2,w/w)填料,采用丙酮﹕石油醚为3﹕7和1﹕1两个不同比例的有机溶剂洗脱,结合高效液相色谱(HPLC)法,色谱条件为:色谱柱hypersil ODS2柱(200 mm×4.6 mmi.d.),流动相乙腈﹕甲醇﹕二氯甲烷(85﹕13﹕2),在此条件下,分离得到了9种类胡萝卜素。
陶俊等[18]在柑橘果实主要类胡萝卜素成分及含量分析中应用HPLC技术分析了我国53个柑橘品种资源的6种类胡萝卜素成分叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素和番茄红素的含量。结果表明,柑橘果皮和果肉中均以叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质为主,β-胡萝卜素含量较低,α-胡萝卜素极低;参试品种中番茄红素仅在红肉脐橙的果肉中检测到。不论果皮还是果肉均以宽皮柑橘类中类胡萝卜素含量最高,柚类最低,表明宽皮柑橘具有较高营养保健价值。在宽皮柑橘中,果肉以积累β-隐黄质为主,果皮β-隐黄质与叶黄素含量接近。与果肉相比,柑橘果皮的单位鲜重叶黄素、玉米黄素、β-隐黄质的含量分别为果肉的2.5~15倍,是柑橘果实中主要类胡萝卜素库存部位。
孙明奇等[19]在柑橘果皮类胡萝卜素提取鉴定及其在果皮成熟储藏中变化规律的研究中研究了柑橘果皮中类胡萝卜素的提取、组分鉴定及其在加工储藏过程中的稳定性,分析了柑橘果皮中类胡萝卜素在光照、高温、氧化剂、酸性条件下的组分变化,测定了“国庆1号”(Citrus.unshiu Marc.cv.GuoqingNo.1)、“宫川”(Citrus.unshiuMarc.cv.Miyagawa wase)、“尾张”(Citrus.unshiu Marc.cv.Owarri Satsum)、“锦橙”(Citrus.sinensis Osbeck.cv.JinCheng)在发育和储藏过程中,其果皮中类胡萝卜素各组分的含量,探索柑橘果皮类胡萝卜素的积累与转化规律。
“宫川”果皮中类胡萝卜素组分的初步鉴定采用高效液相色谱-质谱法从宽皮柑橘果皮中分离出了32种类胡萝卜素,结合紫外可见吸收光谱及质谱特征初步鉴定出12种主要类胡萝卜素,其分别为:紫黄素、黄体黄质、顺式-紫黄素、叶黄素、玉米黄素、5,6-环氧叶黄素、叶黄素异构体、隐黄质、β-隐黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、13-顺式-β-胡萝卜素。
柑橘果皮类胡萝卜素在储藏加工过程中的变化规律研究采用高效液相色谱法分析柑橘果皮类胡萝卜素在光照、高温、酸性环境以及氧化剂影响下的稳定性。结果表明光照、高温、酸性环境和氧化剂对柑橘果皮类胡萝卜素均有较强降解作用,主要是促使类胡萝卜素分子中碳—碳双键的氧化断裂。光照、高温和酸性环境能激发柑橘果皮类胡萝卜素不同方式的异构
化。
柑橘果皮颜色与类胡萝卜素组分及含量关系研究测定并分析了“国庆1号”(Citrus.unshiu Marc.cv.Guoqing No.1)、“宫川”(Citrus.unshiu Marc.cv.Miyagawa wase)、“尾张”(Citrus.unshiu Marc.cv.OwarriSatsum)、“锦橙”(Citrus.Sinensis Osbeck.cv.JinCheng)在发育和储藏过程中其果皮中类胡萝卜素组分的含量及变化规律。结果表明,在柑橘发育和储藏过程中,宽皮柑橘类及甜橙类果皮中总类胡萝卜素含量均不断增加,不同的是宽皮柑橘类果皮中主要以积累β-隐黄质为主,而甜橙类果皮中主要以积累顺式、紫黄素为主。3 结论
总之,本实验以提取枇杷果实中类胡萝卜素化合物为研究目的,研究提取色素的最佳工艺条件,考察了类胡萝卜素化合物的提取工艺,并对类胡萝卜素提取物进行分离纯化和分析检测,同时进行了枇杷果实在贮藏过程中类胡萝卜素化合物的含量及组成的研究,旨在为枇杷资源的综合利用及增强枇杷产业综合竞争力提供技术支撑,也为果肉生物活性组分研究增添新的内容。
参考文献
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