◎ 崔旭東
(長順縣農(nóng)業(yè)局,貴州 長順 550700)
胡蘿卜作為草本植物中的一種,是百姓生活中常見的蔬菜,其具有很高的營養(yǎng)價值和功效。胡蘿卜多糖是胡蘿卜中水溶性多糖中的重要組成部分,其中的單糖分子縮合形成長鏈結(jié)構(gòu),降解后可變成可溶性的單糖、寡糖等?;诖?,本文就其結(jié)構(gòu)和功能展開分析。
胡蘿卜是百姓日常生活中常見的一種蔬菜,其含有極為豐富的藥用價值,因此有“小人參”的美譽。根據(jù)相關(guān)研究來看,胡蘿卜中含有豐富的維生素、胡蘿卜素、揮發(fā)油、香豆素等多種營養(yǎng)成分,而其中多糖化合物極為豐富[1-3],其主要成分及含量見表1。
表1 胡蘿卜主要成分及含量表
多糖在胡蘿卜中有著極為重要的比重,多糖本身的活性功能相對多樣,有降低淀粉酶活性、吸附葡萄糖等作用,這也是適當(dāng)食用胡蘿卜能夠控制血糖水平的原因。相較于胡蘿卜中中性糖消化性相對較差這一點,胡蘿卜中的中性果膠類多糖的消化性作用較好。除此之外,胡蘿卜中酸性多糖的消化性作用也相對較好。多糖在動物、植物、微生物等中廣泛存在,而在來源上也很廣泛,從化學(xué)種類上來說屬于極性大分子化合物。在提取上,不同溫度的水、稀堿溶液等都可以,且在一定的酸性條件下也可以提取[4]。不同提取條件和提取方法可以提取出不同性質(zhì)、不同種類的多糖化合物。胡蘿卜中多糖的主要呈現(xiàn)類型是果膠,在提取方法上可以利用水提、弱堿整合等方式,從而得到水溶性果膠、弱堿整合果膠等不同性質(zhì)的多糖。除此之外,還可以采用微波、超聲、酶解等方法來提取胡蘿卜中的多糖。不同的提取方法所獲得的胡蘿卜多糖中的相對分子質(zhì)量會有一定的差異。
在胡蘿卜多糖的結(jié)構(gòu)研究上,綜合相關(guān)報道和研究來看,主要集中在對胡蘿卜多糖理化性質(zhì)、單糖組成方面的研究。胡蘿卜多糖主要成分是果膠,而其中主要的單糖組成主要是果膠類單糖[5]。相關(guān)研究指出,從胡蘿卜多糖中能夠提取和分離出AIR、CSF等多種多糖成分,通過對多糖成分進行分析,可以進一步推測出多糖成分的主要構(gòu)成。此外,一些研究中指出了胡蘿卜中水溶性成分的摩爾占比,并進一步深入分析胡蘿卜中阿拉伯半乳糖蛋白和其他果膠之間的關(guān)聯(lián)[6]。胡蘿卜來源的水溶性組分中Ara和Gal的摩爾百分比分別為26%和59%,GalA的含量為6%,同時檢測到少量GLCA。綜合相關(guān)研究成果來看,一些所占比重較小的多糖成分也相繼通過相關(guān)提取分離實驗被發(fā)現(xiàn)。從中可以看出,胡蘿卜多糖成分有多樣化特征,不同提取方法和提純方法會對胡蘿卜多糖成分的研究有很大幫助[7]。除此之外,胡蘿卜在生長發(fā)育過程中的多糖結(jié)構(gòu)變化,特別是胡蘿卜果膠對于其細胞壁的黏附性有很大影響,后者又影響胡蘿卜的組織形態(tài)。相關(guān)研究也指出,胡蘿卜多糖結(jié)構(gòu)在一定程度上也會受到胡蘿卜來源的影響,胡蘿卜內(nèi)化學(xué)成分可能會隨著胡蘿卜質(zhì)構(gòu)的改變而發(fā)生變化;而處于生長期的胡蘿卜在水溶性果膠含量、碳水化合物等成分上也會隨著生長期的變化不斷發(fā)生變化,多糖結(jié)構(gòu)也會隨之發(fā)生變化。
來自天然產(chǎn)物中的多糖具有更為優(yōu)質(zhì)的生物活性,在降血糖、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、腸道健康等方面具有更好的功效。而胡蘿卜多糖也有良好的活性功能,在抗氧化、降血糖等方面都有積極的作用。相關(guān)專家學(xué)者也就這些問題進行了深入研究分析,并通過熱水法對胡蘿卜中的多糖進行提取,并針對胡蘿卜中多糖的功能進行了一系列的深入研究。
從具體分類上來說,胡蘿卜中的多糖化合物有可溶性膳食纖維、不可溶性膳食纖維之分。不可溶性膳食纖維的主要組成部分是纖維素、木質(zhì)素等,而可溶性膳食纖維主要成分是果膠。相關(guān)研究分析也指出,胡蘿卜中的不溶性纖維具有較為顯著的功效,如抑制淀粉酶活性、吸收葡萄糖等,還在一定程度上對控制餐后血糖有較好的功效[8]。胡蘿卜中的果膠可提取出巖藻糖、葡萄糖等,這些果膠提取物相較于中性糖成分更容易消化,其中酸性糖成分也比較容易消化。相關(guān)研究表明,胡蘿卜細胞壁中的主要成分多糖對酚酸、花青素等成分的釋放有一定的影響,這些成分的不完全釋放對人體內(nèi)部腸道吸收酚類化合物有積極的作用,良好的腸道菌群對機體健康有重要的影響?,F(xiàn)階段的相關(guān)研究對缺乏胡蘿卜多糖的機體腸道菌群變化、機體健康變化等方面的研究還不夠深入,這也是相關(guān)研究的重要方向[9]。
相關(guān)研究還指出,高溫、高壓條件可降低胡蘿卜細胞壁中果膠的甲酯化度,這一過程能夠在一定程度上延緩胡蘿卜質(zhì)構(gòu)的損失。而與之相反,在高溫、低壓的處理條件下,胡蘿卜的水溶性果膠含量會隨之增加,也會加快胡蘿卜質(zhì)構(gòu)的軟化速度。熱處理也會影響胡蘿卜中的胡蘿卜素,熱處理過程中胡蘿卜質(zhì)構(gòu)轉(zhuǎn)變和果膠結(jié)構(gòu)變化有相關(guān)性。前處理時若果膠的甲酯化度顯著降低,則后續(xù)的熱處理能夠獲得更好質(zhì)構(gòu)的胡蘿卜。胡蘿卜果膠甲酯化度與胡蘿卜質(zhì)構(gòu)有很強的負相關(guān)性,即當(dāng)胡蘿卜中果膠的甲酯化程度越高,加工過程中胡蘿卜質(zhì)構(gòu)變化阻力越小。此外,漂洗也會在一定程度上影響胡蘿卜中的總含糖量,在高溫狀態(tài)下進行瞬時漂洗能夠使果糖等中性糖中的半乳糖醛酸、總糖等更多保留下來。加熱狀態(tài)下的漂洗再輔之以超聲技術(shù),能夠在很大程度上縮短處理的時間,在滅酶效果上也會更好,且這一過程能夠更好地使果膠的結(jié)構(gòu)得以維持,進而保持胡蘿卜質(zhì)構(gòu)形態(tài)。
當(dāng)前,對胡蘿卜的處理方法越來越多樣,不同的處理工藝對胡蘿卜的品質(zhì)也會產(chǎn)生不同的影響。人們對從農(nóng)場收集得到的胡蘿卜進行加工處理,如灌裝、干燥,制作成胡蘿卜汁、糖果和食品添加劑等,期間可能需要經(jīng)歷漂洗、浸煮、殺菌、高壓或均質(zhì)等諸多工藝,胡蘿卜的品質(zhì)在加工過程中會受到很大影響。正因如此,加工方式對胡蘿卜及胡蘿卜多糖理化指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和功能的影響一直受到廣泛關(guān)注。胡蘿卜中多糖成分結(jié)構(gòu)也會在加工過程中受到不同程度的影響,這也是胡蘿卜品質(zhì)發(fā)生變化的重要原因之一,也是胡蘿卜加工領(lǐng)域的研究內(nèi)容。沸水會對胡蘿卜中碳水化合物含量及相關(guān)的組成比例產(chǎn)生一定的影響,對其水溶性、膳食纖維溶解性等的影響更為顯著。對胡蘿卜進行熱處理,初期胡蘿卜質(zhì)構(gòu)會快速發(fā)生變化,而達到一定程度后,質(zhì)構(gòu)變化的速度也會隨之放緩,這一過程中水溶性果膠會隨之降解,這一過程也會加快胡蘿卜的軟化速度。漂洗會降低胡蘿卜中半乳糖醛酸和總糖含量。高溫瞬時漂洗會使果膠、甲酯化果膠和中性糖中保留更多的半乳糖醛酸或總糖。
當(dāng)前,關(guān)于胡蘿卜多糖結(jié)構(gòu)和功能等方面的研究還有著極為廣闊的空間,相關(guān)文獻報道等都對胡蘿卜多糖的功效進行不斷拓展,就胡蘿卜多糖的消化功能、對相關(guān)疾病的輔助療效等進行深入研究。胡蘿卜作為常見的一種蔬菜,不同的加工方式對胡蘿卜多糖結(jié)構(gòu)及相關(guān)功效等都會有不同的影響,這也是現(xiàn)階段研究的一個重要方向。
[1]謝明勇,殷軍藝,聶少平.天然產(chǎn)物來源多糖結(jié)構(gòu)解析研究進展[J].中國食品學(xué)報,2017,17(3):1-19.
[2]張曉音,張珊珊,吳 旻,等.β-胡蘿卜素對脂多糖刺激巨噬細胞RAW264.7炎癥因子的影響及其機制[J].中國免疫學(xué)雜志,2017,33(6):838-843.
[3]李 昕,王 旭,李瑋克,等.熱處理對乳鐵蛋白-β-胡蘿卜素/大豆多糖-DHA乳狀液微流變特性的影響[J].食品工業(yè)科技,2017,38(18):1-7.
[4]M. Wu,E. Dellacherie,A. Durand,et al.Poly ( n -butyl cyanoacrylate) nanoparticles via miniemulsion polymerization (1): Dextranbased surfactants[J].Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,2008,69(1):141-146.
[5]謝明勇,殷軍藝,聶少平.胡蘿卜多糖結(jié)構(gòu)與功能及其在食品加工過程中的變化[J].中國食品學(xué)報,2016,16(4):1-9.
[6]王恒鵬,孟祥忍,周曉燕.響應(yīng)面法優(yōu)化胡蘿卜多糖的低壓提取工藝[J].食品科技,2016,41(5):208-212.
[7]徐萌萌,殷軍藝,萬宇俊,等.益生菌發(fā)酵胡蘿卜汁中不同方法制備的水溶性多糖理化特性[J].食品工業(yè)科技,2016,37(15):125-128.
[8]孫玉軍,陳 彥,王松華,等.胡蘿卜多糖體外抗氧化活性研究[J].熱帶作物學(xué)報,2011,32(3):403-406.
[9]劉立新,張羽男,沙靖全,等.胡蘿卜多糖抗炎及體外抗氧化作用研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2011,22(10):2334-2335.