吳家沁,呂希雅,何宇璇,孫明慧,盧歆怡
江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院 (鎮(zhèn)江 212013)
油菜是我國(guó)最重要的油料作物,2020年全國(guó)油菜籽總產(chǎn)量3 585萬(wàn)t,年產(chǎn)菜籽油1 320萬(wàn)t,含油餅粕約2 000萬(wàn)t。餅粕中除少量殘油外,還有蛋白多酚等物質(zhì)。菜籽多酚包括芥子酸、芥子堿、芥子酸葡萄糖苷、2,6-二甲氧基-4-乙烯基苯酚等。菜籽多酚具有抗氧化、抑菌、抑制腫瘤等多種生理功效,但因?yàn)椴俗扬炂赏ǔV苯佑脕?lái)做飼料,所以這些成分往往被當(dāng)作雜質(zhì)分離,造成多酚資源的浪費(fèi)。為了充分利用這一寶貴資源,生產(chǎn)出相應(yīng)的功能食品、藥品等,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)油菜多酚提取、功能、檢測(cè)方法展開(kāi)了大量的研究。
大多數(shù)多酚因?yàn)榉恿u基的原因,呈現(xiàn)較強(qiáng)極性,可溶于水、甲醇等極性溶劑。為了提高多酚的提取率,研究人員采用了脈沖電場(chǎng)、超聲波、蒸汽氣爆、高壓放電、酶法、加壓法等多種手段提高多份的提取率。
X Yu等[1]研究了脈沖電場(chǎng)(PEF)對(duì)油菜莖葉多酚和蛋白質(zhì)提取的影響。將(0.2~20 kV/cm)施加在新鮮油菜莖上和葉片表面上。結(jié)果表明:PEF(5~20 kV/cm)提高了油菜莖葉總多酚的提取率。在5 kV/cm的電壓下,多酚的純度最高。
Francisco J Barba等[2]研究表明,高壓放電(HVED)具有很高的回收異硫氰酸酯、酚類(lèi)化合物和蛋白質(zhì)的潛力,最佳的處理能量(80 kJ/kg或240 kJ/kg),超過(guò)該能量,生物合物的含量降低。
Xiaoxi Yu等[3]優(yōu)化得到超聲輔助多酚提取條件,超聲功率400 W,處理時(shí)間50 min,樣品長(zhǎng)度0.5 cm,攪拌轉(zhuǎn)速250 r/min。與成熟菜籽莖相比,未成熟菜籽莖所需提取時(shí)間更短,由于其纖維結(jié)構(gòu)較少,多酚提取率和蛋白質(zhì)提取率更高。
Jingbo Li等[4]研究高壓脈沖電場(chǎng)(PSE)處理表明,芥子堿向菜籽酚的轉(zhuǎn)化主要受操作溫度和溶劑中NaOH濃度的影響。以60%甲醇為溶劑、200 ℃提取20 min,提取率(芥子酸當(dāng)量為92.53和66.68 mg/g菜籽粕)最高。
Oscar Laguna等[5]利用B型阿魏酰酯酶(AnFaeB)和綠原酸酯酶(ChlE)處理高溫和低溫餅粕,高溫粕游離CA(咖啡酸)的最大釋放量為(54.0±1.1) μmol/g至(59.8±2.1) μmol/g脫脂干物質(zhì)(DDM),低溫粕游離CA的最大釋放量為(42.0±1.1) μmol/g至(52.3±0.2) μmol/g的DDM(水解產(chǎn)率59%~73%),CA的釋放受到酚氧化副反應(yīng)的阻礙,這可能是由于內(nèi)源性多酚氧化酶的活性。AnFaeB和ChlE水解低溫粕中提取的酚類(lèi)物質(zhì)CA量增加到55.0~68.1 μmol/g DDM(水解產(chǎn)率77%~95%)。AnFaeA水解低溫粕(50%水解產(chǎn)率)和酚類(lèi)提取物(64%水解產(chǎn)率)釋放游離SA的最大量為(41.3±0.3) μmol/g和(32.3±0.4) μmol/g DDM,Mónica Moreno-González等[6-7]研究表明,AmberliteTM-FPX66樹(shù)脂對(duì)芥子酸的最大吸附量為(102.6+11.7) mg/g樹(shù)脂,用70%乙醇解吸芥子酸容易回收,對(duì)葡萄糖、植酸和硫代葡萄糖苷具有較高的選擇性。
Weijun Wang[8]等研究蒸汽氣爆預(yù)處理結(jié)果在最佳條件下,Brassica napus油菜多酚的量最大,為1 210.10 mg/kg;B.rapa 油菜多酚的量最小,僅有82.70 mg/kg;Brassica napus油中油菜多酚含量為2 110.00 mg/kg。
多酚在不同處理?xiàng)l件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),影響多酚的活性。Jingbo Li等[9]研究結(jié)果表明,芥子酸是菜籽主要酚類(lèi)物質(zhì),還有少量西芹堿和菜籽酚(canolol)。非極性溶劑提取西芹堿和芥子酸效果較好。
Agnieszka R?kas等[10]研究結(jié)果表明:微波處理10 min后,菜籽油菜多酚轉(zhuǎn)化量最大,是對(duì)照組的63倍。種子微波輻照時(shí)間對(duì)酚類(lèi)化合物的降解速率有顯著影響。微波處理菜籽油中酚類(lèi)化合物的貯存穩(wěn)定性高于對(duì)照組。
Jianfei Zhu等[11]研究表明,阿拉伯多糖的果膠多糖(ARPP)的分子量(Mw)對(duì)阿魏酸的吸附有顯著影響,在分子量76 kDa時(shí),吸附量最大值為412.28 μg/mg,阿魏酸的取代基分布對(duì)它們?cè)贏RPP上的吸附有很大的影響。羥基化增加吸附35.78%~271.22%,而甲基化和酯化分別使吸收減弱44.78%~230.71%和16.48%~78.68%。
從艷霞[12]研究表明,油菜籽中canolol的生成與芥子酸及衍生物有關(guān),其中SG、SM、DDSG和DSG是生成canolol最主要的物質(zhì)基礎(chǔ),微波物理場(chǎng)下上述物質(zhì)酯鍵斷裂生成中間產(chǎn)物SA,SA進(jìn)一步熱脫羧生成canolol。
王未君等[13]研究結(jié)果表明,隨著炒籽溫度的升高,菜籽油中的總酚含量增加,在160 ℃時(shí)增加了27.4倍,芥子酸、芥子堿和canolol含量先增加后減少,最高分別在120 ℃、150 ℃、140 ℃時(shí)增加了80.4%、6.7倍和191.4倍。
菜籽多酚組成復(fù)雜,多組分綜合形成生理功能,在抗氧化、抗菌、抑制腫瘤方面有較好的表現(xiàn)。趙強(qiáng)等[14]研究表明,菜籽粕多酚對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和大腸桿菌均有一定的抑制作用。韓領(lǐng)等[15]研究結(jié)果顯示,canolol處理細(xì)胞24 h的IC50是(132.27±8.16) μg/mL,且呈現(xiàn)時(shí)間劑量依賴(lài)性。可能成為一種新型的抗癌劑。
張會(huì)芳等[16]研究表明菜籽酚可以顯著抑制小鼠血清中由CCl4造成的ALT/AST活性升高(P<0.05),明顯提高肝組織中SOD、GSH活性,并且顯著降低組織中MDA的含量(P<0.05),此減輕因CCl4造成的肝組織損傷,有效減少炎癥因子的產(chǎn)生。
Qin Liu等[17]研究表明,在菜籽殼中檢測(cè)到8種酚酸酸。芥子堿的含量為0.93~1.76 mg/g。芥子酸和原兒茶酸是菜籽殼中兩種主要的不溶性酚類(lèi)物質(zhì)。
楊曉宇[18]研究表明水酶法菜籽油中酚類(lèi)化合物,尤其是酚酸類(lèi)物質(zhì)的含量很高。含量最高的酚類(lèi)物質(zhì)為2,6-二甲氧基-4-乙基苯酚,占檢測(cè)酚酸的99%以上,其次分別為芥子酸(Sinapic acid,SA)、水楊酸和丁香酸。
綜上所述,多酚是一種具有多種生理功能的活性物質(zhì),在食品、藥品、特醫(yī)食品等方面有諸多用途。菜籽及其餅粕是良好的多酚來(lái)源,具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。菜籽多酚的提取工藝方法也有多種選擇,適合不同規(guī)模的企業(yè)選擇使用,因此提取開(kāi)發(fā)利用菜籽多酚,具有很好的發(fā)展前景