黄皮的风味特征、酚类化合物表征及其体外消化特征研究

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黄皮为我国南方的特色水果,不仅风味独特,且营养丰富,具有开胃健脾、润肺止咳等功效,有“果中之宝”的美誉。本研究以海口永兴种植的大鸡心黄皮为研究对象,主要探究了其不同部位(果皮、果肉和果籽)的风味特征,不同部位的游离态、缀和态和结合态多酚的含量、组成及其抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶活性。并且,采用体外消化模型,研究了不同部位在口腔、胃、小肠和大肠的消化特性。主要研究结果如下:(1)基于气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)和电子鼻技术对黄皮的果皮、果肉、果籽的香气组成及整体香气特性进行了研究。GC-MS测试结果表明,大鸡心黄皮中共发现6类、78种挥发性物质。其中,果皮、果肉、果籽中萜烯类相对含量最高。总体来看,黄皮的果皮、果肉、果籽中挥发性物质的组成大体相似。电子鼻结果与GC-MS相匹配。另外,还基于高效液相色谱法(HPLC)对皮、肉、籽的主要呈味糖组成和主要呈味有机酸组成进行了分析。呈味糖结果表明,果肉种蔗糖、果糖、葡萄糖含量最多。呈味酸结果表明,果皮中琥珀酸含量最高、果肉中含量最高的是苹果酸、果籽中含量最高的是草酸,同时仅有果籽中含有一定量的延胡索酸。(2)测定了黄皮果皮、果肉、果籽的总多酚和总黄酮含量,并且基于超高效液相色谱串联傅里叶变换质谱技术(UHPLC-Q Extractive HF-X)和HPLC对此三个部位的游离态、缀和态和结合态的酚类组成进行了定性、定量解析。同时,测定了这三个部位的三种类型多酚的抗氧化活性和对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。并且,基于主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和聚类分析(Cluster Analysis,CA)探究不同部位的多酚组成差异;基于PCA分析和多酚组成对抗氧化活性和对α-葡萄糖苷酶的抑制作用的相关性分析,从而寻找黄皮中重要的多酚成分。结果表明:果皮的总多酚、总黄酮含量最高,果籽的总多酚、总黄酮含量最低。基于UHPLC-Q Extractive HF-X与HPLC技术,邻香豆酸是果皮、果肉中含量最高的多酚单体、杨梅素是果籽中含量最高的多酚单体。另外,结合态中的主要多酚单体含量要大于缀合态和结合态。在抗氧化能力和降糖能力测定中,果皮表现出最强的抗氧化能力,各部位结合酚抗氧化能力强于游离酚、缀合酚。各部位均表现出良好的α-糖苷酶抑制能力。基于PCA分析得分图和CA分析,结果表明,果皮和果籽的酚酸组成相似,果皮和果肉的酚酸组成差异较大。基于PCA分析载荷图和相关性热图分析三态多酚的结果表明,没食子酸、绿原酸、龙胆酸等对黄皮的抗氧化能力起主要作用;芦丁、槲皮素3-O-葡萄糖苷、龙胆酸等对α-糖苷酶活性起重要作用。(3)基于体外消化模型、LC-MS靶向类黄酮分析及主要酚酸的HPLC分析,探究了黄皮的果皮及果肉的多酚提取物在口腔、胃、小肠及大肠中的释放情况,并同时测定了各消化阶段多酚提取物的抗氧化活性及抑制α-葡萄糖苷酶活性,PCA和CA探究黄皮消化过程中的多酚组成差异。结果表明:体外消化过程明显促进了黄皮的果皮、果肉中酚酸和类黄酮化合物的释放。LC-MS靶向类黄酮和HPLC分析中,芦丁、表儿茶素和没食子酸等是果皮消化过程中释放的主要多酚化合物。龙胆酸、绿原酸和芦丁等是果肉释放的主要酚类化合物。此外,在抗氧化能力测定中,果皮、果肉分别在在口腔阶段、小肠阶段表现出最强的抗氧化能力。在消化各阶段呈现出的抗糖能力中,果皮、果肉在口腔消化阶段均显示出最好的α-葡糖苷酶抑制效果。基于PCA分析得分图和CA分析,果皮、果肉中在各消化过程中的多酚化合物进行分类,可分成两个主要类。基于PCA分析载荷图和相关性热图分析表明,杨梅素、没食子酸和芦丁等对黄皮消化过程中的抗氧化能力起主要作用;芦丁、槲皮苷、槲皮素3-葡萄糖苷等与α-糖苷酶活性起重要作用。本研究系统地分析了大鸡心黄皮不同部位的风味特性,游离态、缀和态及结合态多酚的组成及其体外抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶的活性,并通过单因素分析(方差分析、皮尔逊相关分析)与多元分析(PCA和CA)相结合,分析了各酚类物质对体外生物学活性的贡献。另外,本研究还为食用大鸡心黄皮的果皮和果肉后的体外消化特性及健康益处提供一定的理论支撑。总的来看,黄皮在功能性食品的应用中具有广阔前景。
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