萌发青稞降糖、降脂、降压活性研究及其理化性质研究

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青稞是一种富含多种生物活性成分、食药兼用的粮食作物。萌发是一种较为快捷、简便和安全有效的食品原料改性方法,可显著提高青稞中活性物质如:γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量及加工性能,但通常导致青稞中功能性成分如:β-葡聚糖的降解。本文研究了萌发对青稞营养成分和胚乳降解酶的影响并进行萌发青稞在降糖、降脂和降压方面的活性研究。研究了3种胁迫萌发方式对青稞籽粒中β-葡聚糖、GABA、总多酚和总黄酮含量的影响。通过单因素实验确定有利于提高青稞中GABA、总多酚和总黄酮含量的同时保留β-葡聚糖的低氧胁迫萌发工艺参数。在此基础上,研究了萌发对青稞结构特性和蒸煮性质的影响,为青稞后续的产品开发和应用提供理论支持。首先,研究青稞萌发过程中营养成分和胚乳降解酶的变化。结果表明:随萌发时间(0 h~96 h)延长,青稞中β-葡聚糖、淀粉、蛋白质含量逐渐减少,17种游离氨基酸、总多酚和总黄酮含量逐渐增加;GABA含量在萌发0 h~48 h逐渐增加,在萌发48 h~96h逐渐减少;β-葡聚糖酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶活性逐渐增加,谷氨酸脱羧酶(Glutamic acid decarboxylase,GAD)活性在萌发0 h~48 h逐渐增加,萌发48 h~96 h逐渐减少。考虑到萌发时间过长会使青稞中营养成分损失过多,因此萌发时间最长为48 h。此时,青稞中β-葡聚糖含量为4.46%,降解量为11.68%,GABA含量为33.18mg/100g,是原料的3.47倍。然后,以自发性Ⅱ型糖尿病小鼠(Tape 2 diabetic mellitus,T2DM)为受试对象,给予分别添加了10%青稞和5%、10%、20%萌发青稞的高热能饲料,进行青稞和萌发青稞的在降血糖、降血脂方面的活性研究。以原发性高血压模型大鼠(Spontaneously hypertensive rats,SHR)为受试对象给予分别添加了10%青稞和5%、10%、20%萌发青稞的维持饲料,进行青稞和萌发青稞的在降血压方面的活性研究。结果表明:一定剂量的萌发青稞能显著降低T2DM的空腹血糖、胰岛素水平、胰岛素敏感指数、血清总胆固醇、低密度脂蛋白和载脂蛋白B含量,提高卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性(p<0.05),提高载脂蛋白AⅠ含量,从而缓解小鼠体内糖脂代谢紊乱。高剂量的萌发青稞能显著降低SHR血压及血清血管紧张素Ⅱ和血管生成素2含量(p<0.05),显著提高血管舒缓激肽、前列环素、一氧化氮和内皮源性超极化因子含量(p<0.05),缓解SHR高血压症状。接着,研究3种胁迫萌发方式(盐、低温、低氧)对青稞中β-葡聚糖含量、GABA、总多酚和总黄酮的含量的变化。结果表明:40 mg/L、80 mg/L、160 mg/L Cu2+、4 mg/L亚硒酸钠溶液可以抑制青稞中β-葡聚糖的降解,但不利于GABA、总多酚和总黄酮的富集。低温(-20°C、5°C)胁迫萌发后青稞中β-葡聚糖含量高于对照组(15℃),但对于GABA、总多酚和总黄酮的富集效果不佳。3种低氧胁迫萌发方法均能减少青稞中β-葡聚糖的降解量;先萌发后真空,有利于提高青稞中GABA、总多酚和总黄酮含量。先真空后萌发、先萌发后水浸泡这两种低氧胁迫萌发方法对于GABA、总多酚和总黄酮的富集效果不好。进一步通过单因素试验优化低氧胁迫萌发,确定最佳处理工艺参数为:浸泡10 h、萌发24 h、温度25°C、-0.07 MPa存放24 h。该条件处理下青稞中GABA、总多酚和总黄酮含量分别为80.47 mg/100g、317.92 mg/100g、298.77 mg/100g,分别是原料8.41倍、1.27倍、1.57倍,对照组的1.82倍、1.02倍、1.08倍。此时β-葡聚糖含量为4.41%,是对照组的1.05倍,相比原料降解了12.68%。最后,研究萌发前后青稞米的蒸煮特性和理化性质的变化。结果表明:青稞米的表面出现裂缝,烹饪过程中吸水率显著上升,最佳蒸煮时间缩短5 min,硬度从5003.43 g下降至3272.82 g。萌发后,青稞米的糊化焓从5.27 J/g降低至3.31 J/g,糊化温度显著升高(p<0.05),糊化粘度显著下降(p<0.05),回生值从2457 c P降低至1393 c P;淀粉晶型结构被破坏,相对结晶度从10.02%下降至5.17%。上述结果表明,萌发青稞可作为预防和治疗Ⅱ型糖尿病和与胰岛素抵抗相关疾病、高血脂、高血压等心血管疾病的潜在功能性食品。低氧胁迫下GABA、总多酚和总黄酮含量显著提高,且β-葡聚糖降解量减少,并改善青稞的蒸煮品质。
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