白果银杏毒的组织分布、贮藏加工变化及其酶催化脱除研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shinboy_zsl
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白果是我国卫健委批准的药食同源食品,其除了含有淀粉、脂肪、蛋白质、糖类、维生素和微量元素等营养成分外,还含有银杏黄酮、银杏萜内酯等功能成分,具有抗肿瘤、抗氧化、降血脂、抑菌杀毒等多种生理活性。但是白果有毒,过量食用会造成呕吐、癫痫甚至死亡等不良后果。该毒性极大地限制了白果加工业的发展,并造成了大量白果资源的浪费。研究表明,白果中主要致毒物质为4’-O-甲基吡哆醇(4’-O-methylpyridoxine,MPN)和它的糖苷衍生物4’-O-甲基吡哆醇-5’-葡萄糖苷(MPN-5’-glucoside,MPNG),二者统称为银杏毒。目前,国内外学者尚未开发出成熟的白果脱毒技术。针对白果的脱毒现状,本文研究了银杏毒在不同品种白果各部位中的含量分布情况以及在贮藏、加工过程中的变化规律;开发并优化了银杏毒的生物酶法脱除工艺;考察了白果粉酶法脱毒前后的营养、功能成分变化及安全性;最后探究了银杏毒的酶法脱毒机制。本论文主要研究内容及结果如下:(1)白果银杏毒的组织分布及贮藏、加工变化。利用盐酸胍溶液(3 M)代替超纯水作为提取溶剂提取白果中的银杏毒,分别测定了马铃、小圆子、大龙眼、梅核、洞庭皇和佛手各部位中银杏毒的含量。结果表明:不同品种白果各个部位中均含有银杏毒,其平均毒性含量由高到低分别是胚芽、外种皮、内种皮、胚乳、骨质中种皮;整果毒性含量在2714.07-4830.44μg/g之间,从大到小依次为梅核、马铃、小圆子、大龙眼、洞庭皇、佛手;根据各部位MPNG和MPN的相对含量,推测成熟白果中银杏毒的天然积累形式是MPNG。白果在去壳状态下MPNG极易转化成MPN,其在冷藏(4℃)过程中的转化速率高于冻藏(-20℃),白果中的TMPN含量(MPNG和MPN的含量之和)在带壳/去壳冷藏(4℃)以及带壳/去壳冻藏(-20℃)条件下贮藏100天后分别降低了29.36%、50.63%、12.57%和46.14%;MPN的毒性是MPNG的4倍,综合考虑贮藏期与毒性,得出白果的最佳贮藏方式为带壳冻藏。沸水煮白果能够通过银杏毒的溶出起到物理减毒的效果,而在保证白果可食性的前提下,炒制、微波和烘烤对银杏毒含量的影响很小。(2)生物酶法脱除白果银杏毒的工艺研究。葡萄糖氧化酶、酪氨酸酶、辣根过氧化物酶、黄曲霉毒素解毒酶对MPN标品无降解作用;分别利用煮沸和抑制剂/金属离子灭酶活设置对照组实验,证实了漆酶-ABTS体系对MPN标品的降解作用;白果中的银杏毒同样能被漆酶-ABTS体系降解,但ABTS不能应用于食品,因此根据GB 2760-2014筛选丁香醛作为ABTS的替代物;利用单因素和响应面实验确定漆酶-丁香醛酶解白果银杏毒的最佳条件为投酶量0.032 U/μg(初始酶活/TMPN含量)、丁香醛添加浓度0.8 m M、反应温度为40℃、料液比为1/60 g/m L、反应时间3 h,此条件下MPNG和MPN能同时被漆酶-丁香醛体系降解,TMPN的降解率可达100%。(3)脱毒白果粉的营养、功能及安全性评价。对脱毒前后白果粉的营养、功能成分进行了定量分析,并以小鼠急性经口毒性试验评价脱毒白果粉的安全性。结果表明:相比于脱毒前,脱毒后白果粉中的脂肪含量减少了17.00%;淀粉、蛋白质、总糖和还原糖含量均未发生显著性改变;游离氨基酸含量提高了13.96%;α-生育酚、吡哆胺、烟酰胺在脱毒后含量分别减少了100%、66.96%、18.29%;抗坏血酸含量提高了16.81%;烟酸只在脱毒白果粉中检测到;视黄醇、核黄素、吡哆醇和吡哆醛在白果粉脱毒前后均未检测到;脱毒后白果粉中各类微量元素含量比脱毒前也相应提高,但均在安全范围内;白果中的功能成分包括银杏黄酮、银杏萜内酯、银杏酚酸和总酚,脱毒后含量分别减少了27.50%、49.79%、14.19%和17.91%。小鼠急性经口毒性实验结果显示,经漆酶-丁香醛体系酶解后的脱毒白果粉LD50>10000 mg/kg·bw,属于实际无毒。(4)漆酶-丁香醛体系脱毒机制的初步解析。利用紫外-可见全波长扫描、傅里叶红外光谱、HPLC-MS和GC-MS这四种分析方法对MPN及丁香醛的酶解产物进行了初步鉴定。结果表明:MPN酶解产物在250 nm以下和350 nm以上无特征吸收波长,而在250-350 nm波长范围内无法明确,丁香醛的氧化产物的紫外特征吸收波长为274 nm;MPN吡啶环的红外特征吸收峰随着反应进行逐步减弱,但并未观察到有新的红外特征吸收峰生成;通过HPLC-MS分析,MPN酶解体系中共出现了7种新物质,其中1种明确为丁香醛的氧化产物、相对分子质量为168.05,结合GC-MS结果,推测其为2,6-二甲氧基-1,4-苯醌,另外6种推测是MPN的酶解产物,其相对分子质量分别为166.09、178.07、181.03(2种)和183.10(2种),具体结构需进一步鉴定。
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