黄秋葵可溶性膳食纤维提取及通便作用研究

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黄秋葵(Abelmoschus esculentus(L.)Moench)为锦葵科、木槿族、秋葵属的草本植物,原产自非洲、南亚等热带或亚热带地区,是目前广受青睐的新型蔬菜,不仅口感嫩滑、风味鲜美,而且具有很高的营养价值。目前关于黄秋葵可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)的研究较少,对其提取工艺的优化鲜有报道;对于黄秋葵SDF理化特性的研究没有深入到微观结构的层面,结合其构效关系进行探究。本文以黄秋葵果荚为研究对象,采用复合酶解法提取果荚中的SDF,通过响应面分析法优化黄秋葵SDF的提取条件;对提取产物进行结构表征、理化性质的测定,通过体外实验探究其吸附葡萄糖、胆固醇等物质的能力,交换阳离子的能力,以及清除自由基、还原铁离子的能力;通过动物实验探究其润肠通便作用。(1)通过单因素实验,探究料液比、加酶量、复合酶酶解时间、复合酶酶解温度等不同因素对黄秋葵SDF得率的影响。在单因素实验的基础上进行响应面分析,得到复合酶法制备黄秋葵SDF的最优条件。结果表明:在料液比1:24 g/m L、加酶量1.8%、复合酶酶解时间54 min、复合酶酶解温度62℃的提取条件下,黄秋葵SDF得率达到最大值,为10.94%,与预测值之间的相对误差为1.48%,证明模型的预测较为可信,能够较好地反映黄秋葵SDF提取中的实际情况。(2)经分级筛选得到不同粒度的黄秋葵SDF,测定各粒度SDF的持水力、膨胀力、持油力和溶解度等性质,并通过扫描电镜观察、红外光谱扫描、X射线衍射等方法对黄秋葵SDF的化学基团、晶体结构和微观形态进行表征。黄秋葵SDF的持水力可达5.61 g/g,膨胀力可达3.35 m L/g,持油力可达4.88 g/g。黄秋葵SDF的溶解度随温度的升高显著增加,随pH值的升高先增加后降低,在pH=7.0时溶解度最高。黄秋葵SDF的微观结构显示,在复合酶的作用下,黄秋葵SDF表面的淀粉类物质被充分除去;黄秋葵SDF的晶体结构符合纤维素I晶型的特征,其红外光谱图线符合膳食纤维类物质的典型特征。(3)在葡萄糖吸附实验中,随着葡萄糖溶液浓度的升高,黄秋葵SDF的葡萄糖吸附能力变强,其中粒度较细的SDF能够吸附更多葡萄糖。黄秋葵SDF对胆固醇的吸附能力在pH=7.0的中性环境中较强,在pH=2.0的酸性环境中较弱;随着粉碎程度的增加,黄秋葵SDF吸附胆固醇的能力先增强后减弱,最高可达到9.429 mg/g。黄秋葵SDF经酸化后,其溶液具有弱酸的某些性质,能够减缓溶液pH值的升高,对H+的交换能力可达0.377mmol/g。黄秋葵SDF的总酚含量为23.44±1.45 mg/g,比提取前的黄秋葵粉高44.0%。黄秋葵SDF在提取后的抗氧化活性有所增强,其清除DPPH·、ABTS+·自由基,以及还原Fe3+的能力强于黄秋葵粉。(4)通过动物实验探究黄秋葵SDF的润肠通便作用。经每日灌胃10 mg/kg·bw盐酸洛哌丁胺,持续14 d后,小鼠的便秘模型被成功建立。设置高、中、低三个黄秋葵SDF剂量组,同模型对照组、空白对照组同时饲喂14 d,每组各20只小鼠。在日常饲喂期间,各黄秋葵SDF剂量组和模型组小鼠正常成长,平均体重平稳增加,与空白对照组相比无显著差异;同时,均未出现严重不良反应,摄食量、饮水量均在正常范围内。灌胃中剂量(0.6 g/kg·bw)黄秋葵SDF后,该组小鼠的排便频率、排便数量和小肠推动力恢复情况最好。
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