论文部分内容阅读
鹰嘴豆(Cicer arietinum L.)是世界上重要的豆类作物之一。作为世界上第三大豆类作物，种植地区超过45个国家，非洲和亚洲国家是其主要种植区。鹰嘴豆的主要品种包括Desi型(C.arietinumssp.Orientale和C.arietinumssp.Asiatinum)和Kabuli型(C.arietinumssp.Mediterraneum和C.arietinumssp.Eurasiaticum)。鹰嘴豆作为发展中国家主要的素食饮食营养来源，可为人体提供丰富的碳水化合物，蛋白质和矿物质。食用鹰嘴豆具有多种健康益处，可预防一些主要的人类疾病，例如心血管疾病、2型糖尿病和癌症等。此外，也有研究报道食用鹰嘴豆可以降低肥胖人群的总血浆胆固醇水平。已有研究表明，天然来源的多糖具有多种生物活性，例如抗肥胖、抗糖尿病、保肝、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、抗炎和免疫调节等。肠道微生物群的调节对于调节宿主代谢和维持人类健康具有重要意义。最近的研究表明，膳食多糖可以不被消化系统消化并且安全地到达大肠，从而被肠道微生物群降解和利用。作为食品工业废弃物的鹰嘴豆壳含有大量的抗氧化的生物活性成分。已经证明鹰嘴豆壳多糖具有良好的抗氧化和免疫调节活性。
本研究从鹰嘴豆壳中提取得到粗多糖，研究了其理化性质、功能特性和热稳定性。粗多糖经纯化后得到CHPS，利用RAW264.7细胞研究了CHPS的体外免疫调节活性，通过体外模拟消化探究CHPS在唾液，胃和小肠中的消化情况，并研究了CHPS对肠道微生物群的影响。此外，CHPS被用于开发基于CMC的活性食品包装膜，并研究了生物复合涂料对番茄果实品质的影响。
首先，采用热水浸提法从鹰嘴豆壳中提取鹰嘴豆壳多糖(CHPS)。测定了CHPS的理化性质，热稳定性和流变性质。结果表明，CHPS主要由碳水化合物(59.64±2.87％)、糖醛酸(32.08±1.24％)和蛋白质(2.09±0.03％)组成。CHPS由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖组成，其摩尔百分比分别为2.16、2.96、32.17、9.87、17.21、6.29和13.38％。功能分析表明CHPS具有良好的持油能力、发泡性能、乳化能力和热稳定性。X射线光谱和扫描电子显微镜(SEM)结果表明，CHPS为半结晶结构。-13CNMR(核磁共振)的固态光谱表明CHPS为复杂且非均相的聚合物。这些结果表明，CHPS可以作为多功能添加剂应用于药物、化妆品和食品工业中。
其次，研究了CHPS的免疫调节活性。在RAW264.7小鼠巨噬细胞进行的体外试验中，CHPS的三个纯化组分均可有效调节免疫活性。其中，CHPS-3对细胞活力的影响更大，促进吞噬指数的程度更高，对酸性磷酸酶活性的影响最大。此外，CHPS-3可显著(p＜0.05)促进一氧化氮(NO)和细胞因子(IL-6，IL-1β，TNF-α)水平的分泌。这些结果表明CHPS具有增强免疫活性的作用，可作为功能性食品的添加剂应用于食品中。
研究了CHPS的体外模拟消化和发酵过程，采用高通量测序技术测定了CHPS对肠道微生物群的影响。结果表明，唾液淀粉酶，人工胃液和小肠液对CHPS没有影响，但经肠道微生物群发酵后，CHPS的分子量、还原糖和碳水化合物含量显著下降(p＜0.05)。CHPS对肠道微生物组成的调节效果表明其具有降低肥胖风险的潜力。此外，发酵结果表明，发酵体系的pH值下降，短链脂肪酸(SCFA)含量显著增加。这些结果表明CHPS可作为功能性食品组分来改善人类肠道健康。
此外，将CHPS与羧甲基纤维素(CMC)结合，以开发基于CMC的CHPS(CMC-CHPS)膜。研究了膜的物理性质和机械性能颜色、透光率、抗氧化活性和抗菌抑制作用。采用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)研究了基团相互作用，薄膜结构和热稳定性。结果表明，与对照膜相比，CMC-CHPS膜的一些物理和机械性能，如水分含量、制动伸长率和水蒸汽渗透性降低;厚度、溶胀率、水溶性和拉伸强度显著增加(p＜0.05)。此外，CMC-CHPS膜对DPPH和ABTS自由基都有潜在的抗氧化作用。扫描电子显微镜的结果显示，CMC-CHPS薄膜具有粗糙和非均匀的形态，而对照薄膜结构光滑，均匀致密。FT-IR结果反映了CMC和CHPS之间的化学基团具有良好的相互作用。DSC结果表明，与对照组78.21℃相比，CMC-CHPS膜的玻璃化转变温度可从82.68℃显著提高到90.39。C(p＜0.05)。薄膜的热稳定性得到改善，表明CMC-CHPS膜可用作食品包装的生物复合材料。最后，研究了CMC-CHPS膜对番茄保质期和理化性质的影响。采用不同CHPS浓度(0.25％，0.50％，0.75％和1.00％)涂裹于番茄表面，于20℃贮藏。结果表明，与对照组相比，CMC-CHPS涂层可有效改善呼吸速率、重量损失、硬度、番茄红素含量、总可溶性固体含量、维生素C、总多酚与水果品质。需要注意的是，所有这些作用都具有剂量依赖性。总之，使用含有CMC-CHPS涂料可以延长番茄的保质期。
总的来说，本研究结果表明，鹰嘴豆壳多糖可以通过大孔树脂进行分离纯化。鹰嘴豆壳多糖具有良好的功能和热性能，可有效调节免疫和肠道微生物。基于CMC的活性食品包装膜具有良好的抗氧化性能和薄膜性能。此外，CMC-CHPS可食性膜材料可有效改善番茄果实的品质参数。
本研究从鹰嘴豆壳中提取得到粗多糖，研究了其理化性质、功能特性和热稳定性。粗多糖经纯化后得到CHPS，利用RAW264.7细胞研究了CHPS的体外免疫调节活性，通过体外模拟消化探究CHPS在唾液，胃和小肠中的消化情况，并研究了CHPS对肠道微生物群的影响。此外，CHPS被用于开发基于CMC的活性食品包装膜，并研究了生物复合涂料对番茄果实品质的影响。
首先，采用热水浸提法从鹰嘴豆壳中提取鹰嘴豆壳多糖(CHPS)。测定了CHPS的理化性质，热稳定性和流变性质。结果表明，CHPS主要由碳水化合物(59.64±2.87％)、糖醛酸(32.08±1.24％)和蛋白质(2.09±0.03％)组成。CHPS由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖和阿拉伯糖组成，其摩尔百分比分别为2.16、2.96、32.17、9.87、17.21、6.29和13.38％。功能分析表明CHPS具有良好的持油能力、发泡性能、乳化能力和热稳定性。X射线光谱和扫描电子显微镜(SEM)结果表明，CHPS为半结晶结构。-13CNMR(核磁共振)的固态光谱表明CHPS为复杂且非均相的聚合物。这些结果表明，CHPS可以作为多功能添加剂应用于药物、化妆品和食品工业中。
其次，研究了CHPS的免疫调节活性。在RAW264.7小鼠巨噬细胞进行的体外试验中，CHPS的三个纯化组分均可有效调节免疫活性。其中，CHPS-3对细胞活力的影响更大，促进吞噬指数的程度更高，对酸性磷酸酶活性的影响最大。此外，CHPS-3可显著(p＜0.05)促进一氧化氮(NO)和细胞因子(IL-6，IL-1β，TNF-α)水平的分泌。这些结果表明CHPS具有增强免疫活性的作用，可作为功能性食品的添加剂应用于食品中。
研究了CHPS的体外模拟消化和发酵过程，采用高通量测序技术测定了CHPS对肠道微生物群的影响。结果表明，唾液淀粉酶，人工胃液和小肠液对CHPS没有影响，但经肠道微生物群发酵后，CHPS的分子量、还原糖和碳水化合物含量显著下降(p＜0.05)。CHPS对肠道微生物组成的调节效果表明其具有降低肥胖风险的潜力。此外，发酵结果表明，发酵体系的pH值下降，短链脂肪酸(SCFA)含量显著增加。这些结果表明CHPS可作为功能性食品组分来改善人类肠道健康。
此外，将CHPS与羧甲基纤维素(CMC)结合，以开发基于CMC的CHPS(CMC-CHPS)膜。研究了膜的物理性质和机械性能颜色、透光率、抗氧化活性和抗菌抑制作用。采用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)研究了基团相互作用，薄膜结构和热稳定性。结果表明，与对照膜相比，CMC-CHPS膜的一些物理和机械性能，如水分含量、制动伸长率和水蒸汽渗透性降低;厚度、溶胀率、水溶性和拉伸强度显著增加(p＜0.05)。此外，CMC-CHPS膜对DPPH和ABTS自由基都有潜在的抗氧化作用。扫描电子显微镜的结果显示，CMC-CHPS薄膜具有粗糙和非均匀的形态，而对照薄膜结构光滑，均匀致密。FT-IR结果反映了CMC和CHPS之间的化学基团具有良好的相互作用。DSC结果表明，与对照组78.21℃相比，CMC-CHPS膜的玻璃化转变温度可从82.68℃显著提高到90.39。C(p＜0.05)。薄膜的热稳定性得到改善，表明CMC-CHPS膜可用作食品包装的生物复合材料。最后，研究了CMC-CHPS膜对番茄保质期和理化性质的影响。采用不同CHPS浓度(0.25％，0.50％，0.75％和1.00％)涂裹于番茄表面，于20℃贮藏。结果表明，与对照组相比，CMC-CHPS涂层可有效改善呼吸速率、重量损失、硬度、番茄红素含量、总可溶性固体含量、维生素C、总多酚与水果品质。需要注意的是，所有这些作用都具有剂量依赖性。总之，使用含有CMC-CHPS涂料可以延长番茄的保质期。
总的来说，本研究结果表明，鹰嘴豆壳多糖可以通过大孔树脂进行分离纯化。鹰嘴豆壳多糖具有良好的功能和热性能，可有效调节免疫和肠道微生物。基于CMC的活性食品包装膜具有良好的抗氧化性能和薄膜性能。此外，CMC-CHPS可食性膜材料可有效改善番茄果实的品质参数。