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为合理利用野生刺梨资源,研究人员分析其不同地区果实 SDF 质量,发现差异显著,为开发利用提供依据。
刺梨,这种生长在我国西南山区海拔 500 - 2500 米的野生水果,因其维生素 C 含量极高,被誉为 “维生素 C 之王”。它不仅营养丰富,还具有抗氧化、抗衰老、降血脂等多种药用价值,是一种极具潜力的药食两用原料。其中,膳食纤维作为刺梨的主要功能成分,尤其是可溶性膳食纤维(SDF),因其良好的溶解性、持油持水能力等,在调节血糖血脂、促进肠道消化等方面发挥着重要作用,同时在食品加工领域也具有重要价值。
然而,贵州虽拥有丰富的野生刺梨资源,年产量约 1200 吨,但由于果实利用不合理,造成了大量资源浪费。而且,不同地区的刺梨果实,受海拔、气候等因素影响,其 SDF 质量存在显著差异,可此前却鲜有人对这些差异进行系统研究。这一知识空白严重阻碍了刺梨 SDF 的开发利用与质量控制。为填补这一空白,茅台学院的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了深入探究野生刺梨果实 SDF 的质量特征,从贵州十个不同地区采集了约 3kg 大小和成熟度一致的野生刺梨果实作为实验原料。他们运用了多种先进的实验技术,主要包括:
- SDF 提取技术:通过改进的酶解法,利用纤维素酶等进行水解,再经过多次离心、沉淀、洗涤、冻干等步骤,成功提取出 SDF 。
- 结构表征技术:运用紫外光谱扫描、傅里叶变换红外光谱(FT - IR)分析、离子色谱等技术,对 SDF 的结构和单糖组成进行深入剖析;借助激光光散射仪等设备测定分子质量。
- 性能测定技术:采用多种方法分别测定 SDF 的理化性质、抗氧化活性以及在酸奶中的应用性能,如测定油 holding capacity、swelling capacity、foaming properties 等。
研究结果如下:
- 结构表征分析:
- 光谱分析:不同地区的 SDF 在 280nm 处有吸收峰,表明存在杂质;FT - IR 光谱显示,它们都具有多糖特征吸收峰,但波长略有差异,均含有 O - H、C - H、羧基等多糖特定功能基团 。
- 单糖组成:SDF 主要由葡萄糖(41.57 - 75.63%)、半乳糖醛酸(10.90 - 22.01%)等单糖组成。LP 地区的 SDF 葡萄糖含量最高,AZ 地区最低,且不同地区 SDF 的单糖组成差异明显,属于酸性杂多糖。
- 分子质量分析:各地区 SDF 分子质量差异较大,LP 地区的数均分子量、重均分子量和峰分子量较高,ZR 地区较低,这可能与生物活性差异有关。
- 表面形态:扫描电镜观察发现,不同地区 SDF 的微观结构差异显著,如 TR 地区的 SDF 呈皱纹卷曲状,QP 地区为球形颗粒状,这些结构差异可能与单糖组成和分子间相互作用有关。
- X 射线衍射(XRD)分析:各地区 SDF 的 XRD 图谱相似,在 19° - 21° 有宽峰,表明主要为无定形结构,LP 地区衍射强度最高,AZ 地区最低。
- 理化性质:
- 油 holding capacity:QP 地区的 SDF 油 holding capacity 显著高于其他地区,ZR 和 ZS 地区最低。
- swelling capacity 和 foaming properties:AZ 地区的 SDF swelling capacity 和稳定性较高,TR 地区的 foaming properties 明显优于其他地区,QK 地区的 foaming ability 和稳定性较差。
- 化学组成分析:
- 总糖含量:不同地区 SDF 的总糖含量差异显著,ZS 地区最高,LZ 地区最低。
- 蛋白质含量:BD 地区的 SDF 蛋白质含量最高,ZS 地区最低,所有地区的蛋白质含量在 8.61 - 11.69% 之间。
- 抗氧化活性:BD 地区的 SDF 对 ABTS 自由基的清除效果显著,TR 地区的 SDF 对 DPPH 自由基的清除能力较强,抗氧化活性受结构、单糖组成等多种因素影响。
- 在酸奶中的应用性能:
- 酸度和 pH:添加 SDF 的酸奶滴定酸度显著高于对照组,pH 降低,QP 地区的酸奶酸度最高,pH 最低,这与乳酸菌的生长和产酸有关。
- water - holding capacity:添加 SDF 可显著提高酸奶的 water - holding capacity,减少水分分离。
- 质地:添加 SDF 的酸奶硬度和粘附性显著高于对照组,LP 地区的酸奶硬度和稠度最高,这与 SDF 的多糖组成和分子质量有关。
研究结论与讨论:不同地区野生刺梨果实 SDF 的质量特征存在显著差异,这些差异体现在总糖含量、理化性质、结构特征和抗氧化活性等方面。在酸奶应用中,SDF 能显著影响酸奶的酸度、pH、water - holding capacity 和质地等品质。该研究为刺梨基食品和营养产品的开发提供了科学依据,对野生刺梨资源的开发利用、刺梨膳食纤维产业的发展以及相关植物的生产加工具有重要的指导意义。不过,目前研究仅揭示了这些差异,未来还需进一步深入研究,以充分挖掘刺梨 SDF 在食品和营养行业的巨大潜力。