（食品科学专业论文）“米邦塔”仙人掌成分分析及产品开发.pdf

摘要 摘要 1 9 9 8 年，国家农业部从墨西哥引进“米邦塔”食用仙人掌，因其产量大，具有营养 及功能性成分而备受关注。本文对仙人掌各部分营养及功能性成分、仙人掌的体外抗氧 化功能、仙人掌酒的加工工艺及仙人掌粉在焙烤食品中的应用等进行了试验研究。 ( 1 ) 仙人掌被分成仙人掌皮粉、渣粉和仙人掌汁三部分，对各部分营养成分及功能特 性分析研究。仙人掌皮粉、渣粉和汁中高钾低钠，皮粉、渣粉、汁中钾钠含量比分别为 5 6 1 ：1 、3 6 5 ：1 、1 3 4 ：1 ：仙人掌皮粉、渣粉中黄酮、多糖含量比较丰富，黄酮含量分 别为2 3 1 m g g 、1 6 4 m g g ，多糖含量分别为2 5 6 3 m g g 、2 6 3 2 m g g ；对仙人掌粉的挥发 性成分进行g c m s 分析，得出酸类物质相对含量较高，占峰面积的4 1 9 9 ，醛类物质、 醇类物质各占2 0 左右，酯类物质、酮类物质占3 4 ，其次还有少量的胺类、呋喃 类等物质；仙人掌汁中s o d 活力高达2 1 3 0 6 u m l ，多糖含量达1 9 6 m g g ，黄酮含量 0 3 0 2 m g m l 、总酚0 6 9 9 m g m l ；采用高效液相色谱仪对仙人掌汁有机酸分析得出，仙 人掌汁以柠檬酸、苹果酸为主，含量分别为1 7 4 9 l 、2 9 5 9 l ；草酸未检出。 ( 2 ) 分别采用普鲁士兰法测定还原力、硫氰酸铁法测定亚油酸氧化抑制能力、共轭二 烯法和巴比妥酸法测定脂质体过氧化能力、比色法测定 d p p h 1 自由基清除能力、化学 发光发测定超氧阴离子自由基 o f 】清除能力，对仙人掌不同溶剂提取物的抗氧化性进 行体外试验评价。结果表明仙人掌皮粉甲醇提取物、渣粉甲醇提物和仙人掌水提物在以 上体系中均具有一定的抗氧化和清除自由基能力。 ( 3 ) 对仙人掌原汁进行护色与澄清处理，通过单因素和正交试验确定仙人掌汁较好的 护色剂为0 0 3 v c + 0 0 1 n a 2 s 0 3 、热烫时间3 m i n 、护色时间0 5 h ；酶解澄清的最佳 工艺为酶解温度5 0 、反应液p h 为4 9 5 、酶加量0 1 4 9 l 、酶解时间1 8 h 、c a c l ：添 加量0 2 1 5 9 l ，在此条件下测得仙人掌汁的透光率达9 4 2 ，放置一段时间并无沉淀 生成；利用处理好的仙人掌汁配制成营养丰富、风味独特的3 8 0 、4 2 。、4 6 。系列仙人掌 酒。 ( 4 ) 把仙人掌粉添加到面包、桃酥中生产功能性焙烤型食品，结果得出：当仙人掌粉 添加量为5 时，焙烤出的仙人掌面包从营养和感官评分最高；当仙人掌粉添加量为15 时，仙人掌桃酥品质较好；仙人掌面包、仙人掌桃酥中黄酮含量分别为：8 2 6 h g g 、 2 6 2 8 g g ，黄酮的损失率分别为2 8 6 、2 4 2 。 关键词“米邦塔”仙人掌，营养成分分析，自由基清除能力，体外抗氧化性，仙人 掌酒，仙人掌焙烤食品 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t i n1 9 9 8 ，n a t i o na 鲥c u l t u r ed e p a r t m e n ti n t r o d u c e do p u n t i am i l p aa l t a ( o m p ) f r o mm e x i c o ，j t w a sp a i da t t e n t i o nt ob yi t sp r o d u c t i o na n di t sn u t r i t i o n a la n df u n c t i o n a lc o m p o n e n t s t h e n u t r i t i o n a la n df u n c t i o n a lc o m p o n e n t so fe a c hp a r to fo m p , t h eb i o a c t i v i t i e so fo m pw e r e i n v e s t i g a t e di n t h i sp a p e rt h ep r o d u c i n gp r o c e s so fo m p sw i n ea n dt h ea p p l i c a t i o no f o m p 7 sp o w d e ri nb a k i n gf o o dw e r ea l s oe v a l a t e si nt h i sp a p e r ( 1 ) o m pw a s d i v i d e di n t ot h r e ep a r t s ，t h e yw e r eo m p j u i c e ，o m p 7p o w d e ra n di t sr e s i d u e t h en u t r i t i o n a la n df u n c t i o n a lc o m p o s i t i o n so fe a c hp a r to fo m pw a sa n a l y z e d t h er e s u l t s h o w e dt h a to p u n t i am i l p aa i mw a sak i n do fv e g e t a b l ew h i c hc o n t a i n e dh i g hc o n c e n t r a t i o n p o t a s s i u m ( k ) a n dl o wc o n c e n t r a t i o nn a t r i u m ( n a ) ，t h er a t i oo fk a n dn ai np e e l ，r e s i d u ea n d j u i c e w a s5 6 1 ：1 ，3 6 5 ：1a n d l 3 4 ：1 ，r e s p e c t i v l y ；p e e l a n dr e s i d u eh a v e p l e n t y o f f l a v o n o i d s a n dp o l y s a c c h a r i d e t h ef l a v o n o i d sc o n c e n t r a t i o no fp e e la n dr e s i d u ew a s2 3 1 m g g , 1 6 4 m g g , t h ep o l y s a c c h a r i d ew a sr e s p e c t i v e l y2 5 6 3 m g ga n d2 6 3 2 m g g ；a c c o r d i n gt ot h er e s u l to f g c m s ，w ec o u l ds e ea m o n g a l lc o m p o n e n t so fv o l a t i l i t y , t h ec o m p a r a t i v e l yc o n t e n to fa c i d i c c o m p o n e n t sw a s4 1 9 9 ，a l d e h y d ea n da l c o h o l i cw a sb o t ha b o u t2 0 ，e s t e ra n dk e t o n ew a s a l s ob o t h3 - 4 i no m p p o w d e r ，s e c o n d l yt h e r ew e r eas p o to fa m i n ea n df u r a n ；t h e s u p e r o x i d e d i m u t a s e ( s o d ) i nt h ef l e s ho p u n t i am i l p aa l t aj u i c er e a c h e d2 1 3 0 6u n i t sp e r m i l l i l i t e r , t h ec o n t e n to fp o l y s a c c h a r i d ew a s1 9 6 m g m lt h ef l a v o n o i d sc o n c e n t r a t i o no fj u i c e w a s0 3 0 2 m g m l , t o t a lp h e n o l i cc o m p o u n d sw a s0 6 9 9 m g m l ；a c c o r d i n gt ot h er e s u l to f h p l c ，w ec o u l dk n o wt h a tt h ep r i m a r ya c i d sw e r ec i t r i ca c i da n dm a l i ca c i d ，t h ec o n t e n to f t h e mw a s1 7 4 班a n d2 9 5 l r e s p e c t i v e l yi no m p j u i c e ；o x a l i ca c i dw a sn o td e t e c t e d ( 2 ) t h ed i f f e r e n te x t r a c t i o no fo m p e x h i b i t e da n t i o x i d a n ta c t i v i t i e si nas e r i e so f nv i t r ot e s t i n c l u d i n gr e d u c i n gp o w e rt e s t ，a n t i l i p i dp e r o x i d a t i o n o fl i n o l e i ca c i da n dl e c i t h i n l i p o s o m e ，1 ，1 一d i p h e n y l 一2 一p i c r y l h y d r a z y l ( d p p h ) r a d i c a la n ds u p e r o x i d er a d i c a ls c a v e n g i n g a s s a y s ，w i t hb u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l e ( b h a ) a n da s c o r b i ca c i da sp o s i t i v ec o n t r 0 1 t h e r e s u l t ss u g g e s t e dt h a tt h ed i f f e r e n te x t r a c t i o no fo m pm i g h tp l a yr o l e sa sr a d i c a ls c a v e n g e r a n da n t i o x i d a n t s ( 3 ) w i t hs i n g i ef a c t o ra n do r t h o g o n a lt e s t ，t h eo p t i m a ld e c o l o r a n tw a sc o n f i r m e da s0 0 3 v c + o 0 1 n a 2 s 0 3 ，t e m p e r a t u r e8 5 。ca n dt i m e3m i n ，t i m eo fd e c o l o r a n t0 5 h c o r r e s p o n d i n g r e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i sw e r eu s e dt oo b t a i nt h eo p t i m a lp a r a m e t e r so fp r o c e s s i n g t h e o p t i m u mc o n d i t i o n so fe x t r a c t i o nw e r ea sf o l l o w s ：o 1 4 9 仃a d d i n gp e c t a s e ，r e a c t i o nt i m e1 8 h ， 0 2 1 5 9 la d d i n gc a c l 2 ，t e m p e r a t u r e5 0 c ，p h4 5 ，t h ef i n a lj u i c eh a dat r a n s m i t t a n c y9 4 2 u s i n gt h i s k i n d o fj u i c e ，as e r i e so fa b u n d a n t n o u r i s h m e n t ，u n i q u ef l a v o r w i n eo f o m p ( 3 8 0 ，4 2 0 ，4 6 。) w e r ed e v e l o p p e d ( 4 ) e f f e c to fo m p p o w d e ro nt h ec h a r a c t e r i s t i co fb r e a da n dw a l n u tc a k e ，t h er e s u l ts h o w e d t h a tm a k i n gb r e a dw i t ht h ef l o u rc o n t a i n i n g5 a n dm a k i n gw a l n u tc a k ew i t ht h ef l o u r c o n t a i n i n g 1 5 h a dn ob a de f f e c to nt h es e n s o r y q u a l i t yo fp r o d u c i n g ，t h ec o n t e n to f f l a v o n o i d si n p r o d u c t i o nw a s8 2 6 p g g a n d2 6 2 8 l i g g , r e s p e c t i v e l y a n dt h el o s so f f l a v o n o i d sd u r i n gt h ep r o c e s s i n gw a s2 8 6 a n d 2 4 2 r e s p e c t i v e l y o m p p o w d e rc o u l d u s ea sa d d i t i o na p p l i c a t i o nt ob r e a da n dw a l n u tc a k e k e yw o r d so p u n t i am i l p aa l t a ，a n a l y s i s a c t i v i t y ，a n t i o x i d a n ta c t i v i t y , o p u n t i am i l p a a l t a o fn u t r i t i o n a lc o m p o n e n t s ，r a d i c a ls c a v e n g i n g w i n eo fo p u n t i am i l p aa h a ，b a k i n gf o o do f l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：叠整! 日期：聊年弓月伽 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 硌歪董：导师虢辽笙经 日期：细g 年3 月多日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 仙人掌的研究概况 1 1 1 仙人掌简介 仙人掌( o p u n t i a ) ，又名仙巴掌、霸王树、玉芙蓉、风尾勒、观音掌等，属仙人掌 科( c a c t a c c a e ) 仙人掌属( o p u n t i am i l l ) 肉质植物，仙人掌类植物是仙人掌科所有种 类的通称，常见的有仙人掌、仙人球和仙人鞭；仙人掌是一种富含多种营养成分的多年 生草本植物。我国传统医学早就关注着仙人掌的药用保健作用，明代李时珍曾记载：“人 常食仙人掌可长寿也”。本草纲目、本草求原、分类草药性等中医典籍 对仙人掌的药性及治疗作用都有记载。仙人掌作为药用首载于我国清代赵学敏所著的 本草纲目拾遗，据该书记载：仙人掌味淡性寒，功能行气活血、清热解毒、消肿止 痛、健脾止泻、安神以尿，可以内外服用治疗多种疾病。贵州民间方药集载：仙人 掌为健胃滋养强壮剂，又可补脾、镇咳、安神，治心胃气痛、蛇伤、浮肿。”。 图1 1 仙人掌实物图 f i g 1 1 i l l u s t r a t i o no fo p u n t i a 1 1 2 仙人掌的起源和分布 仙人掌是世界上最古老的植物之一，对它的开发食用已经有5 0 0 0 多年的历史，原产 于南北美洲，主要起源中心在亚马逊河流域，最北分布在北纬5 7 c 的皮斯河一带，最南分布 在南纬4 9 附近，主要分布地带为山地，高原，海岛及沙漠等地区，我国云南、贵州、四 川、广东、广西、福建、海南等省( 区) 有归化呈野生状态的仙人掌，常用作为篱垣。据估 计，目前全世界约有7 0 1 1 0 个属2 0 0 0 余种“1 ，墨西哥是主要的原产地。并不是所有的仙人 掌都可以食用，可以食用的仙人掌有十几种，主要的是墨西哥米邦塔仙人掌、金字塔仙 人掌等。 江南大学硕士学位论文 1 1 3 国内菜用仙人掌的起源、栽培及产量状况 墨西哥仙人掌资源形成了食用、蔬菜用、水果用、饮料用、医药用等五大类型。食 用仙人掌居举足轻重的地位，是墨西哥人民日常生活中不可缺少的特色蔬菜。墨西哥食 用仙人掌的种植主要集中在首都附近联邦区一米邦塔地区0 1 ，1 9 9 8 年起由农业部优质农 产品开发服务中心从墨西哥该地区引进，称为墨西哥米邦塔食用仙人掌( o p u n t i a m i p a a 1 t a ) ，作为菜用品种”。目前已有1 0 多个省( 市) 开发了6 0 7 0 h m 2 菜用型仙人掌种植基 地，菜用型仙人掌作为一种经济性作物，以切块营养繁殖为主，种植2 年后进入采收期， 一些栽培条件好的国家每h m 2 收获嫩茎产量在4 0 0 6 0 0 t 。适于菜用的叶片须在一个半月 内采摘，否则茎片越老，酸度越高，仙人掌不耐贮藏，在1 0 - - 1 5 。c 可贮藏1 2 月，l o 以下易腐烂o 4 ”。在气候适宜的情况下可周年上市，一般每6 6 7 m 2 年产量达4 t 左右。仙 人掌的种子片可卖到8 1 0 元公斤，菜片价格在4 6 元公斤左右。若能充分利用好仙 人掌，提高其附加值，其每年的经济价值非常可观，可为广大农民朋友带来福音。 1 1 4 食用仙人掌的加工与产品开发现状 1 1 4 1 仙人掌腌制品加工 ( 1 ) 新鲜仙人掌一清洗一切块一盐渍一漂洗一腌渍一分装一封罐一灭菌 ( 2 ) 新鲜仙人掌一挑刺一清洗消毒一加工切条一入窖烘烤一蒸煮长大一添加主要配料 ( 基本味) 一可再添加不同口味配料( 香辣味、清香味、麻辣味、甜酸味) 一均匀混合 一入罐发酵一检验包装一出厂1 1 0 】 ( 3 ) 仙人掌罐头：新鲜仙人掌一清洗一处理一切型一分选一烫漂、冷却一装罐一封口 一杀菌、冷却1 1 1 j ( 4 ) 仙人掌脯：新鲜仙人掌一清洗一去刺去皮预处理一护绿一脱粘漂洗一硬化保脆一 漂洗一糖渍一干燥一包装一质检一成品1 1 2 j 1 1 4 2 饮料类仙人掌加工 ( 1 ) 仙人掌高蛋白饮品 大豆一去杂一去石一高频处理一计量一清洗泡豆 新鲜仙人掌去刺- 计量- 清洗- 破碎，混合制浆_ 精磨_ 分离 一灭菌脱腥一配料一剪切一浓缩一高压均质一喷雾干燥一出粉【”j ( 2 ) 仙人掌果肉营养保健酸奶：新鲜仙人掌一仙人掌泥一加入蔗糖、经净化的鲜乳一 标准化一配料一预热一均质一杀菌一冷却一过滤一罐装一发酵一冷却一接入工业发酵 剂一冷藏后熟一成品【1 4 j ( 3 ) 仙人掌啤酒：麦芽一粉碎一糖化一加入仙人掌汁、酒花一麦汁煮沸一过滤一冷却 一酵母发酵一后处理一成品【1 5 j 1 1 4 3 仙人掌粉的加工 新鲜仙人掌洗净一切分处理( 切丁、切碎或打浆) 一低温冰箱冷冻一真空升华干燥 一粉碎一包装1 1 6 j 1 1 5 仙人掌属植物的药理作用 2 第一章绪论 1 1 5 1 免疫作用 据文献报道“7 ”1 ，仙人掌提取液对小白鼠巨噬细胞吞噬功能有明显的促进作用、 对机体的体液免疫起作用；仙人掌粗多糖具有免疫增强作用，能提高机体对非特异性刺 激的抵抗力。 1 1 5 2 降血糖活性 南非已有专利1 收载，o f i c u s i n d i c a 水浸提物能治疗糖尿病。1 9 9 6 年，t r c j o 等证 实，仙人掌提取物能将血糖维持于正常水平；o f i c u s i n d i c a 鲜提取物和热提取物不仅 能降低实验小鼠的血糖，还能降低其总胆固醇、脂蛋白 2 1 oo m e g a c a n t h a 对s t z 诱导 的小鼠模型血糖量和肾功能均有影响1 。在墨西哥，目前已开发生产了治疗糖尿病的片 剂和胶丸，商品名为n c l c a n s 或b e p a l 。 国内，蒋建勤等”3 3 研究了仙人掌提取物对小鼠 血糖的影响，发现正常小鼠用药后血糖降低3 8 7 ：四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠血糖降 低3 1 9 ，作用效力与降糖灵相近。 1 1 5 3 抗炎作用 对仙人掌的抗炎作用机理已有一些研究。首先仙人掌提取物对金黄色葡萄球菌有明 显的抑制作用，也能抑制d n a 和r n a 病毒的复制，并使细胞外病毒失活。此外，仙 人掌还有激素样抗炎作用”2 ”。有专利 2 7 】记载，从仙人掌中提取芳香族胺和糖类，可用 于治疗炎症、疼痛、皮肤瘙痒和局部体温过高等症。对于上述症状的动物试验和l 临床试 验治疗都收到显著的效果。在国内，王桂秋”报道，仙人掌水煎液能降低醋酸所致的腹 腔毛细血管通透性增高，以及二甲苯引起的小鼠皮肤毛细血管通透性增高，其作用强于 氢化可的松：也能抑制二甲苯引起的小鼠耳廓急性渗出性炎症，此作用略弱于氢化可的 松：还能抑制大鼠蛋清性足肿胀。连续7 d 大剂量给药可使幼年小鼠胸腺重量明显减轻， 脾脏重量增加，而肾上腺重量无明显变化。 1 1 5 4 抗溃疡作用 g a l a t “”指出，仙人掌冻干茎对乙醇所致大鼠实验性胃粘膜损伤有明显的保护作用， 还能增加胃粘膜血流量，促进胃粘膜p e g 2 生成等。 1 1 5 5 抗氧化作用 抗脂质过氧化作用：仙人掌水煎液体外能明显抑制由四氯化碳所致小鼠和大鼠肝匀 浆中丙二醛( m d a ) 的生成，也能明显降t g c c ；所致小鼠肝组织中m d a 的含量；杨贝、 庄延等。”研究表明仙人掌多糖能够有效地清除0 ：一和o h 等活性氧，对0 h 导致的d n a 损伤 具有良好的保护效果。 1 1 6 仙人掌药用历史 墨西哥人将梨果仙人掌汁与水混合，称为“s c r i ”，用来治疗腹泻；从仙人掌的地 上和地下交界部位榨出的汁液用来治疗妇女难产。最近的许多研究表明，梨果仙人掌的 幼嫩茎片具有治疗糖尿病和肥胖症的功效。仙人掌o b i g e l o v c 根提制的茶可用作利尿剂 【3 2 l 。 有研究表明，每天食用一片仙人掌叶片，就能够满足正常人一天维生素需求量的 3 江南大学硕士学位论文 5 0 ，铁需求量的7 0 ；还能够消除体内多余的胆固醇、脂肪和糖分，从而抑制动脉硬化、 肥胖症，起到行气活血、清热解毒、抗击衰老、促进新陈代谢和护肤养颜的作用。仙人 掌中的酒石酸、苹果酸、柠檬酸酸等有机酸在人体内氧化，可提高人体血液的缓冲作用， 兴奋神经中枢、加速新陈代谢并促进机体产生能量，对防治心脑血管病有重要作用。据 报道，有一位患室上心动过速9 年的患者，平均3 5 天发病一次，十分痛苦。经人推荐， 服用一个阶段的仙人掌汁以后，一直没有发病。 在国内，主要药用种为仙人掌0 d i l l e n i i ，几百年前就用记载将仙人掌捣碎或煎汤送 服1 3 3 1 。 1 2 仙人掌属的主要化学成分研究进展 1 2 1 仙人掌多糖 国外有报道说，仙人掌多糖多由鼠李糖、果糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、蔗糖及 糖醛酸等聚合而成。粘液质细胞和粘液质是仙人掌植物的特征之一，仙人掌中的糖类主 要存于茎的粘液质中，有关仙人掌属植物粘液质的化学研究也多见报道。研究最早最多 的是0 f u l g i d a 的粘液质。研究表明，它是一种酸性多糖，是以b ( 1 3 ) 连接的半乳糖 为主链，在c 。上有吡喃型的d 一半乳糖醛酸、d _ 半乳糖、d 一木糖、l 一鼠李糖，以及呋哺 型l 一阿拉伯糖。对0 m e g a c a n t h a 研究表明，其主链为( 1 3 ) 、( 1 4 ) 及( 1 6 ) 连接 的吡喃型半乳糖，支链则含阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸。对o d 订1 e n i i 研究表明，其粘液质是一种阿拉伯半乳聚糖，主链为( 1 4 ) 连接的半乳糖，侧链为( i 一4 ，5 ) 连接的阿拉伯糖”。而0 v u l g a r i s 粘液质则是由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、 鼠李糖等组成的多糖。”。0 m o n a c a n t h a 和0 n o p a l e a c o c b e n i l l i f e r a 中的粘液质与0 f u l g i d a 较相似，均为含阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、半乳糖醛酸的酸性多糖。 类似成分也存在于0 a u r a n t i a c a 和0 b r a s i l i e n s i s 的粘液质中。 关于0 f i c u s i n d i c a 的研究结果却不尽相同，由a m i n 等进行的实验表明，其粘液 质为中性多糖，包括阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、木糖等糖单元，并不含糖醛酸。但是， 0 f i c u s i n d i c a 的一种无刺栽培变种多糖，既含有由葡聚糖和糖蛋白组成的中性部分， 又有由阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、半乳糖醛酸构成的酸性部分。后来的研究啪。4 ” 支持了含酸性多糖的结果，该粘液质含糖醛酸1 0 ，分子量为4 3 1 0 6 ，在相对湿度为 1 0 0 的条件下，其游离形态及与钙盐结合形态均能够吸收水分达到其干重的1 7 5 ，并 且吸水能力受细胞内的p h 、阳离子浓度以及糖存在的影响。 1 2 2 黄酮类化合物 黄酮类化合物主要存在于仙人掌的花和果实中，为黄酮及其苷类，以及黄酮醇及其 苷类。最早进行这方面研究是1 9 5 1 年，p a r i s 等从0 v u l g a r i s 花中分离出一种黄色针晶， 定名为仙人掌黄酮苷( o p u n t i a l f l a v o n o s i d e ) ；后来对该属植物黄酮成分的研究也主要 集中在花上。人们从o 1 i n d h e i m e r i 花中获得金丝桃苷( h y p e r i n ) ，即：槲皮素3 一半乳 糖苷、异鼠李黄素3 一鼠李葡萄糖苷( n a r c i s s i n ) 及异鼠李黄素3 一半乳糖苷“；从 4 第一章绪论 0 f i c u s i n d i c a 花中分离到异鼠李黄素3 一葡萄糖苷( i s o r h a m n e t i n 3 一g l u c o s i d e ) 。随后， c l a r k 等从多种仙人掌属植物的花中得到山奈黄素3 一半乳糖苷、山奈黄素3 一葡萄糖苷、 芦丁、槲皮素和异鼠李黄素的3 一葡萄糖苷、3 一鼠李葡萄糖苷“”； b u r r e r ，f “3 1 在研究脉管植物分类对于仙人掌中黄酮类化合物糖甙配基分配的意义 时，观察了2 2 种仙人掌植物的叶和刺存在着不同的黄酮类化合物。并且讨论了这些化合 物存在的生态生理学和分类学上的意义。这些黄酮类化合物有：黄酮( f l a v o n o l s ) 、黄酮 ( f l a v o n e s ) 、黄烷酮醇( f l a v a n o n o l s ) 、黄烷酮( f l a v a n o n e s ) 等。 ts u k a s a1 wa s h i n a 等人从各种仙人掌植物中分离出8 种黄酮类化合物，其中6 种 黄酮类化合物用紫外光谱和纸色谱进行了鉴定。f a t i m ab i 的研究小组“”收集了巴基斯 坦卡拉奇附近野生及人工栽培的，或商业上用于观赏目的的1 0 0 种仙人掌，初步展示了 这些植物中生物碱、类黄酮、皂角甙、丹宁和香豆素的含量。 1 2 3 超氧化物歧化酶( s o d ) s o d 能催化超氧阴离子的歧化反应，清除超氧化物自由基，是一种天然生物抗氧 化剂。具有抗衰老、抗肿瘤、抗辐射、增强人体免疫力的功能，被誉为人体内垃圾的清 道夫。目前使用的s o d ，主要是由动物的血液和肝中提取的，牛血红细胞中的s o d 含 量为2 8 6 1 1g g ，而o d i l l e n i i 中s o d 含量为7 7 0 l ag g 【4 5 】，为牛血红细胞的2 倍多，是 s o d 丰富的来源。 仙人掌中含有较多的s o d ，据测定，在鲜组织中含量1 5 1 7 1 l u g ( 邻苯三酚自氧化 法) 。它是一种金属酶，由于其来源不同，可含不同金属，含c u 、z n 的s o d 为兰绿色：含 m n 的s o d 为紫红色：含f e 的s o d 为黄褐色。分子量在3 2 0 0 0 4 0 0 0 0 之间。利用仙人掌中的 s o d 有可能开发生产抗衰老保健品或化妆品。 1 2 4 生物碱类化合物 生物碱类化合物在仙人掌属植物中亦有较高的含量。主要为吲哚类生物碱，如甜菜 甙：元( b e t a n i d i n ) 、异甜菜甙元( i s o b e t a n d i n ) ：还有吡啶类生物碱，如梨果仙人掌基质 ( i n d i c a x a n t h i n e ) 1 4 6 1 ；生物碱甙类，如甜菜宁( b e t a n i n ) 、异甜菜宁( i s o b e t a n i s ) ；有机胺类生 物碱，如对羟苯乙基三甲胺、胆碱、墨斯卡林、3 ，4 一二甲氧基一b 一苯乙胺、酪胺、n 一甲 基酪胺、3 一甲氧基酪胺、b 一苯乙胺1 4 7 1 。此外还从仙人掌属中分离得到了大麦芽碱 ( h o r d e n i n e ) 1 4 引。 1 2 5 有机酸类 仙人掌属的茎、花及果实中，含有大量的有机酸类，如亚油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、 棕榈酸、硬脂酸、油酸( o f i c u s i n d i c a ) 、抗坏血酸( o f i c u s i n d i c a ，o i n d i c a ) 、苹果酸( o d i l l e n i i ，o f i c u s i n d i c a ) 、琥珀酸( o d i l l e n i i ) 、番石榴酸、柠檬酸( 0 f i c u s i n d i c a ) 等，其中 的苹果酸和琥珀酸有消炎及清热解毒作用。 1 2 6 其他成分 除了以上几种研究较多的成分外，人们还对仙人掌属植物中的甾体、三萜、脂肪酸、 维生素、微量元素等成分进行了研究。甾体主要以1 3 一谷甾醇为主，同时还含有胆固醇、 江南大学硕士学位论文 2 4 一e 一甲基一胆固醇、豆甾醇、菜油甾醇等1 4 9 i 。维生素类成分为维生素b 1 、维生素b 2 、 维生素c 、烟碱等。印度学者己从o v u l g a r i s 中分离到无羁萜( f r i e d e l i n ) 、蒲公英赛酮 ( t a r a x e r o n e ) 、蒲公英赛醇( t a r a x e r 0 1 ) 等三萜类成分l 。对o d i l l e n i ih a w 的氨基酸的水解 测定结果表明，除色氨酸外，1 7 种氨基酸的含量为6 7 ，其中以谷氨酸的含量最高，含有人 体所必需的全部氨基酸对o d i l l e n i ih a w 的元素分析结果表明，微量元素中以钙的含量 最高，其所含的钙对7 6 5 8 淀粉酶活力的热稳定性有明显的提高作用，同时还具有拮抗铅 的作用6 ”；还含有锌、锶、锰、铜、钴、铬等微量元素“”。 1 3 立题背景及意义 ( 1 ) 第三代保健食品发展的要求i ” 5 4 j ：我国的保健食品兴起于2 0 世纪8 0 年代，到9 0 年代中发展最红火。与其它国家相比，我国的保健食品科技含量低，几乎停留在第二代 保健食品的标准，都是从中医或药食同源的传统经验水平推测其保健功能，对保健食品 到底包含哪些功能因子和作用机理不明确，也不深入研究。符合国际标准的功能食品必 需从理论上明确食品所含的功能因子及功能因子的作用机理。尽管当前我国已生产出仙 人掌保健茶、仙人掌洗面奶、仙人掌蜜饯、仙人掌胃康胶囊等产品”3 “，但对其中的功 能因子的含量很少有研究 ( 2 ) 农业产业化发展的要求：“米邦塔”仙人掌营养丰富，是一种高产高效的经济作物。 据报道，目前国内仙人掌大都以种子片的形式销售，作菜片的挺少，有相当一部分仙人 掌因不能及时开发利用被白白浪费掉，前一段时间新闻经常报道有些地区农民大量种植 仙人掌却无人收购的现象，极大地挫伤了农民种植仙人掌的积极性，因此，若对仙人掌 进行深入研究和解决仙人掌的加工问题，充分利用好这一广泛而有用的宝贵资源，将对 增加农民收入，响应国家“三农”政策的号召有一定的促进作用。 ( 3 ) 资源开发的需要：国家农业部自1 9 9 8 年从墨西哥引进“米邦塔”仙人掌到目前已 有7 个年头，仙人掌的推广种植已取得重大成功，但对仙人掌的开发利用还停留在粗产 品的加工上，作为一种新生作物，据报道”1 ，有些学者已对仙人掌成分进行初步的测定， 但对其营养成分及功能性成分的分析还存在着一些模糊的认识，另外对仙人掌生物活性 功能缺乏一些系统的研究，本文对仙人掌营养成分及功能性成分进行较为全面的分析， 同时对仙人掌生物活性功能及其在食品中的应用作了较为系统的研究，为仙人掌资源的 开发利用提供一定的参考。 ( 4 ) 产品开发的意义：随着白酒工业的发展，“优质低度、营养保健”的产品已成为行 业发展的趋势，以白酒为基酒，以产量丰富、营养全面、独特的仙人掌汁为辅料，开发 研制一种新型保健酒一仙人掌酒，目前，国内冯紫慧等已对仙人掌保健酒的工艺有了初 步的研究，但并未对酒的功能因子进行分析与强化，仍停留在第二代保健食品上，本人 在此基础上，进一步深入研究，对其产品进行分析与强化，致力于研制一种新型保健酒。 面包是消费量很大的一种方便食品，具有多种营养强化的潜力。随着国际上对环境和健 康问题的日益重视，回归大自然、崇尚绿色消费已成为一种时代潮流。因此1 0 多年来，我 6 第一章绪论 国食品添加剂行业，提出了大力开发“天然、营养、多功能型添加剂”的发展方针，国家 计委、国家经贸委和农业部联合发布的全国食品工业“十五”发展规划中指出，我国食 品添加剂发展的方向是天然、营养、多功能且安全可靠。 1 4 本文主要研究内容 通过上述分析，本论文从以下几个方面展开研究 1 仙人掌营养成分及功能特性的研究 2 仙人掌体外抗氧化活性的研究 3 仙人掌酒的生产工艺研究 4 仙人掌粉在焙烤食品中的应用 江南大学硕士学位论文 第二章“米邦塔”仙人掌营养及功能成分分析 2 1 引言 “米邦塔”仙人掌( o p u n t i am i l p aa l t a o m p ) 是仙人掌科仙人掌属植物，原产于 南美热带地区。1 9 9 8 年起由农业部优质农产品开发服务中心从墨西哥引进，作为菜用品 种”1 。它的适应性强，产量高( 亩产上万斤) ，作为一种新鲜的绿色植物，“米邦塔” 仙人掌营养丰富，富含黄酮、多糖、s o d 等多种活性功能性成分，被誉为2 1 世纪绿色天 然食品。 目前，在我国“米邦塔”仙人掌的研究尚处初级阶段，本章较为全面的对“米邦塔” 仙人掌各部分营养及功能性成分进行分析，为开发利用“米邦塔”仙人掌打下理论基础。 2 2 试验材料与方法 2 2 1 试验材料 新鲜仙人掌安徽阜阳旺达有限公司 2 2 2 试验仪器 u v 7 5 5 b 分光光度计上海精密科学仪器有限公司 数显恒温水浴锅江苏省金坛市融化仪器制造有限公司 s c 1 0 1 2 型鼓风电热恒温干燥箱浙江省嘉兴市电热仪器厂制造 电子天平 a b l 0 4 一n 离心沉淀机l x j 一1 i 上海医用分析仪器厂 气相色谱一质谱联用仪 日本岛津g c m s q p s0 5 0 a p i s 一3 c 型酸度计上海雷磁仪器厂 2 2 3 试验方法 水分含量：参照g b t 5 0 0 9 5 - - 2 0 0 3 脂肪：参照g b t 5 0 0 9 6 - - 2 0 0 3 总蛋白：参照g b t 5 0 0 9 5 - - 2 0 0 3 灰分：参照g b t5 0 0 9 4 _ 一1 9 8 5 膳食纤维：酸性洗涤法【5 6 l 无机盐：原子吸收分光光度法 可溶性总糖：参照苯酚一硫酸法【5 7 】 单糖：参照直接滴定法 多糖：参照可溶性总糖一单糖 可溶性蛋白：参照f o l i n 酚法【删 s o d ：s o d 测试盒( 联苯三酚法) 由南京建成生物工程研究所提供 黄酮：a i ( c 1 ) 3 显色法( 以芦丁为标样) 5 9 】 总酚：f o l i n 酚比色法l 删 8 第二章“米邦塔”仙人掌营养及功能成分分析 氨基酸分析：1 7 种氨基酸采用酸法消化，然后用日立8 3 5 - - 5 0 日本日立全自动氨基酸 分析仪测定 挥发性成分分析：固相微萃取 气相色谱条件：色谱柱为p e g 一2 0 m ，3 0 a x 0 2 5 唧x 0 2 5 u m 弹性石英毛细管柱；载 气为h e 气载气流量0 8 m l m i n ：程序升温：从3 5 开始( 保持3 m i n ) ，以1 0 m i n 升温到4 5 ：接着以4 m i n 升温到1 2 0 ；然后以1 2 m i n 升温到2 3 0 保持5 m i n ； 进样口温度2 5 0 。c ，进样量为l o u l ；检测电压3 5 0 v 。 质谱条件：e i 离子源，离子源温度2 5 0 ，接口温度2 0 0 ，发射电流2 0 0 m ，电 子能量7 0 e v ，扫描范围2 0 5 0 0 a m u 。 有机酸分析：采用美国w a t e r s 6 0 0 型高效液相色谱仪测定 2 2 4 仙人掌的综合利用工艺 ，一仙人掌皮一烘干一粉碎、过筛一仙人掌皮粉 新鲜仙人掌一清洗一去皮一i ，舢人掌汁 l 仙人掌肉一破碎一离心一l l 仙人掌渣 上 仙人掌渣粉一粉碎、过筛一烘干 图2 1 仙人掌综合利用工艺流程 f i 9 2 1p r o c e s so fc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fo p u n t i am i l p aa l t a 2 3 结果与分析 2 3 1 仙人掌皮粉、渣粉成分分析 2 3 1 1 仙人掌皮粉、渣粉的基本营养素组成及分析 表2 一l 仙人掌皮粉、渣粉的基本营养素组成 t a b l e l 一1b a s i cn u t r i t i o n a lc o m p o n e n t so fo m p sp e e lp o w d e ra n dr e s i d u ep o w d e r 由表2 1 可知，仙人掌皮粉中膳食纤维含量比渣粉中高出l o 2 7 ，皮粉中膳食纤维 含量是百合( 干) 、马铃薯粉中的1 0 倍左右”“，膳食纤维可降低血液中的胆固醇含量， 对于治疗糖尿病、慢性便秘、痔疮等都有一定的疗效作用。皮粉中总蛋白含量比渣粉低 5 9 8 。皮粉可以添加剂的方式加入到小麦粉、米粉中做成面制食品，对糖尿病、慢性 便秘等疾病有一定的辅助治疗作用。渣粉中蛋白含量相对较高，能给人提供较高的能量， 可以代替一些粮食作物应有于食品中。皮粉、渣粉中灰分含量均高达1 0 以上，说明仙 人掌皮粉、渣粉的无机盐和微量元素含量比较丰富，可能是一种很好的矿物质来源。 9 江南大学硕士学位论文 2 3 1 2 仙人掌皮粉、渣粉的部分矿物质含量及分析 表2 2 仙人掌皮粉、渣粉与干芦荟叶的矿物质含量比较 t a b l e 2 2c o m p a r i s o no fc o n t e n to fm i n e r a la m o n go m p sp e e lp o w d e r 、r e s i d u e p o w d e ra n dd r ya l o el e a v e s 由表2 2 及