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番木瓜中生物活性成分的研究进展_汪修意

孟祥敏等[21]用 超声波法提 取 番 木 瓜 中 齐 墩 果 酸,通过响应面法优化提取参数,经高效液相定量分 析,得出最佳条件为无水乙醇、料液比1∶16、温度53℃、 时间45min,在最佳条件下,齐墩果酸含量可达0.14%。 董海丽等[22]采用超高压法提取番木瓜中齐墩果酸, 经单因素实验和正交实验优化,得最佳工艺为粉碎 度80目、压力350MPa,时间4min,固液比(g∶mL)1∶20, 在最佳工艺条件下,提取率可达2.72%。 1.3.2 熊果酸 熊果酸是番木瓜的有效成分,通常 以游离或与糖结合成苷的形式存在,属脂溶性物质, 可直接穿透细胞膜对机体起药理作用,具有抗肿瘤、 抗炎、抗病毒、安定、降压和保肝等多种生物活性[23]。
酸的肽键。 1.1.1 木瓜蛋白酶的纯化研究 万婧等[2]采用乙醇 为提取剂,对番木瓜中木瓜蛋白酶进行提取,通过紫 外法测定其 活性,结果表 明,在乙 醇 为 45% ,pH 为 7.0,L-cys和EDTA添加量为0.04、0.004mol/L时,提取 效果最好,对酶的活性保护最佳。采用超滤法提取番 木 瓜 中 木 瓜 蛋 白 酶 时 ,在 压 力 为 0.175MPa,温 度 为 60℃,时间为5min,L-cys和EDTA添加量为0.06mol/L 和 0.002mol/L 时 ,提 取 效 果 最 佳 ,酶 活 得 到 最 佳 保 护[3]。Nitsawang等[4]对番木瓜乳液中木瓜蛋白酶进行 了纯化研究,对比了双水相萃取法与传统双盐沉淀 法的纯化效果,发现传统双盐沉淀法提取的酶,其纯 度主要依赖于原料中初始蛋白的浓度,同时会含有 其他蛋白,8%(w/w)聚乙二醇和15%(w/w)硫酸铵组 成的双水相萃取法,能得到了更高纯度的蛋白酶,在 最佳条件下,双水相萃取法能显著提高木瓜蛋白酶 的回收率和纯度,可达88%和100%。黄春喜等[5]通过 改变缓冲液的配方、样液的pH、温度、吸收光谱波长 等条件,得出了最佳快速测定木瓜蛋白酶活性的方 法,结果表明在缓冲液为0.05%半胱氨酸盐的磷酸盐 缓冲液与甘油比为1∶1,pH为7.5,温度为55℃,吸收波 长为275nm时,能准确快速的检测蛋白酶的活力,并 具有良好的重现性。 1.1.2 木瓜蛋白酶应用研究 木瓜蛋白酶因具有嫩 化肉质、澄清啤酒、溶解死细胞和处理坏死组织的能 力,被广泛应用于食品、啤酒、保健、药用及化妆品工 业。方富永等[6]以巴非蛤贝肉为原料,在料液比1∶10 (m/v)、pH6.5、50℃条件下,用木瓜蛋白酶6000U/g水 解4h后,再用菠萝蛋白酶、中性蛋白酶水解,使巴非 蛤贝肉水解度达到50.36%,经检测复合酶解液中游 离氨基酸含量为923.0mg/100mL(色氨酸未计),其中 必需氨基酸可达33.0%,为高必需氨基酸含量的保健
收稿日期:2013-02-27 * 通讯联系人 作 者 简 介 :汪修意(1987-),男,硕士研究生,研究方 向:功能 性食 品、
天然产物提取、食品包装安全。 基 金 项 目 :广 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目(10151063201000021);珠 海 市
科技攻关项目(PC20061044)。
394 2013年第18期
专题综述
Vol . 34 , No . 18 , 2013
食品的开发提供可能。Esti等[7]应用从番木瓜果实及 乳液中得到的木瓜蛋白酶对白葡萄酒的稳定性进行 了研究,结果表明,番木瓜乳液中的木瓜蛋白酶的活 性要显著高于果实中,并且保留7d后,酶活仍能保持 初始活性的50%。李培红等[8]利用扫描电镜,对未处 理猪肉和经木瓜蛋白酶嫰化(嫩化条件:木瓜蛋白酶 360U/g、温度70℃、时间20min)处理后的猪肉,进行微 观结构观察,结果发现,经处理的猪肉的肌肉纤维结 构具有明显的断裂痕迹,在嫩度和感官上优于未处理 的,且在产品贮藏过程中没带来不利影响。Naveena 等[9]采用各种植物蛋白酶对牛肉的嫩化进行了研究, 发现经木瓜蛋白酶处理过的牛肉,肌原纤维蛋白溶 解度明显增加,剪切力值显著减少,肉质嫩化效果最 好。从微观的角度进一步地探究了木瓜蛋白酶嫩化 后肉质的各方面性质。沈悦等[10]将木瓜蛋白酶应用 于啤酒中时发现,在冷冻贮存过程中,向啤酒中加入 浓度为0.08mg/100mL的木瓜蛋白酶,可使啤酒浑浊 度降低68.75%,澄清效果更佳,同时能提高啤酒中游 离氨基酸的含量,其中苏氨酸、缬氨酸和精氨酸分别 增加了8.2、0.2、1.1倍。
Science and Technology of Food Industry
专题综述
番木瓜中生物活性成分的研究进展
汪修意,胡长鹰*,虞 兵,李汉威,邱朝峰 (暨南大学食品科学与工程系,广东广州 510632)
摘 要:综述了番木瓜生物活性成分的研究进展,包括木瓜蛋白酶、糖类、萜类化合物、黄酮类、色素等的研究应用现 状,为番木瓜的进一步研究和开发利用提供了理论依据。 关 键 词 :番木瓜,木瓜蛋白酶,萜类化合物,黄酮类,色素
Key words:papaya;papain;terpenoid;flavonoid;pigment
中 图 分 类 号 :TS201.2
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号:1002-0306(2013)18-0394-05
番木瓜(Carica papaya)也称木瓜、万寿瓜,属番 木 瓜 科(Caricaceae)多 年 生 草 本 植 物 ,是 热 带 、亚 热 带果树。番木瓜中含有丰富的糖分、蛋白质、脂肪、有 机酸、维生素A、B1、B2、C及可溶性钙、铁等成分,具有 丰富的营养和食疗保健价值。美国营养学家根据其 果 实 内 维 生 素 、矿 物 质 、纤 维 素 以 及 热 量 的 蕴 藏 情 况,将其评估为最佳水果。青果可作蔬菜食用,也可 加工腌菜,是制作蜜饯、果脯、果酱、饮料等的理想原 料。此外,番木瓜中的木瓜蛋白酶、萜类化合物、糖 分、黄酮类、色素、生物碱等多种成分具有良好的生 物活性,实验表明所含的成分具有抗菌、抗癌、抗肿 瘤、免疫调节、保肝等多种功效。本文介绍了番木瓜 中生物活性成分的研究状况,为更好地开发和利用 番木瓜资源提供理论依据。
Abstract:The research of biological activity ingredients of papaya was reviewed as theory basis to further
research and develop,including papain,saccharides,terpenoid,flavonoid,pigment,etc.of papaya.
Research progress in biological activity ingredients of papaya
WANG Xiu-yi,HU Chang-ying*,YU Bing,LI Han-wei,QIU Chao-feng (Department of Food Science and Engineering,Jinan University,Guangzhou 510632,China)
1.3 萜类化合物
据 报 道 ,番 木 瓜 中 的 萜 类 化 合 物 有 齐 墩 果 酸 (oleanolic acid)[16]、熊果酸、3-O-乙酰熊果酸(3-Oacetylursolic acid)[17]、羟基熊果酸、香豆酞基白桦脂 酸、3-O-乙酰坡模醇酸(3-O-acetylpomolic acid)[18]、 桦木酸(betulinic acid)、羽扇三醇等20余种五环三萜 化合物。为了进一步探明其萜类化合物的组成,近年 来,胡长鹰等[19]利用85%乙醇提取番木瓜,经大孔吸 附树脂、ODS、MCI柱层析分离,从番木瓜果肉中分离 得 到 3 种 萜 类 皂 苷 化 合 物 ,经 NMR 鉴 定 ,分 别 为 2β, 3β - 二 羟 基 - 乌 苏 酸 、3 - O - 葡 萄 糖 - 甾 苷 、薯 蓣 皂 苷 元-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基(1→3)-β-D-吡喃葡萄 糖 基(1 →4)-[α -L - 吡 喃 鼠 李 糖 基(1 →2)] -β -D - 吡 喃葡萄糖苷。这些萜类化合物中生理活性成分为齐 墩 果 酸 和 熊 果 酸 ,由 于 其 结 构 的 复 杂 性 ,尚 无 合 成 品,只能从植物中提取获得。 1.3.1 齐墩果酸 齐墩果酸是番木瓜的主要功效成 分之一,具有消炎、增强免疫力、降转氨酶、降浊、纠 正体内异常蛋白代谢、防止肝硬化、降血脂、降血糖 等多方面的临床药理作用,对急性黄疽型肝炎和慢 性病毒性肝炎疗效显著[20]。
1 番木瓜中生物活性成分研究概况
1.1 木瓜蛋白酶
木瓜蛋白酶(papain)是由未成熟番木瓜的新鲜 乳汁经干燥而得,其中至少含有4种酶类:木瓜蛋白 酶[EC 3.4.22.2( ] papain)、木瓜凝乳蛋白酶[EC 3.4.22.6] (chymopapain)、木瓜蛋白酶 Ω[EC 3.4.22.30( ] papaya proteinaseΩ)、木 瓜 凝 乳 蛋 白 酶 M [ EC 3 . 4 . 22 . 25 ] (chymopapain M),并且这4种蛋白酶具有高度的同 源性[1]。木瓜蛋白酶是一种巯基蛋白酶,可水解蛋白 质和多肽中精氨酸和赖氨酸的羧基端,并能优先水 解在肽键N端有二个羧基的氨基加值,促 进番木瓜产业的发展具有重大意义,有利于番木瓜 糖类功能因子的开发。同时,Zhang等[15]通过对番木瓜 多糖的纯化、抗氧化活性以及保湿性的研究,发现番 木瓜多糖的水分吸收及保留能力要强于透明质酸和 甘油,同时对过氧化物、羟基及自由基等具有显著的 抑制作用。潘慧芳[14]研究了番木瓜低聚糖对小鼠肠 道菌群的影响,发现番木瓜低聚糖能有效地促进小 鼠肠道中有益菌双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖,有利于 改善小鼠肠道菌群平衡,增殖效果与菊糖比较无显 著性差异,并且高剂量对有益菌的增殖幅度大于低 剂量。因此,为保健型番木瓜罐头、果脯、果酒、果醋、 果汁等食品的开发提供重要依据,拓宽了番木瓜产 业的发展方向。
1.2 功能性糖类
糖类除了能够提供营养和能量外,在疾病的预 防和治疗方面也发挥着重要作用,如低聚糖、多糖等 具有促进肠道有益菌的增殖、增强免疫力、降血糖、 降血脂、防癌、抗癌等作用。 1.2.1 低聚糖 潘慧芳等[11]以水煮法从番木瓜果肉 中提取了低聚糖,经大孔吸附树脂柱、DEAE-52纤维 素离子交换柱和HW-40凝胶柱层析,分离得3种低聚 糖 单 体 ,经 质 谱(MS)、核 磁 共 振(NMR)结 构 鉴 定 为 Gal -β(1 →6)-α -2Glc(1 →2)-β -2 -Fru,Fru -β(2 → 4)-α-Glc(1→4)-β-Glc,乙基β-D-果糖苷。黄娟娟 等[12]用95%乙醇提取番木瓜干粉,经石油醚脱脂,再 经聚酰胺、MCI、ODS、ODS-AQ 柱层析,分离得到了4 个糖的衍生物,经MS和NMR结构鉴定,分别为乙基 α-D-果糖苷、乙基β-D-果糖苷、苄基β-D-葡萄糖 苷 、2 -O -β -D - 葡 萄 糖 苷 -3,6 - 二 羟 乙 基 -5 - 苯 基 1,4-二氧已基-2-醇。番木瓜中糖类成分的分离和被 鉴定,有助于进一步明确番木瓜中糖类的成分组成, 以及为其功能性糖类因子的研究创造条件。 1.2.2 多糖 王晓梅等[13]采用水提醇沉法对番木瓜 中水溶性粗多糖进行了研究,得到了最佳提取条件: 温度90℃,时间2.5h,料液比1∶50,提取3次番木瓜粗 多糖的提取率达8.61%,纯化后提取率可达6.97%。经 过淀粉的碘反应、蛋白质紫外扫描和多酚类物质鉴 定,不含淀粉、蛋白质和多酚类等物质,经红外光谱 基团解析,产品具有多糖的基本结构。潘慧芳等[14]也 采用水提醇沉法提取了番木瓜的水溶性多糖,并通 过苯酚-硫酸法测得果肉中多糖的含量为2.89%,经 Sevage法脱蛋白、脱色、透析、分级,得到一组酸性多 糖和一组中性多糖,经成分鉴定酸性多糖为果胶,中 性 多 糖 为 杂 多 糖 ,由 鼠 李 糖(10.12%)、阿 拉 伯 糖 (11.02%)、半乳糖(23.08%)、葡萄糖(28.75%)、甘露 糖和木糖(24.43%)、果糖(2.61%)组成。
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