CN109392354B - 一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法，属于食品生物技术领域。具体步骤为：西兰花种子发芽5~7d内，前两天正常发芽，不施加胁迫，在种子发芽两天后的芽苗生长过程中，每天将其置于35～60℃下高温胁迫1次，每次15～25min，并以0.1~1mM亚硒酸钠和6~10mM硫酸锌混合水溶液每隔16~24h喷淋胁迫1~2min，喷淋液流量为5~10mL/min。本发明原料适用范围广、操作简单、生产成本低。西兰花芽苗经热激和硒硫互作胁迫处理后，生成的西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷与硒代氨基酸含量为处理前的5～10倍，可实现硫代葡萄糖苷和硒代氨基酸等功能性物质的高效富集。
Description
技术领域
本发明涉及一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法，属于食品生物技术领域。
背景技术
硫代葡萄糖苷（简称硫苷）是一类含氮和硫的次生代谢产物，硫苷（GRA）及其代谢物萝卜硫素（ICTs）已被证实与十字花科蔬菜的风味及营养成分、植物自我保护机制以及人类的身体健康有着密切的关系。西兰花属于一年两生芸薹属植物，大量研究已证实其可有效富集有机硒。相较与其他植物物种，芸薹属植物不仅具有有效合成硒代氨基酸、硒蛋白和硒代葡萄糖苷的能力，而且在自然界含有硫苷的450多种生物中，其硫苷含量最为丰富。研究表明，西兰花芽苗中萝卜硫苷含量是成熟西兰花的10~100倍，同时具有大量合成硫苷和富集硒元素的特性。植物体内含硫组分对硫苷的合成代谢起重要作用，植物缺硫时，硫苷被分解并作为硫源供植物生长以及合成其他含硫物质。所以，施用硫肥可防止植物在生长期间由于缺硫导致的硫苷分解，并有提高硫苷含量的作用。植物在环境胁迫下，如辐射、病虫害、高温、低温、干旱、机械损伤、病原菌侵染等，植物体内的次生代谢产物得到积累，以此抵御胁迫作用，西兰花芽苗中的硫苷在逆境环境下也会得到积累。
硒作为维持人体正常新陈代谢的必须元素，如果硒供应不足，会产生某些病理症状。硒和硫为同族元素，其在原子大小、化学性质方面相似，新陈代谢进程中硒可以替代硫起作用，以非特异性的方式取代硫，并因此容易被活生物体结合到通常含有硫的各种有机化合物中，该过程促使含硒氨基酸，蛋白质和植物次生代谢产物的生物合成。
西兰花种子在发芽过程中，由于组织细胞的膨大和分裂，硫苷在细胞中得到稀释，高温胁迫下加入外源硒能否使硫苷降低的速度减慢而且不影响芽苗的生长和食用价值，硒和硫在原子大小、化学性质方面相似，在新陈代谢进程中硒可以替代硫起作用，可能产生对人体更有益的含硒氨基酸，蛋白质和植物次生代谢产物，这有待于系统研究和深入探索。本发明将为西兰花芽苗菜和相应功能性食品的开发提供科学的理论依据，推动芽苗菜的工业化生产。
目前，国内有研究环境胁迫对植物硫代葡萄糖苷含量的影响的报道，例如，郭丽萍的博士论文《热激、低氧及JA和ABA调控西兰花芽苗萝卜硫素形成机理》，田明的博士论文《硒处理对西兰花中硫代葡萄糖苷合成及代谢影响的研究》，丁一的硕士论文《硒硫互作对小白菜植株生长及抗氧化品质的影响》和论文《青花菜硫、硒代谢竞争及其对保健功能的影响研究进展》等都没有同时进行热激处理和硒硫互作并且未对处理时间段等加以控制，或未利用西兰花为实验原料。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集技术，使硫代葡萄糖苷及硒复合物在西兰花芽苗中高效富集。
为了实现上述发明目的，本发明技术方案概述如下：一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法，其特征在于：以具有发芽能力的西兰花种子为原料，经次氯酸钠溶液浸泡消毒，正常发芽两天后，在芽苗生长过程中，热激芽苗，并用亚硒酸钠和硫酸锌混合水溶液喷淋胁迫，制得富集硫代葡萄糖苷和硒代氨基酸含量的高产量西兰花芽苗。
具体地，以西兰花种子为原料，发芽前2d期间每隔24h喷淋浓度为0.01~0.2mM亚硒酸钠和1~3mM硫酸锌混合水溶液5-15mL，发芽2d后，芽苗的生长过程中，每天将其置于35～60℃下热激胁迫1次，每次15～25min，并以0.1~1mM亚硒酸钠和6~10mM硫酸锌混合水溶液每隔16~24h喷淋胁迫1~2min，喷淋液流量为5~10ml/min。
上述西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷及硒复合物的富集技术，具体包括：
（1）原料选剔：选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料；
（2）消毒与浸泡：按公知技术用次氯酸钠水溶液对其消毒，然后置于4~8倍量（v/w）的去离子水中30℃浸泡4 h；其中，西兰花籽粒质量g，去离子水体积mL；
（3）高温与喷淋胁迫：将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，按公知发芽温度正常发芽两天，期间每隔24h喷淋浓度为0.01~0.2mM亚硒酸钠和1~3mM硫酸锌混合水溶液5-15mL，发芽2d后在西兰花芽苗生长过程中，不破坏植物组织的情况下，每天将芽苗置于 35~60℃下热激胁迫1次，每次15~25min，期间以浓度为0.1~1mM亚硒酸钠和6~10mM硫酸锌混合水溶液每隔16~24h对西兰花芽苗喷淋胁迫1~2min，喷淋液流量为5~10ml/min。其中西兰花种子发芽的总时间为5~7d。
与现有技术相比，本发明的一种西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷及硒复合物的高效富集方法具有以下优点：
（1）本发明投资少，工艺科学、操作简单，富集周期短，易于工业化生产；
（2）本发明在发芽期间通过热激、亚硒酸钠联合硫酸锌胁迫处理，生成的西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷及硒代氨基酸含量为处理前的5～10倍，可实现西兰花中硫代葡萄糖苷及硒代氨基酸等功能性物质的高效富集；
（3）本发明生产的西兰花富含硫代葡萄糖苷及硒代氨基酸，提高产品的营养价值，具有良好的抗癌保健功能。
四、具体实施方案
实施例1：
选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料，置于1.5%次氯酸钠溶液中浸泡15min，然后用蒸馏水清洗，直至中性pH，置于5倍量（v/w）的去离子水中30℃浸泡4 h；将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，30℃发芽5d，前2d发芽期间每隔24h喷淋浓度为0.01mM亚硒酸钠和3mM硫酸锌混合水溶液10mL，发芽2d后，每天将芽苗置于 40℃下热激1次，每次20min，期间以浓度为0.1mM亚硒酸钠和6mM硫酸锌混合水溶液每隔24h对西兰花芽苗喷淋2min，喷淋液流量为10ml/min。西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷含量约为51mg/g DW，硒代氨基酸含量约为26μg/g DW。
实施例2：
选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料，置于1.5%次氯酸钠溶液中浸泡15min，然后用蒸馏水清洗，直至中性pH，置于6倍量（v/w）的去离子水中30℃浸泡4 h；将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，30℃发芽5d，前2d发芽期间每隔24h喷淋浓度为0.05mM亚硒酸钠和2mM硫酸锌混合水溶液15mL，发芽2d后，每天将芽苗置于 40℃下热激1次，每次15min，期间以浓度为0.1mM亚硒酸钠和10mM硫酸锌混合水溶液每隔16h对西兰花芽苗喷淋2min，喷淋液流量为6ml/min。西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷含量约为56mg/g DW，硒代氨基酸含量约为24μg/g DW。
实施例3：
选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料，置于1.5%次氯酸钠溶液中浸泡15min，然后用蒸馏水清洗，直至中性pH，置于6倍量（v/w）的去离子水中30℃浸泡4 h；将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，30℃发芽7d，前2d发芽期间每隔24h喷淋浓度为0.2mM亚硒酸钠和1mM硫酸锌混合水溶液5mL，发芽2d后，每天将芽苗置于 37℃下热激1次，每次20min，期间以浓度为1mM亚硒酸钠和6mM硫酸锌混合水溶液每隔24h对西兰花芽苗喷淋2min，喷淋液流量为10ml/min。西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷含量约为60mg/g DW，硒代氨基酸含量约为33μg/g DW。
实施例4：
选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料，置于1.5%次氯酸钠溶液中浸泡15min，然后用蒸馏水清洗，直至中性pH，置于8倍量（v/w）的去离子水中30℃浸泡4 h；将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，30℃发芽7d，前2d发芽期间每隔24h喷淋浓度为0.15mM亚硒酸钠和2mM硫酸锌混合水溶液10mL，发芽2d后，每天将芽苗置于 60℃下热激1次，每次10min，期间以浓度为1mM亚硒酸钠和8mM硫酸锌混合水溶液每隔16h对西兰花芽苗喷淋2min，喷淋液流量为6ml/min。西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷含量约为68mg/g DW，硒代氨基酸含量约为35μg/g DW。
以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料选剔：选择颗粒饱满、发芽率高、未破损的西兰花籽粒为原料；
（2）消毒与浸泡：用次氯酸钠水溶液对西兰花籽粒消毒，然后置于4~8倍量v/w的去离子水中30℃浸泡4 h；
（3）高温与喷淋胁迫：将浸泡过的西兰花籽粒置于发芽机中，按公知发芽温度正常发芽2d，期间每隔24h喷淋浓度为0.01~0.2mM亚硒酸钠和1~3mM硫酸锌混合水溶液5-15mL；发芽2d后，在西兰花芽苗生长过程中，不破坏植物组织的情况下，每天将芽苗置于 35~60℃下热激1次，每次15~25min，期间以浓度为0.1~1mM亚硒酸钠和6~10mM硫酸锌混合水溶液每隔16~24h对西兰花芽苗喷淋胁迫1~2min，喷淋液流量为5~10ml/min，制得富集硫代葡萄糖苷和硒代氨基酸含量的高产量西兰花芽苗。
2.根据权利要求1所述的一种西兰花芽苗中功能性物质的高效富集方法，其特征在于，制得的西兰花芽苗中硫代葡萄糖苷含量为50~70 mg/g DW，硒代氨基酸含量为20~40μg/gDW。
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