加热及模拟胃肠道消化处理对豆浆活性成分和抗氧化能力的影响

豆浆是中华民族的传统食物，富含蛋白质、人体必需脂肪酸，还含有大豆异黄酮、没食子酸、儿茶素等多种重要的抗氧化活性成分。但豆浆中抗氧化活性成分易受大豆品种、加工工艺等因素的影响。此外，豆浆中还含有胰蛋白酶抑制因子等抗营养因子，热处理是破坏其活性以及杀菌的最有效方法之一。但是酚类、大豆异黄酮等活性成分对热非常敏感，热处理过程中极易发生转化和降解。目前，对于豆浆中大豆异黄酮等生物活性物质的抗氧化作用已经明确，但是大豆品种、热处理、人体胃肠道消化过程等对豆浆的活性成分及抗氧化能力的影响尚缺乏系统的研究。本文以华南地区广泛种植的10个杂交品种大豆为原料，系统的研究了大豆品种、热处理、热处理结合模拟胃肠道消化对豆浆中活性成分及其抗氧化能力的影响，并分析了模拟胃肠道消化吸收后豆浆对机体氧化应激的防护作用。本研究结果有助于全面的了解热处理、胃肠道消化过程中豆浆活性成分及其抗氧化能力的变化以及其潜在的保健功效，可为豆浆工业化过程中采用恰当的工艺参数以生产抗氧化活性成分含量更高、更有益于人体消化吸收利用的高品质豆浆提供理论依据。本研究的主要结果如下： 大豆品种对豆粉及豆浆中总酚、总黄酮、异黄酮含量及抗氧化能力[1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力、铁离子还原能力（FRAP）和氧自由基吸收能力（ORAC）]具有显著的影响。豆浆的加工工艺对活性成分和抗氧化能力的影响由于品种的不同而不同。与大豆相比，生鲜豆浆中总酚含量提高、总黄酮含量下降。豆浆加工工艺促进了其他类型的异黄酮向苷元型异黄酮转化。大多数品种的豆浆中DPPH自由基清除能力和ORAC值下降，而FRAP值增加。生鲜豆浆中总酚、总黄酮、DPPH自由基清除能力、FRAP值两两之间存在显著的相关性。 采用豆浆工业生产中常用的巴氏杀菌（95℃）、高温短时杀菌（121℃）和超高温瞬时杀菌（143℃）3种温度处理豆浆，探讨热处理温度和时间对豆浆中大豆异黄酮含量的影响，并分析了主要异黄酮的热降解动力学。发现热处理促进了大豆异黄酮单体的转化和降解。丙二酰基大豆苷和丙二酰基染料木苷含量在加热条件下急剧减少，95℃处理主要导致糖苷型异黄酮增加；121℃时糖苷型和苷元型异黄酮含量均显著增加。95℃和121℃处理主要引起异黄酮单体之间的转化，而143℃则导致异黄酮的降解。不同处理温度下，丙二酰基大豆苷和丙二酰基染料木苷的转化降解均符合一级动力学，降解速率常数随着温度的升高而升高。 利用模拟胃肠道消化吸收模型研究了热处理豆浆的活性成分含量及其抗氧化活性在人体消化吸收过程中的变化。结果表明，模拟胃消化时的酸性环境促进了酚类、黄酮类从豆浆中释出，提高了豆浆的DPPH自由基清除能力、FRAP和ORAC值。胃消化后，样品中苷元型异黄酮含量减少，而糖苷型异黄酮含量增加。与胃消化液、肠消化液相比，吸收液（模拟胃肠道消化后得到的透析液，相当于人体吸收利用的组分）中总酚、总黄酮、异黄酮含量及其抗氧化性显著下降。模拟消化处理后，总酚、总黄酮、总异黄酮的生物利用率分别为97.27-120.01%、34.63-67.19%和34.40-41.22%。热处理提高了豆浆中总酚的生物利用率和大部分样品的总黄酮（143℃-40s除外）的生物利用率。大豆苷元类异黄酮的生物利用率明显高于染料木黄酮类和黄豆黄素类。糖苷型异黄酮的生物利用率最高，其后依次是丙二酰基型、乙酰基型和苷元型异黄酮。与未消化豆浆相比，豆浆吸收液的DPPH自由基清除能力和FRAP值分别下降了73.85-78.08%和30.93-50.93%。95℃处理提高了豆浆吸收液的FRAP值和ORAC值。与其他处理条件相比，95℃-60min和121℃-9min处理的豆浆，经模拟消化后活性成分含量及其抗氧化能力均较高，因此在这两种处理条件下可有效提高豆浆的利用价值。 利用2,2′-偶氮二异丁脒盐酸盐（AAPH）模拟环境有害刺激，研究了热处理并模拟消化后豆浆的吸收液对机体氧化应激的防护效果。结果表明，豆浆模拟肠道消化后的吸收液有效抑制了人体红细胞由于AAPH诱发的溶血。热处理提高了豆浆吸收液对红细胞溶血的保护作用，使溶血抑制率从50.48%上升至54.28-88.02%，但溶血抑制率随着豆浆加热温度的升高而降低。豆浆吸收液通过有效的清除ROS自由基、抑制超氧化物歧化酶（SOD）活性增加、提高还原型谷胱甘肽（GSH）的含量和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性，提高了红细胞的酶和非酶抗氧化防御体系，达到抑制脂质过氧化和细胞溶血的发生并保护红细胞免受氧化损伤的效果。综合分析，热处理通过提高活性成分的自由基清除能力提高了豆浆吸收液对红细胞溶血的抑制效果。