玛咖提取物中苦味物质分析与品质控制

摘要

玛咖作为药食两用型植物，常用于功能食品的开发。随着玛咖种植面积的扩大，以玛咖干粉为主要原料的产品市场逐渐饱和，玛咖精深加工尤其是玛咖提取物的开发备受关注。虽然市场上已经存在以玛咖提取物为原料开发的功能食品，但是由于玛咖提取物研究的匮乏，导致这些产品的质量参差不齐。因此为了保证玛咖功能食品具有较高的品质，本文围绕玛咖提取物的制备工艺进行系统研究，系统分析出影响提取物口感的苦味物质来源及产生机制，并对其主要成分进行了初步分析，随后重点评价了提取工艺对玛咖特征活性成分的影响，最后通过特征图谱对提取物进行监控和品质控制。取得的主要结果如下： （1）确定了玛咖提取物中苦味物质产生的工艺来源，并分析出苦味成分产生的机制。首先，确定了影响提取物口感的苦味物质并非来自玛咖原料，而是来自于提取物的烘箱干燥过程，而且主要的活性成分芥子油苷和总生物碱与苦味没有相关性，玛咖酰胺虽然有苦涩味，但并不是苦味的主要成分；其次，通过对新鲜玛咖的前处理使得芥子油苷完全水解，结果显示在冷冻干燥下制备的提取物也具有严重的苦味，且与烘箱干燥制备的提取物苦味无明显差异，最终确定苦味来源于芥子油苷的水解副产物，并分析出苯乙腈、3-甲氧基苯乙腈、3-甲氧基苯基异氰酸酯为可能的苦味物质。 （2）确定了提取物制备的最佳工艺条件以及影响其品质的关键因素。首先，通过比较3种主要活性成分的提取总量确定了80%乙醇为提取物制备的最优提取溶剂，其不仅有较高的提取率（32%），而且使得提取物中玛咖酰胺（0.62%）、芥子油苷（2.70%）、总生物碱（1.08%）三种主要的活性成分含量均显著高于其他提取溶剂（p＜0.05），并且发现提取液浓缩过程中常压浓缩（100℃）的短暂高温对三种成分没有明显破坏。其次，研究了干燥方式对提取物中主要活性成分含量的影响，发现在烘箱干燥（80℃）方式下干燥，提取物中玛咖酰胺和芥子油苷含量发生显著变化（p＜0.01），总生物碱含量无明显变化，而真空干燥（60℃）方式下3种活性成分均无明显变化。最后，通过对烘箱干燥过程中不同时间点的提取物中含量检测，发现提取物在烘箱干燥过程中存在着芥子油苷转化合成玛咖酰胺的化学反应，并确定其关键影响因素为提取物的含水量，随着含水量不再变化，玛咖酰胺合成终止，并会发生热分解，最后建立了提取物中苦味物质产生的调控技术，通过改变干燥方式或者添加辅料缩短干燥时间来降低芥子油苷水解调控苦味物质的产生。上述研究为高品质玛咖提取物的制备提供了理论依据。 （3）建立了提取物中关键活性成分HPLC检测的特征图谱，并验证了特征图谱的可靠性。首先，优化了提取物中玛咖酰胺和芥子油苷的HPLC检测方法；其次，运用谱图相似性比较确定了玛咖酰胺HPLC特征图谱中的9个共有峰和芥子油苷HPLC特征图谱中的5个共有峰，并通过方法学考察仪器精密度、重复性、稳定性均良好（RSD＜2%）；最后，将特征图谱应用于玛咖与其他十字花科植物的鉴别，结果表明特征图谱可靠性良好，可用于提取物的鉴别与质量控制。 以上研究为玛咖提取物的作为功能食品原料的后续开发奠定基础。

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