高浓度二氧化碳协同醋酸气体干法加工腊八蒜机理及生物有效性研究

传统方法制备腊八蒜必须经过醋酸浸泡才能产生绿色素。本项目通过高浓度CO2协同醋酸气体加工大蒜制备腊八蒜，并研究其绿变机理及生物有效性，为大蒜贮藏保鲜过程中干法生产加工腊八蒜提供理论依据。重点研究高浓度CO2及醋酸气体在大蒜绿变中的破膜机理；通过对色素前体、色素中间体、色素的化学结构信息以及蒜酶的作用研究，明确绿色素形成的反应途径，提出绿变机理及生理代谢途径；调控气体浓度、时间、温度等因素，明确底物形成与积累的变化规律以及色素、风味物质的代谢调控条件，为干法加工腊八蒜工艺参数分析提供理论；进一步研究腊八蒜生理代谢及次生代谢形成与积累的活性物质的含量及抗氧化性、抗菌性、抗肿瘤性，并通过体外模拟人体消化吸收等试验手段明确其生物有效性，增加腊八蒜的附加值。最终为干法加工腊八蒜及营养食品的开发利用提供理论依据。

本课题执行三年，基金全部到位，课题圆满完成，取得了预期的结果。研究内容基本按照原来计划内容进行。具体取得结果如下： .1、揭示了高浓度二氧化碳协同醋酸气体加工腊八蒜破膜机制。醋酸气体通过在细胞膜内积累解离造成膜的伤害，而高浓度二氧化碳则是协同醋酸通过紊乱呼吸作用、干扰生理代谢，导致组织伤害。相对于醋酸对膜的破损作用，此过程是缓慢的，能够减缓细胞的损伤程度。在干法加工腊八蒜的过程中，醋酸气体是膜破损的引发剂，二氧化碳是减缓剂，二者均起到破损细胞膜及液泡膜的作用，使大蒜能够发生绿变反应。.2、阐明了高浓度二氧化碳协同醋酸气体加工腊八蒜色素形成的机理，推测了干法加工腊八蒜绿色素形成的途径之一。第一步是大蒜中风味前体物质丙烯基半胱氨酸亚砜在蒜酶的作用下生成丙烯基硫代亚磺酸酯和丙酮酸；第二步由丙烯基硫代亚磺酸酯和甘氨酸反应生成吡咯基苷氨酸中间体；第三步与第一步反应相似，为烯丙基半胱氨酸亚砜在蒜酶作用下生成烯丙基硫代亚磺酸酯；第四步吡咯基苷氨酸中间体与丙酮酸反应生成黄色素1,4-二（4'，5'-二甲基吡咯基甘氨酸）丁二烯；第五步为吡咯基苷氨酸与烯丙基硫代亚磺酸酯反应生成蓝色素；最终蓝色素与黄色素构成了“腊八蒜”的绿色素。“腊八蒜”绿变的过程很复杂，本课题只提出色素形成途径之一，其他的形成途径还有待更深一步的研究。.3、优化了干法制备腊八蒜及贮藏腊八蒜的最佳工艺参数。优化了干法加工腊八蒜的醋酸及二氧化碳协同通入量，最佳的参数为2g/L醋酸协同20%二氧化碳，低温及真空包装有助于腊八蒜色泽、风味等品质的维持。并揭示了贮藏过程中腊八蒜色素及风味物质的形成及调控规律。.4、评估了干法加工的腊八蒜及中间体热特性、生物活性及生物有效性。色素中间体具有抑菌及清除超氧阴离子的能力；腊八蒜具有显著清除自由基及超氧阴离子的能力；阐明了色素中间体及腊八蒜的热力学特性，色素中间体及色素的热降解菌符合一级动力学模型，且中间体比色素具有更强的稳定性；干法加工的腊八蒜色素具有很好的生物有效性。