天冬氨酸降解人參二醇組皂苷及其美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化活性

劉 志，夏 娟，李 偉，張 晶，孫光芝，阮長春,*

人參（Panax ginseng C. A. Meyer）是我國名貴的中草藥，被譽為“百草之王”，在我國用于保健和治療疾病已有幾千年的歷史。為了提高人參產(chǎn)品的開發(fā)與利用價值，2012年人參被中國衛(wèi)生部批準為新資源食品，人參的應用將由單一的中藥材拓展到食品、飲料及保健產(chǎn)品等領域。人參皂苷是人參的主要活性成分，主要包括人參二醇型皂苷（人參皂苷-Rb1、-Rb2、-Rc和-Rd）和人參三醇型皂苷（人參皂苷-Re和-Rg1）。近年來的研究表明，人參經(jīng)過高溫加工后，由于人參皂苷化學結(jié)構(gòu)的變化導致人參加工品生物活性明顯增強[1-3]。在人參高溫加工過程中，人參皂苷被轉(zhuǎn)化成低極性的稀有人參皂苷（人參皂苷-Rh1、-Rg3、-F4、-Rg6、-Rh2、-Rk1和-Rg5等）[4-6]，這些稀有皂苷顯示出了更好的抗癌、抗糖尿病、抗氧化和提高免疫力等藥理活性[7-10]。然而人參稀有皂苷在人參加工品中含量較低，且分離純化較困難；因此目前多采用強酸強堿的水解方法來制備人參稀有皂苷[11-12]；強酸強堿水解法雖然經(jīng)濟、快速和簡便，但存在專一性差、得率低、副產(chǎn)物較多、腐蝕性強、污染環(huán)境等缺點；因此尋找一種高效、綠色環(huán)保的催化制備人參稀有皂苷的方法是十分必要的。

美拉德反應是指氨基化合物（氨基酸、胺、肽和蛋白質(zhì)）和羰基化合物（糖類）在食品和中草藥加工及貯藏過程中發(fā)生的非酶促褐變反應，其過程復雜，受氨基酸及糖種類影響，并且與反應物濃度、pH值、反應溫度和時間等因素有關[13-16]；美拉德反應產(chǎn)物種類繁多，不僅對食品的色澤、風味有重要貢獻[17]，還有抑菌、抗氧化和抗腫瘤等生物活性[18-20]。最近，一些文獻報道了在高溫條件下使用酸性較弱的檸檬酸和酒石酸作為催化劑，可以實現(xiàn)高效地水解人參皂苷制備人參稀有皂苷[21-22]。由于這些有機酸常被用作食品添加劑，可以使食物具有酸味，且可食用，因此認為這些方法是綠色環(huán)保的。天冬氨酸是一種酸性氨基酸，分子內(nèi)含有兩個羧基，呈弱酸性。天冬氨酸是生物體所必須的營養(yǎng)成分，可被吸收降解，無毒副作用。然而利用天冬氨酸作為催化劑制備人參稀有皂苷及其美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化活性研究目前鮮見報道。本實驗以天冬氨酸為催化劑，人參二醇組皂苷為原料，低成本、環(huán)境友好地制備高附加值的稀有人參皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，并通過核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）（1H-NMR和13C-NMR）進行了結(jié)構(gòu)鑒定。同時研究了其水解反應條件、美拉德反應褐變程度及體外抗氧化活性。本研究為進一步開發(fā)綠色環(huán)保的工業(yè)化制備人參稀有皂苷提供了理論參考和新方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

人參二醇型皂苷、人參皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化綜合技術研究所自制（經(jīng)質(zhì)譜（mass spectrum，MS）和NMR鑒定，質(zhì)量分數(shù)＞99%）。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 上?；晒I(yè)發(fā)展有限公司；D101型大孔吸附樹脂 青島海洋化工有限公司；天冬氨酸、葡萄糖、甲醇、乙醇（均為分析純）、乙腈（色譜純） 北京伊諾凱科技有限公司；水為三重蒸餾水。

1.2 儀器與設備

LC-20AT型高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀（配有SPD-20A/20AV紫外檢測器，LC solution色譜工作站，AT330柱溫箱） 島津國際貿(mào)易上海有限公司；AVANCEⅡ NMR儀 瑞士布魯克公司；紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制備

精密稱取200 mg人參二醇組皂苷粉末或葡萄糖置于試管中，準確加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%、1.0%或5.0%天冬氨酸水溶液4 mL，密封混勻，分別在80、100 ℃和120 ℃條件下蒸制1、2 h和4 h，然后將樣品取出，冷凍干燥制成粉狀備用。

1.3.2 人參皂苷降解產(chǎn)物的分離鑒定

將天冬氨酸水解人參二醇組皂苷樣品干燥粉末400 mg用體積分數(shù)80%乙醇溶液溶解，上D101型大孔吸附型樹脂柱，進行梯度洗脫，先用蒸餾水洗脫，除去水溶性雜質(zhì)等，然后分別用體積分數(shù)30%、60%和80%乙醇溶液進行梯度洗脫，合并體積分數(shù)60%和80%乙醇溶液洗脫液，于40 ℃下減壓濃縮，最后用體積分數(shù)50%甲醇溶液溶解濃縮液，0.45 μm濾膜濾過，用于HPLC的制備。

半制備型HPLC條件：COSMOSIL 5C18-MS-Ⅱ色譜柱（250 mm×10 mm，5 μm），流動相為乙腈-水（46∶54，V/V），檢測波長為203 nm，柱溫為25 ℃，流速3.0 mL/min，進樣體積為1 mL。

將半制備型HPLC分離純化的人參皂苷降解產(chǎn)物通過MS、H-NMR（400 MHz）和C-NMR（100 MHz）等進行結(jié)構(gòu)鑒定，以確定其分子結(jié)構(gòu)。

1.3.3 人參皂苷的質(zhì)量濃度測定

1.3.3.1 供試品溶液的制備

精密稱取樣品干燥粉末20 mg，用體積分數(shù)80%甲醇定容于10 mL容量瓶中；搖勻，過0.45 μm濾膜，用于HPLC定量分析。

1.3.3.2 對照品溶液的制備

分別精密稱取人參皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5對照品各10 mg，加入體積分數(shù)80%甲醇溶液將上述4種人參皂苷配制成質(zhì)量濃度分別為1.01、1.00、0.97、1.04 mg/mL的混合對照品溶液，搖勻，經(jīng)0.45 μm濾膜濾過，備用。

1.3.3.3 分析型HPLC條件

色譜柱為COSMOSIL 5C18-MS-Ⅱ（250 mm×4.6 mm，5 μm），檢測波長為203 nm，柱溫 25℃，流動相為水（A）-乙腈（B）；梯度洗脫：0～5 min，22%～30% B；5～25 min，30%～46% B；25～35 min，46%～64% B；35～44 min，64% B；44～50 min，64%～100% B。流速1.0 mL/min，進樣體積為20 μL。

1.3.4 美拉德反應褐變程度的測定

作為美拉德反應特征之一的類黑精是使整個反應體系褐變的主要物質(zhì)，其在420 nm波長處具有最大吸收波長。因此美拉德反應程度可以用產(chǎn)物在420 nm波長處的吸光度來表示，即褐變指數(shù)，褐變指數(shù)值越大表示美拉德反應程度越深[23]。參照Baisier等[24]的方法，稱取適量樣品干燥粉末，用體積分數(shù)80%乙醇溶液溶解，配制成質(zhì)量濃度為10 mg/mL的樣品溶液，用紫外-可見分光光度計測定不同處理樣品在420 nm波長處的吸光度，每個樣品平行測定3 次。

1.3.5 DPPH自由基清除能力的測定

稱取適量樣品干燥粉末，用體積分數(shù)80%乙醇溶液溶解，分別配制成質(zhì)量濃度為0.5、1.0、2.0、4.0 mg/mL的樣品溶液，用于抗氧化活性測定。

DPPH自由基清除能力的測定參照王海敏等[25]的方法，精密稱取0.012 5 g DPPH，加無水乙醇定容至50 mL容量瓶中，搖勻，得DPPH儲備液，4 ℃避光保存。然后精密吸取10 mL DPPH儲備液，定容于100 mL容量瓶中，備用。將混合溶液A（2 mL體積分數(shù)80%的乙醇溶液+2 mL DPPH儲備液）、B（2 mL樣品溶液+2 mL DPPH自由基儲備液）、C（2 mL樣品溶液+2 mL無水乙醇）在室溫下避光靜置30 min后，快速測定517 nm波長處吸光度。樣品對DPPH自由基的清除率可由下式計算。

式中：A1表示DPPH自由基與溶劑混合液的吸光度；A2表示樣品與DPPH自由基混合后的吸光度；A3表示樣品與溶劑混合后的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計處理，應用t檢驗進行差異顯著性分析，P＜0.05表示有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 人參二醇組皂苷降解產(chǎn)物的分離純化

圖1 人參二醇組皂苷（A）及其水解產(chǎn)物（B）的HPLC圖Fig. 1 High performance liquid chromatographic profiles of PDG (A)and degradation products (B)

將400 mg人參二醇組皂苷的水解樣品進行D101型大孔樹脂柱色譜，梯度洗脫后，收集合并乙醇洗脫相，進一步采用半制備型液相色譜進行分離，得到化合物1（16.2 mg）、化合物2（42.7 mg）、化合物3（18.4 mg）和化合物4（50.2 mg）（圖1），制備的人參皂苷降解產(chǎn)物經(jīng)面積歸一化法計算，純度均達99%以上。

2.2 人參二醇組皂苷降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)鑒定

化合物1：白色粉末，ESI-MS m/z：783.6[M-H]-。1H-NMR（400 MHz，C5D5N） δ：5.25（1H，d，J＝7.6 Hz，glu-H-1”）、5.19（1H，t，J＝6.5 Hz，H-24）、4.85（1H，d，J＝7.5 Hz，glu-H-1’）、3.80（1H，m，H-12α）、3.16（1H，dd，J＝11.7，3.3 Hz，H-3α）、1.57（3H，s，H-28）、1.53（3H，s，H-21）、1.30（3H，s，H-26）、1.17（3H，s，H-27）、0.98（3H，s，H-18）、0.84（3H，s，H-29）、0.83（3H，s，H-19）、0.68（3H，s，H-30）。在化合物1的13C-NMR譜中共給出42 個碳信號，δ 126.4和δ 130.9為C-24和C-25的雙鍵碳信號峰，δ 105.2和δ 106.2為兩個糖端基碳信號峰。將化合物1的1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)與人參皂苷20S-Rg3文獻數(shù)據(jù)[26]對照，二者基本一致；因此，化合物1的結(jié)構(gòu)鑒定為20S-人參皂苷Rg3。

化合物2：白色粉末，ESI-MS m/z：783.6[M-H]-。1H-NMR（400 MHz，C5D5N） δ：5.26（1H，d，J＝7.6 Hz，glu-H-1”）、5.21（1H，t，J＝7.2 Hz，H-24）、4.82（1H，d，J＝7.6 Hz，glu-H-1’）、3.81（1H，m，H-12α）、3.16（1H，dd，J＝11.8，4.3 Hz，H-3α）、1.58（3H，s，H-28）、1.54（3H，s，H-21）、1.28（3H，s，H-26）、1.18（3H，s，H-27）、1.00（3H，s，H-18）、0.90（3H，s，H-29）、0.87（3H，s，H-19）、0.71（3H，s，H-30）?；衔?的13C-NMR數(shù)據(jù)與化合物1相比較，苷元的C-13和C-22信號分別向低場位移δ 0.7和δ 7.4，C-17和C-21信號分別向高場位移δ 4.1和δ 5.3，其他數(shù)據(jù)基本一致，提示兩者為20R/20S異構(gòu)體。將化合物2的1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)與人參皂苷20RRg3文獻[26]數(shù)據(jù)對照，二者基本一致；因此，化合物2的結(jié)構(gòu)鑒定為人參皂苷20R-Rg3。

化合物3：白色粉末，ESI-MS m/z：765.5[M-H]-。1H-NMR（400 MHz，C5D5N） δ：5.24（1H，d，J＝8.3 Hz，glu-H-1”）、5.17（1H，t，J＝6.9 Hz，H-24）、5.03（1H，brs，H-21a）、4.79（1H，brs，H-21b）、4.75（1H，d，J＝7.5 Hz，glu-H-1’）、3.80（1H，m，H-12α）、3.16（1H，dd，J＝11.5，3.6 Hz，H-3α）、1.54（3H，s，H-28）、1.29（3H，s，H-26）、1.18（3H，s，H-27）、0.99（3H，s，H-18）、0.90（3H，s，H-29）、0.84（3H，s，H-19）、0.70（3H，s，H-30）。在化合物3的13C-NMR譜中共給出42 個碳信號，δ 155.7、108.3、125.5和δ 131.3分別為C-20、C-21、C-24和C-25的雙鍵碳信號峰，δ 105.2和δ 106.2為兩個糖端基碳信號峰。將化合物3的1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)與人參皂苷Rk1文獻[27]數(shù)據(jù)對照，二者基本一致；因此，化合物3的結(jié)構(gòu)鑒定為人參皂苷Rk1。

化合物4：白色粉末，ESI-MS m/z：765.5[M-H]-。1H-NMR（400 MHz，C5D5N） δ：5.38（1H，t，J＝6.8 Hz，H-22）、5.24（1H，d，J＝7.6 Hz，glu-H-1”）、5.10（1H，t，J＝6.7 Hz，H-24）、4.86（1H，d，J＝7.5 Hz，glu-H-1’）、3.80（1H，m，H-12α）、3.15（1H，dd，J＝11.8，4.2 Hz，H-3α）、1.70（3H，s，H-21）、1.50（3H，s，H-28）、1.27（3H，s，H-26）、1.17（3H，s，H-27）、0.99（3H，s，H-18）、0.90（3H，s，H-29）、0.84（3H，s，H-19）、0.69（3H，s，H-30）。在化合物4的13C-NMR譜中共給出42 個碳信號，δ 140.3、123.6、123.9和δ 131.4分別為C-20、C-22、C-24和C-25的雙鍵碳信號峰，δ 105.2和δ 106.2為兩個糖端基碳信號峰。將化合物4的1H-NMR和13C-NMR數(shù)據(jù)與人參皂苷Rg5文獻[27]數(shù)據(jù)對照，二者基本一致；因此，化合物4的結(jié)構(gòu)鑒定為人參皂苷Rg5。

2.3 天冬氨酸催化人參二醇組皂苷的轉(zhuǎn)化途徑

人參二醇組皂苷的轉(zhuǎn)化途徑如圖2所示，在高溫高壓蒸煮條件下，首先，人參二醇組皂苷被轉(zhuǎn)化成20S-Rg3和20R-Rg3，再進一步脫水生成人參皂苷Rk1和Rg5；人參二醇組皂苷的降解途徑為人參二醇組皂苷→20S-Rg3/20R-Rg3→Rk1/Rg5。由于天冬氨酸屬于弱酸，反應較溫和，因而無其他副產(chǎn)物生成，稀有皂苷得率較高。這些結(jié)果與已報道的酒石酸和檸檬酸在高溫下降解人參皂苷的轉(zhuǎn)化途徑是一致的[21-22]；然而強酸強堿水解人參皂苷時，由于反應較劇烈，導致專一性差、副產(chǎn)物較多、得率較低[11-12]。馬麗媛等[28]使用5%硫酸水解人參莖葉總皂苷，從水解產(chǎn)物中共分離鑒定了34個人參皂苷類降解產(chǎn)物。張春紅等[29]研究了溫度和酸的種類對人參二醇得率的影響，結(jié)果表明人參二醇的最佳制備方法為100 ℃和10%硫酸水解，最終得率為13.7%。

圖2 天冬氨酸水解人參二醇組皂苷的轉(zhuǎn)化途徑Fig. 2 Transformation pathways of protopanaxadiol-type ginsenosides in the presence of aspartic acid

2.4 不同樣品在高溫蒸煮條件下美拉德反應褐變程度的變化

圖3 不同樣品在高溫蒸煮條件下美拉德反應褐變程度的變化Fig. 3 Changes in browning degree of different samples under heating conditions

美拉德反應是羰基化合物和氨基化合物經(jīng)過復雜的歷程最終生成棕色甚至黑色的大分子物質(zhì)類黑精的褐變反應；其反應物中羰基化合物主要為還原糖，氨基化合物包括氨基酸、蛋白質(zhì)、胺和肽[13]。在高溫蒸煮條件下，不同樣品美拉德反應褐變程度的變化如圖3所示，未加熱的樣品全都沒有發(fā)生褐變，人參二醇組皂苷120 ℃加熱樣品和未加熱樣品在褐變程度上無明顯差異；而天冬氨酸與人參二醇組皂苷120 ℃加熱樣品和天冬氨酸與葡萄糖120 ℃加熱樣品褐變程度顯著增加（P＜0.01），這說明天冬氨酸降解人參二醇組皂苷的同時，還能與皂苷水解產(chǎn)生的糖發(fā)生美拉德反應，產(chǎn)生了褐變。

2.5 水解溫度對二醇組皂苷的降解及美拉德反應褐變程度的影響

模擬紅參加工的方法，將人參二醇組皂苷（200 mg）溶于4 mL質(zhì)量分數(shù)為5%天冬氨酸的水溶液，分別在80、100 ℃和120 ℃條件下蒸制2 h，研究不同溫度對人參二醇組皂苷的降解和美拉德反應褐變程度的影響。

圖4 溫度對二醇組皂苷的降解及美拉德反應的影響Fig. 4 Effect of heating temperature on the transformation of PDG and Maillard reaction

由圖4A可知，人參二醇組皂苷在3 個不同溫度條件下均被完全轉(zhuǎn)化成20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，且人參皂苷20R-Rg3和Rg5的質(zhì)量濃度隨著溫度的升高而升高，20S-Rg3和Rk1的質(zhì)量濃度隨著溫度的升高而降低。人參皂苷20R-Rg3和20S-Rg3為同分異構(gòu)體，在高溫條件下，人參皂苷20R-Rg3的產(chǎn)率高于20S-Rg3，可能是人參二醇組皂苷在水解過程中生成人參皂苷Rg3的反應主要按照SN1反應機制進行[21]。當溫度升高時，親核試劑的親核性增強，當親核試劑H2O進攻中心碳原子時，離去基ROH尚未遠離中心碳原子，導致生成構(gòu)型翻轉(zhuǎn)的20R-Rg3（從離去基背面進攻）的幾率遠高于生成構(gòu)型保持的20S-Rg3（正面進攻）的幾率。而同分異構(gòu)體人參皂苷Rg5和Rk1的水解產(chǎn)率不同，主要是因為人參皂苷Rg5的脫水方式符合扎伊切夫規(guī)則，同時其構(gòu)型為E-構(gòu)型，屬于優(yōu)勢構(gòu)象，故人參皂苷Rg5的產(chǎn)率高于Rk1[22]。圖4B展示了溫度對褐變程度的影響，結(jié)果表明褐變程度隨著溫度的升高逐漸遞增，80 ℃加熱2 h樣品的褐變程度與未加熱樣品不存在顯著性差異，120 ℃加熱2 h后的樣品褐變程度變化顯著（P＜0.01），說明溫度對褐變程度的影響較大。因此，120 ℃為二醇組皂苷水解和美拉德褐變反應的最優(yōu)條件。

2.6 天冬氨酸質(zhì)量分數(shù)對二醇組皂苷的降解及美拉德反應褐變程度的影響

將人參二醇組皂苷200 mg溶于4 mL質(zhì)量分數(shù)分別為0.1%、1.0%和5.0%的天冬氨酸水溶液，在120 ℃條件下蒸制2 h，研究不同天冬氨酸濃度對人參二醇組皂苷的降解和美拉德反應褐變程度的影響。

圖5 天冬氨酸質(zhì)量分數(shù)對二醇組皂苷的降解及美拉德反應的影響Fig. 5 Effect of aspartic acid concentration on the transformation of PDG and Maillard reaction

由圖5A可知，質(zhì)量分數(shù)0.1%天冬氨酸既可以使人參二醇組皂苷完全轉(zhuǎn)化成20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，說明低質(zhì)量分數(shù)的天冬氨酸就能使人參皂苷高效的降解。劉敏等[30]研究報道了纖維素、淀粉、精氨酸對人參皂苷Rb1水解反應的影響，結(jié)果展示了精氨酸不但不能降解人參皂苷Rb1，相反還抑制其水解。這說明了氨基酸的酸堿性對人參皂苷的降解程度有很大的影響。在美拉德反應褐變程度上，含有質(zhì)量分數(shù)0.1%天冬氨酸的樣品與未加熱樣品不存在顯著性差異，質(zhì)量分數(shù)5.0%天冬氨酸的樣品褐變程度變化顯著（P＜0.01），說明氨基酸的質(zhì)量分數(shù)對褐變程度的影響較大（圖5B）。因此質(zhì)量分數(shù)為5.0%的天冬氨酸為最佳的水解皂苷和美拉德反應條件。

2.7 蒸制時間對二醇組皂苷的降解及美拉德反應褐變程度的影響

將人參二醇組皂苷（200 mg）溶于4 mL質(zhì)量分數(shù)為5.0%天冬氨酸的水溶液，分別在120 ℃條件下蒸制1、2 h和4 h。研究不同蒸制時間對人參二醇組皂苷的降解和美拉德反應褐變程度的影響。

圖6 蒸制時間對二醇組皂苷的降解及美拉德反應的影響Fig. 6 Effect of heating time on the transformation of PDG and Maillard reaction

由圖6A可知，在120 ℃條件下蒸制1 h，人參二醇組皂苷均被完全轉(zhuǎn)化成20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，且人參皂苷20R-Rg3和Rg5的質(zhì)量濃度隨著蒸制時間的延長而升高，20S-Rg3和Rk1的質(zhì)量濃度隨著蒸制時間的延長而降低；但蒸制2 h和4 h的樣品皂苷變化不明顯。美拉德反應褐變程度也隨著時間的延長而增加，蒸制1 h的樣品與未加熱樣品不存在顯著性差異，蒸制2 h和4 h的樣品褐變程度變化極顯著（P＜0.01），說明蒸制時間對褐變程度也有較大的影響（圖6B）。因為蒸制2 h和4 h稀有皂苷的生成和褐變程度變化較小，所以最優(yōu)的蒸制時間為2 h。

2.8 美拉德反應產(chǎn)物對DPPH自由基的清除作用

如圖7所示，天冬氨酸與人參二醇組皂苷未加熱樣品和天冬氨酸與葡萄糖未加熱樣品表現(xiàn)出較弱的清除DPPH自由基的作用；天冬氨酸與人參二醇組皂苷經(jīng)過80 ℃加熱2 h后，雖然天冬氨酸可以將人參二醇組皂苷降解成稀有人參皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，但其抗氧化活性與未加熱樣品無明顯差異，說明了人參皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5有較弱的抗氧化活性。而天冬氨酸與人參二醇組皂苷120 ℃加熱樣品和天冬氨酸與葡萄糖120 ℃加熱樣品清除DPPH自由基的作用較未加熱組顯著增加（P＜0.01），說明了在高溫條件下天冬氨酸與人參皂苷上水解產(chǎn)生的糖發(fā)生了美拉德反應，美拉德反應產(chǎn)物具有較好的抗氧化活性。

圖7 美拉德反應產(chǎn)物對DPPH自由基的清除作用Fig. 7 DPPH radical scavenging capacity of Maillard reaction products

3 結(jié) 論

本研究以天冬氨酸為催化劑，研究了在高溫高壓條件下，天冬氨酸對人參二醇組皂苷的降解及其美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化活性。結(jié)果表明，在高溫蒸煮下，天冬氨酸能使人參二醇組皂苷降解成稀有皂苷20S-Rg3、20R-Rg3、Rk1和Rg5，其轉(zhuǎn)化途徑為人參二醇組皂苷→20S-Rg3/20R-Rg3→Rk1/Rg5。人參皂苷20R-Rg3和Rg5的質(zhì)量濃度隨著溫度的升高而升高，20S-Rg3和Rk1的質(zhì)量濃度隨著溫度的升高而降低。在美拉德反應褐變程度上，人參二醇組皂苷120 ℃加熱樣品不發(fā)生褐變，而天冬氨酸與人參二醇組皂苷120 ℃加熱樣品和天冬氨酸與葡萄糖120 ℃加熱樣品褐變程度極顯著增加（P＜0.01），這說明了天冬氨酸降解人參二醇組皂苷的同時，能與皂苷水解產(chǎn)生的糖發(fā)生美拉德反應，產(chǎn)生褐變。另外高溫和高質(zhì)量分數(shù)的天冬氨酸美拉德反應褐變程度較高，而低溫和低質(zhì)量分數(shù)的天冬氨酸美拉德反應褐變程度較弱。通過蒸煮溫度、天冬氨酸質(zhì)量分數(shù)和蒸制時間對二醇組皂苷的降解及美拉德反應褐變程度的影響研究，最終確定最佳的水解條件為：蒸煮溫度為120 ℃，天冬氨酸的質(zhì)量分數(shù)為5%，蒸制時間為2 h?？寡趸瘜嶒灲Y(jié)果表明，未加熱的天冬氨酸和二醇組皂苷的混合樣品的抗氧化作用較弱，然而隨著蒸煮溫度的升高，天冬氨酸與人參二醇組皂苷反應樣品對DPPH自由基的清除作用明顯增強（P＜0.01），這正好與美拉德反應褐變程度的變化一致，說明反應樣品中具有抗氧化作用的主要物質(zhì)為美拉德反應產(chǎn)物。

由于天冬氨酸屬于弱酸，反應較溫和、副產(chǎn)物少，因而反應產(chǎn)物的得率較高。另外天冬氨酸是動植物所必需的營養(yǎng)成分，可降解，無毒副作用；在高溫條件下，天冬氨酸不但可以水解人參皂苷，同時還可以生成美拉德反應產(chǎn)物；因而本研究對開發(fā)綠色環(huán)保型人參稀有皂苷保健食品具有重要價值和意義，將具有廣闊的工業(yè)化應用前景。

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