文摘

使用海藻作为功能性食品或食品成分是非常有限的,由于缺乏科学信息的变化在不同气候条件下的营养成分海藻。马尾藻属和石莼rigida发现海藻丰富的印度南部海岸线和彻底评估这项工作。粗纤维和脂质美国属高(分别为24.93±0.23%和3.09±0.41%)相比美国rigida;然而,美国rigida粗蛋白含量较高(27.11±0.62%)。矿产和中文内容评价表明钾离子的浓度,镁,钙是1.36±0.08毫克/克,8.39±0.80毫克/克,和14.03±3.46毫克/克,分别,这是更高的美国属,而美国rigida含有更高价值的铁,碳,硫(0.70±0.13毫克/克,37.72±4.63%和2.61±0.16%,分别)。膨润度(19.42±0.00 mL / g DW 22.66±00毫升/ g DW),持水能力(6.15±0.08 g / g DW 6.38±0.14 g / g DW),和oil-holding能力(2.96±0.13 g / g DW)美国rigida明显( )更高的比美国属。这是观察从DSC热分析图美国属可以安全地食品加工配方即使在温度为134°C。温谱图同时显示硫酸化多糖的变化(摘要研究)资料由于羟基和羧基的存在蛋白质的变性。TGA的美国属和美国rigida显示降解温度200 - 300°C的范围内将不同的多糖成分。红外光谱表明酚组的存在在海藻(1219厘米⁻¹)。研究结果表明,海藻的功能性食品的生产可能是有益的,可以帮助社会提升耕种者/渔民。

1。介绍

海藻生物活性化合物的潜在来源,植物化学物质、多糖、膳食纤维,ω3脂肪酸,必需氨基酸、维生素和矿物质,如钙、钾、钠、磷(1]。从海藻中提取的生物活性化合物有许多治疗属性如抗氧化,抗炎,抗菌活性(2]。直接成分、营养和生物活性化合物在海藻取决于几个因素,如物种,氧气浓度、盐度的水,气候季节,紫外线辐射强度和生产区域3,4]。海藻生长在这样恶劣的条件下生成一些次生代谢物,防止其结构损伤(5]。商业上,利用海藻提取的稳定剂,增稠剂,琼脂和胶凝剂不同的工业应用。

使用海藻在东方和一些欧洲人口是重要的,但不是印度人口。国家,如日本、马来西亚、和法国已经合法化海藻作为蔬菜和调味品6]。印度沿海地区富含海藻。南部和东南部海岸(Mandapam Palk湾)的印度是一个工业中心海藻栽培、收获、加工。几个种类的棕色,绿色和红色海藻栽培,以及发现、丰富。有些属食用海藻在这些被沿海人口但不是大多数大陆人。同时,使用食用海藻加工形式非常稀缺在印度由于适口性问题和不可用的科学数据。海藻因此可以把他们加工成美味的形式,适合各种食品应用程序考虑他们丰富的可用性,和微乎其微的消费在印度的饮食。此外,由于越来越多的消费者对营养食品的需求,海藻可以很容易地推广后群众内建立一个强大的科学骨干的优点。

在褐色海藻,海藻是一个重要的属。这是一个很好的来源的碳水化合物、矿物质、蛋白质、必需氨基酸(如精氨酸、色氨酸和苯丙氨酸),β胡萝卜素、维生素(7]。印度海岸拥有超过56海藻物种,和一些物种,如海藻siliquosum是利用当地居民在沙拉、汤、鱼和米饭8]。在海藻,美国属全年增长丰富的东部和西部海岸。重要的营养成分的变化美国属已报告的季节性和营养部分(7]。然而,没有许多报道对其光谱和热特性及其与近似,营养成分和功能特性。本研究试图阐明这些特点属。

相同的绿色海藻(绿藻门)。超过43属绿藻门已经承认在印度沿海地区(8]。绿藻门,石莼是培养具。石莼有各种治疗属性由于ulvan的存在,一个硫酸多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抗凝剂、免疫调节、伤口敷料、组织愈合及重金属绑定能力(9,10]。在石莼,石莼rigida是一个绿色macroalgae广泛分布在热带海洋和印度海岸线。广泛分布在泰米尔纳德邦的Mandapam和邻近地区,分别和印度古吉拉特邦海岸东南部[7]。石莼物种是消耗在原始形式或汤准备沿海居民(11]。

尽管我们尽了最大努力,我们找不到研究在温度和光谱特性的报道,这些海藻和数据关于这些属性将帮助处理这些海藻制定各种加工食品,以及功能食品/保健品。然而,ulvan硫酸多糖提取石莼以(Monastir-Tunisia海岸)热特征,据报道,这些多糖表现出稳定即使在180°C,而硫酸鼠李糖和糖醛酸官能团观察通过红外光谱(12]。因此,本研究的目的是目录直接组成、功能性质、热谱属性美国属和美国rigida海藻。我们相信,这项调查的结果将是巨大的帮助食品加工和保健品行业为了想出处理产品或功能食品,即海藻消费可以增加在主流人群。

2。材料和方法

2.1。化学物质

石油醚、硼酸、氢氧化钠、盐酸、硝酸和购买从热费舍尔,印度。玉米油是从Sigma-Aldrich采购(印度班加罗尔)。所有其他的溶剂和化学品使用的均为分析纯。

2.2。海藻收集和处理

绿色(石莼rigida)和布朗(马尾藻属)海藻从海藻交易员获得Kanyakumari(8°05年02“N 77°32 46”E)泰米尔纳德邦、印度和Mandapam (9°17 ' N和79°11 ' E),泰米尔纳德邦,印度,2018年9月的帮助下研究所的科学家,CSIR-Central盐和海洋化工研究所、Mandapam,印度。收集海藻与自来水清洗,去除附生植物,沙子和碎片,然后shade-dried室温总含水量为21.53±0.05%(湿基)。shade-dried海藻是地面使用mixer-grinder粉,通过一个850微米的屏幕。干海带粉存放在−20°C气密袋进行进一步分析。

2.3。估计海藻的化学成分

直接成分包括总碳水化合物、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、总灰分、水分含量和总海藻决心根据采用AOAC公认的(13]。报告的值%干重(DW)基础。

2.4。功能性质的海藻

2.4.1。膨润度(SWC)

肿胀的能力美国rigida和美国属被床体积测量技术(6,14]。短暂,200毫克的干海带粉和混合20毫升的去离子水和搅拌。SWC测量温度的影响,将管保持在25°C和37°C 24 h。SWC的海藻是使用以下公式计算:

膨胀体积被表示为毫升的样品每克样品干重肿胀。

2.4.2。持水量(通车)

持水量的海藻被修改测量离心方法(6,14]。短暂,200毫克的干海带粉和混合与20毫升离心管的去离子水。管是保存在一个孵化器瓶(新的Brunswik科学、股份公司、德国)25°C和37°C 24 h。样本离心机(σ3-18KS,德国)在14000 g为30分钟37°C,和上层的丢弃。的湿重美国rigida和美国属是指出。样本然后放在烤箱在120°C 2 h,和他们的干重。广阔的美国rigida和美国属使用以下公式计算:

表示为重量的克水举行通车1 g的干样品。

2.4.3。石油容量(OHC)

根据黄的方法和张6),OHC的海藻是测量。简而言之,3 g的干海带粉混合10.5 g离心管的玉米油。管是在室温下保持30分钟的瓶随后在2500 g离心30分钟,和石油上层清液收集。OHC计算使用以下公式:

OHC被表示为克油由1 g的干海带。

2.5。测定海藻的矿物质

样本准备用湿法消化法(15与一些细微的修改。短暂的,0.4 - -0.5 g样品被50毫升烧杯。,1毫升的过氧化氢氧化了。样品消化使用5毫升浓硝酸(69%)常在水浴加热在70°C。消化是持续了1.5 - 2 h,直到达到一个淡黄色的颜色。消化样品被转移到一家50毫升容量瓶,并使用Milli-Q水音量调整。金属成分海藻决定使用一个ICP-OES(最适条件7000 DV,珀金埃尔默)。一个多元素的标准是用于分析的矿物质。设备使用不同浓度的校准标准(5、10、25、50、100含量HNO 5%₃。参考空白被稀释(5%)HNO₃。分析进行了一式三份。研究结果表示在海藻的毫克/公斤。

2.5.1。估计使用中文分析仪海藻的基本内容

碳、氢、氮、硫的含量shade-dried海藻样品测定使用中文/ O元素分析仪(欧元EA元素分析仪、德国)。

2.6。热性能测定

热性能进行了分析使用差示扫描量热计(DSC)(德国NETZSCH)和热重分析仪(TGA) (NETZSCH,德国)。两个实验氮气氛下进行。TGA测试,5 - 10毫克的测试样本放入铝锅,和扫描了下20到600°C的温度范围。加热率保持在10°C /分钟。DSC分析,大约5 - 10毫克的shade-dried海藻粉是在DSC铝盘里,用盖子密封。密封盘是在室温下加载到设备。一个空盘被用作参考。氮气的流量调整在60和40毫升/分钟清洗线1和2,分别。加热是线性增加从30°C到250°C的速度10°C /分钟。

2.7。傅里叶变换红外(FTIR)光谱

Shade-dried海藻粉进行了分析使用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪(α力量,美国)的波数范围4000 - 600厘米⁻¹4厘米的决议⁻¹和22光谱扫描。样本分析了衰减全反射(ATR)技术使用奈米晶体,和每个样本归一化与背景的光谱测量。平和的样本光谱是利用计算机软件作品完成的。

2.8。统计分析

所有测量进行了一式三份(三个独立的每个海藻大量的物种),和被报道为均值±标准差的值。与独立的样品数据进行了分析t测试使用SPSS统计软件包v。美国20 (IBM)在5%显著性水平( )。

3所示。结果与讨论

3.1。化学成分

表1显示了近似构成布朗(美国属)和绿色(美国rigida海藻。粗蛋白含量美国属(6.43% DW)和美国rigidaDW(27.11%)被发现的范围内报告布朗DW (3 - 15%)710 - 47%)和绿色(DW)海藻(6),分别。此外,Balar et al。16报道中的蛋白质含量美国rigida来自印度海岸线DW 4.14 - -26.0%的范围。粗蛋白的美国rigida显示显著( )更高的价值比美国属。然而,粗蛋白的美国属被发现低于其他海藻物种(DW) 8 - 16.9% [7]。高蛋白质在绿色海藻是与之前的报道相一致17]。此外,粗蛋白含量美国属和美国rigida几乎是与同一物种中发现Saurashtra海岸(印度西部海岸:8% DW)和葡萄牙海岸DW(29.5%),分别为(7,18]。Kasimala et al。4蛋白质在棕色海藻)报告了类似的结果,美国subrepandum(6.93%)来自厄立特里亚Gurgussum和Hirgigo湾红海海岸。粗蛋白含量的变化与菌体成熟的成正比美国属粗蛋白含量较高的冬季(1)时,他们的发展阶段,并降低蛋白质含量已经发表在7月至9月的印度南部海岸(7]。因此,原油中蛋白质含量美国属与相关的结果Kumar et al。7]。类似的蛋白质含量在海藻也报道了Rohani-Ghadikolaei et al。19]。蛋白质含量一直报道随类型的物种和季节性变化6,20.]。

总灰分含量美国属和美国rigida观察到DW DW 19.87%和19.63%,分别是与黄和张的报告6]。总灰分含量美国rigida是略低于其他石莼物种如美国以和美国pertusa(1]。

粗纤维的含量美国属(DW 24.93%)显著( )高于美国rigida(DW) 18.65%(表1)。粗纤维的美国属被发现高于同一物种的总膳食纤维的海藻,而美国rigida显示低粗纤维比其他的价值石莼物种(21]。海藻含有丰富的膳食纤维。可溶性膳食纤维的展品重要功能性质,如抗诱变剂的抗氧化剂,抗凝剂(6,22]。然而,不溶性纤维和生理的影响需要关注进行进一步分析。

在目前的研究中,总碳水化合物的含量美国属(45.66%)显著( )高于美国rigida(31.87%)(表1)。Kumar et al。7]报道总碳水化合物含量48.9 - -57.2%的菌体部分美国属(印度西部海岸),与目前的研究和33.5%美国polycystum18%,美国myriocystum,而其他种类的海藻据报道等碳水化合物含量高吗美国thunbergii(67.2%)(韩国济州岛做岛)和美国vulgare(67.8%)(Buzios海滩在巴西西北部)。Balar et al。16]报道印度海藻DW碳水化合物含量16.63 - -65.93%U。rigida。总碳水化合物含量的可溶性和不可溶性碳水化合物含量有关美国属(印度泰米尔纳德邦)和最高价值发现3月和7月最低7]。

脂质含量的海藻通常范围从1到3%6]。在目前的研究中,原油的脂质含量美国属和美国rigida分别是3.09%和2.71%(表吗1)。然而,同一物种的脂质含量海藻相当,从2到3%,其他物种的海藻被发现小于1%;例如,0.3%美国thunbergii3.8%,美国echinocarpum,2.0%的美国ilicifolium(7,19]。另外,同一物种美国rigida从葡萄牙脂质含量的成本显示出类似的结果(2%)。脂质含量的其他物种石莼也与美国fasciata(1.83%),美国试(2.03%)和美国以(3.6%)(19,23]。黄和张6报道14.6%的脂质含量石莼以这是低的美国rigida,而Balbar et al。16)报道,脂质含量0.8 - -3.1%美国rigida来自印度沿海线。脂类的内容海藻不同与季节性变化(至少从7月增加到3月)和海藻的物种。年轻的叶片和叶状体的部分美国属据报道最高和最大量的脂质,分别为(7]。

水分是保护食品质量因素和影响稳定的食物材料(21]。总水分含量美国属(21.22%)和美国rigida被观察到的21.22%和22.61%,分别。Syad et al。21)报告了类似的含水率的同一物种的价值海藻(22.4%)。黄&张(6]报道低价值的10.6%美国以比美国rigida。

3.2。功能性质

图1说明了功能属性(SWC通车,OHC)美国属和美国rigida。SWC和广阔的美国属和美国rigida温度的增加而增加。在25°C, SWC美国属12.71±0 mL / g干重(DW),增加到15.89±0 mL / g DW 37°C。同样的,广阔的美国属增加从5.83±0.04 g / g DW (25°C)为5.92±0.14 g / g DW(在37°C)。

在的情况下美国rigidaSWC和通车分别为19.42±0.00 mL / g DW和6.15±0.08 g / g DW,分别在25°C,略微增加到22.66±00毫升DW / g和6.38±0.14 g / g DW。广阔的价值在25°C和37°C美国rigida明显( )更高的比美国属。这些值高于报道美国属马纳尔湾湾、印度和美国以(马湾,香港)6,14,22]。

广阔的美国属和美国rigida低于这个报告吗g .鸡蛋果,Hypnea粳稻,Hypnea charoides,美国以,昆布属植物,裙带菜在37°C。广阔的价值同时海藻相似的温度高于西隧美国属(5.72±0.14 g / g DW),墨角藻属(5.48±0.42 g / g DW)紫菜(5.12±0.15 g / g DW),显示出类似的结果(22,24]。

SWC和广阔的海藻主要取决于蛋白质的数量和总膳食纤维出现在他们的作文6]。同时,较小的颗粒大小与更多的表面积显示更高(通车25]。SWC和直接影响通车质地、口感,新鲜的食品。因此,这些帮助避免损失的水分从产品加工过程中26]。在这项研究中,SWC和广阔的值观察与温度增加,这可能是由于纤维和蛋白质溶解度的增加导致功能行为(21]。在两个海藻,美国rigida显示更高的SWC和广阔,显示其潜在用作功能性成分修改纹理和粘度,避免脱水收缩作用,减少卡路里(6]。

OHC的价值美国rigida(2.96±0.13 g / g DW)被发现显著( )高于美国属(1.14±0.04 g / g DW)(表2)。类似的结果报告海带,紫菜,g .鸡蛋果,而这是高于h .粳稻,h . charoides,美国以(14,22,24]。根据黄和张6蛋白质的疏水性,有助于脂肪的吸收。OHC的机理主要是由于物理截留油的毛细吸引力。因此,不同比例的极性侧链的氨基酸蛋白质分子表面的负责变化OHC的海藻。OHC海藻也与亲水性自然,整体电荷密度,单个粒子的粒径。

3.3。矿物含量

表2显示了矿物质和微量元素的分析美国属和rigida。分析显示高钾(1.36±0.08)和(14.03±3.46)钙含量美国属相比美国rigida。钾中扮演一个重要的角色在导电性和大脑功能21),而seaweed-sourced钙(碳酸钙)据报道,更有效地利用与牛奶的钙23]。美国rigida显示较高的镁相比美国属包含。镁在中枢神经系统的功能起着重要的作用,而且还有助于消除症状的帕金森症和阿尔茨海默病(21]。除了macrominerals,海藻含有微量元素,人体中也发挥重要作用。铁是一种重要的微量元素,是血红蛋白的重要组成部分。铁含量美国属被发现更低(0.30毫克/克)相比美国rigida(0.70毫克/克)。除了铁之外,美国属和美国rigida有微量元素,如铬、锰和铜。元素在生物体内的海藻是受季节影响,菌体年龄、pH值、栖息地,和接触住宅和工业废水23]。在目前的研究中,美国属显示低大量的钾,钙,镁,铁,铜相比,报道Murugaiyan和Sivakumar22)和Syad et al。21]美国属收集从马纳尔湾湾,印度。这种变化可能是由于季节、时间的收集、气候因素等。石莼rigida轻微污染大量的钾,钙,镁,铁,锰,铜相比,相同的物种石莼来自西北伊比利亚、西班牙和葡萄牙海岸(24]。矿物分析的结果持有意义使用两种海藻的保健品(膳食补充剂功能食品行业)。此外,苏亚雷斯et al。27)报道,亚临界水提取的Saccorhiza polyschides(棕色海藻)富含矿物质(Na、年代、Ca、Mg),可以用于受精产品的开发。

3.4。元素(中文)组成

表3表明,碳、氢、氮、硫的比例美国属和美国rigida。氮、硫、氢含量美国rigida高于美国属,而碳的含量美国属被发现比吗美国rigida。硫含量的海藻代表数量的硫结合多糖形成硫酸多糖,如在美国属和ulvan美国rigida。这些硫酸多糖发挥关键作用的自由基清除和显示大量的抗氧化活性12]。

3.5。海藻的分解和玻璃化转变温度

热重分析(TGA)曲线美国属和美国rigida表明最初的减肥,水蒸发的范围0 - 100°C (美国rigida显示亏损为63.3°C) (28]。的分解美国属和美国rigida发生在200 - 300°C的温度范围,定位在282.4°C和273.2°C,分别(图2(一个))。除此之外,美国属显示第二分解为533.3°C。化学分解的有机物质在温度范围内发起的200 - 300°C。在温度范围220 - 260°C和315 - 390°C,半纤维素和纤维素的分解,分别发生(29日]。D-arabinose和D-mannose热解反应发生在一个温度范围120 - 310°C和D-xylose 140 - 310°C的范围内29日],最终退化500°C以上与燃烧有关的碳质残留物引发了强烈的加热(30.]。

温谱图的海藻粉(美国属和美国rigida)显示特征吸热峰,表明各自的玻璃化转变温度( )和焓。美国属和美国rigida表现出一个分别为134.7°C和78.1°C(图2 (b))。玻璃化转变温度美国rigida被发现低于属。这可能是由于国际米兰和多糖分子内氢键形成的羟基和羧化物组(18]。在这里,低的价值美国rigida可能是由于羟基的多糖的浓度更高。Rodriguez-Jasso et al。20.)报道,提取的岩藻vesiculosus显示了减肥由于脱水温度范围为25°C和110°C。他们还报道说,在120°C,多糖提取的热解可以发生,这可能导致相变。

缩小的山峰在海藻粉。这些山峰下的面积被用来确定两种海藻的焓。的焓美国属和U。rigida被计算为224.484 J / g和127.030 J / g,分别。增加的焓美国属表明多肽和糖苷bond-breakage所需更多的能量。因此,净焓表明吸热事件的影响(氢键的崩溃)(31日]。热数据两种海藻提供适当的温度间隔,这样他们可以用于制定作成的食品如面条。Kumar et al。31日报道说,玻璃化转变温度( )海藻注入咖啡变化从121.3°C到139.3°C,改变与增加海藻注入咖啡的味道_。因此,只有一个特定的温度范围(< 200°C)适合使用海藻产品配方,除了降解可以发生。

3.6。官能团分析

表4显示的红外光谱分析海藻%吸光度与波数的形式(ν)。美国属和美国rigida显示弱的吸收峰3600厘米以上⁻¹这可能是由于拉伸弯曲地的存在,显示特定模式的水化无机化合物(31日]。强吸收峰观察3200厘米以上⁻¹在美国rigida,而美国属显示弱的吸收峰对应于h和地伸展可能由于多糖和氨基酸的存在,原产于海藻(31日]。弱的吸收峰观察2300厘米以上⁻¹在两种海藻,它显示了切断拉伸的存在。强吸收峰观察1600厘米以上⁻¹表明C = O, N = O拉伸两种海藻表明酯和酰胺组负责的标志特征风味的海藻10,32]。山峰从1400 - 1500厘米⁻¹和1500 - 1600厘米⁻¹表明几种模式的C = C,切断,地伸展,这可能是由于木质素的存在。山峰超过1200厘米⁻¹和650厘米⁻¹在两种海藻表明S = O,切断,C, C = S拉伸产生的海藻硫酸和酚类。强吸收峰在1023厘米⁻¹在两种海藻指出S = O拉伸显示淀粉和多糖的存在。弱的吸收峰800厘米以上⁻¹在美国rigida对应于碳氢键伸展,这可能是由于葡萄糖和半乳糖的存在(33]。山峰超过1200厘米⁻¹在两种海藻代表酚组表明海藻都是在抗氧化剂,可用于功能食品的发展及其特征提取可能的生物活性化合物可用于保健品配方。也被报道,海洋macroalgae产生各种各样的挥发性有机化合物,如碳氢化合物、萜烯、酚类、醇类、醛类、酮类、酯类、脂肪酸,和卤素或含硫化合物,负责其特有的风味和新鲜度,和这些挥发性化合物已经被西班牙的研究人员美国rigida(34]。

4所示。结论

本研究的结果是,我们已经很好地记录直接成分,一些营养属性,chemicofunctional属性,和热以及海藻的光谱特征,美国属和美国rigida收集在2018年9月从印度的南部海岸。两种海藻被发现是一个很好的营养来源如粗蛋白、粗纤维、钙、铁和硫。三个功能属性,即,SWC,通车,OHC被发现有直接关系的海藻纤维和蛋白质。此外,观察到美国属可以安全地处理高达134°C从DSC热分析图没有任何主要的相变现象,而TGA结果显示分解的有机物质发生的温度范围内对海藻200 - 300°C。因此,海藻都可能被利用来开发纤维丰富的食品/在产品承受这么多的温度。此外,红外光谱显示,酚组在这两种海藻,这表明他们可以作为潜在的抗氧化剂最终用于功能食品和保健品的发展。这似乎是第一个报告提及热(DSC和TGA)和光谱(红外光谱)这些海藻的属性。我们相信,大规模使用这些海藻食品行业可以提高社会经济地位的耕种者/渔民。然而,未来的工作应当指向体内研究建立生物利用度的营养,这些海藻多酚在得到全面和结论性的数据相关的开发。

数据可用性

所有的数据都包含在本文中有关这项工作。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢中国食品加工行业,印度政府发放(没有研究项目基金。Q-11/8/2018-R&D)执行目前的工作。作者表达自己真诚的感谢m . Ganesan博士,资深科学家,CSIR中央盐和海洋化工研究所、Mandapam校园,泰米尔纳德邦,帮助延长采购马尾藻属和石莼rigida海藻。作者还要感谢Ankur先生,实验室负责,CIL, NIFTEM来说,他有价值的矿物分析的支持。作者还想提到的合著者之一,曼基Aggarwal博士,他对这项工作了,去世前提交的手稿。作者表达感谢她宝贵的科学投入将指导他们通过他们的未来的工作。