模式美拉德反应产物抗氧化性能的研究_马志玲
美拉德反应提高羊骨胶原肽抗氧化活性研究
美拉德反应提高羊骨胶原肽抗氧化活性研究杨璐;程稚玲;霍乃蕊【摘要】[目的]确定还原糖种类和反应条件,通过关拉德反应提高羊骨胶原肽的抗氧化活性.[方法]研究各因素对反应产物还原力的影响,以响应面法进行数学建模,优化美拉德反应条件;用铁氰化钾还原法测定还原力时,以胶原肽液(60 g·L-1)调节零点,结果以吸光度值表示.[结果]木糖作为修饰物时美拉德反应产物的还原力显著高于葡萄糖、乳糖、半乳糖和麦芽糖(P＜0.01).羊骨胶原肽与木糖在所得最优条件下反应,即木糖与骨胶原肽质量比为3∶1、反应初始pH为12、100℃反应3.5h,反应产物的还原力接近于预测值,高达0.810 2.[结论]美拉德反应是提高羊骨胶原肽抗氧化活性的一种有效方法.%[Objective]The suitable reductive sugar and reaction conditions were determined in this study to improve the antioxidative ability of ovine ossein peptides by MaillardReaction.[Methods]Based on the effect of the related factors on the reductive power,the responsive surface analysis was used to establish the mathematical models to optimize the conditions for Maillard Reaction.The reductive power was expressed by OD value and determined by the reductive method of potassium ferricyanide during which the 0 point was set by 60 g· L-1 ossein peptide solution.[Results]The reductive power the resulted reaction product using xylose as decorative sugar was significantly higher than using glucose,lactose,galactose and maltose (P＜0.01).The optimum condition was determined as the mass ratio of xylose to peptide was 3 to 1,the initial pH was 12,react for 3.5 h at 100 ℃,under this technology,the reductive power of the product reached to 0.810 2 which isapproximately close to the predicted value of the mathematical model.[Conclusion] Maillard Reaction is an effective method to improve the antioxidative activity of ovine ossein peptide.【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】6页(P115-120)【关键词】美拉德反应;羊骨胶原肽;还原力【作者】杨璐;程稚玲;霍乃蕊【作者单位】山西农业大学食品科学与工程学院,山西太谷030801;山西省农业科技信息中心,山西太原030000;山西农业大学动物科技学院,山西太原030801【正文语种】中文【中图分类】TS251.94美拉德反应是氨基化合物(氨基酸、肽和蛋白质)与羧基化合物(糖类)发生的一种羧氨反应。
美拉德反应产物的抗氧化活性研究
美拉德反应产物的抗氧化活性研究
鲁伟;黄筱茜;柯李晶;周建武;饶平凡
【期刊名称】《食品与机械》
【年(卷),期】2008(024)004
【摘要】主要研究在不同条件下反应得到的美拉德反应产物(Maillard Reaction Products,MRPs)的抗氧化活性.通过单因素和正交试验,发现MRPs中具有抗氧化活性的物质产生在反应的初始阶段并保持稳定,在110℃、精氨酸与葡萄糖摩尔比为1:2.5,反应初始pH为8.0,保温时间为120 min条件下反应所得MRPs抗氧化活性最强,正交试验设计结果同时表明只有温度对其抗氧化活性的影响最为显著.【总页数】4页(P61-64)
【作者】鲁伟;黄筱茜;柯李晶;周建武;饶平凡
【作者单位】福州大学生物工程研究所,福建,福州,350002;福州大学生物工程研究所,福建,福州,350002;福州大学生物工程研究所,福建,福州,350002;福州大学生物工程研究所,福建,福州,350002;福州大学生物工程研究所,福建,福州,350002
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.4种氨基酸与木糖美拉德反应产物的抗氧化活性研究 [J], 章银良;张陆燕
2.猪骨蛋白酶解液美拉德反应产物的抗氧化活性研究 [J], 唐宏刚;肖朝耿;叶梦迪;朱培培;陈黎洪
3.L-赖氨酸-D-阿拉伯糖美拉德反应产物抗氧化活性研究 [J], 章银良;蔡亚玲;李鑫
4.美拉德反应产物的抗氧化活性研究 [J], 詹沛鑫
5.河蚬酶解物美拉德反应产物抗氧化活性研究 [J], XU Hao;LIN Lin;LIU Dong-xu;LU Jian-feng;JIANG Shao-tong
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甲醇体系中美拉德反应产物抗氧化活性的研究
甲醇体系中美拉德反应产物抗氧化活性的研究章银良;章馨元;张陆燕;卢慢慢;时国庆【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】为考察美拉德反应产物（MRPs）在甲醇溶剂中的抗氧化活性，采用甘氨酸-葡萄糖模拟体系，以DPPH自由基清除率作为MRPs抗氧化活性指标，通过与纯水体系中MRPs抗氧化活性的对比，确定最佳甲醇体积分数；在此甲醇体积分数下考察了反应温度、时间、pH和反应物浓度4个因素对MRPs抗氧化性的影响，并通过均匀试验得到最佳工艺条件．结果表明：以甲醇水溶液为溶剂的甘氨酸-葡萄糖模拟体系中，在40％甲醇体积分数下MRPs对DPPH自由基清除率最高，抗氧化活性最优．其最佳工艺条件为：温度127℃，反应时间60 min，反应初始pH ＝8．0，甘氨酸与葡萄糖质量比2．51．【总页数】5页(P20-23,28)【作者】章银良;章馨元;张陆燕;卢慢慢;时国庆【作者单位】郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州 450001;郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州 450001;郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州 450001;郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州450001;郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TS201.2【相关文献】1.猪骨蛋白酶解液美拉德反应产物的抗氧化活性研究 [J], 唐宏刚;肖朝耿;叶梦迪;朱培培;陈黎洪2.L-赖氨酸-D-阿拉伯糖美拉德反应产物抗氧化活性研究 [J], 章银良;蔡亚玲;李鑫3.不同反应溶剂对鲫鱼蛋白－D －木糖体系美拉德反应产物抗氧化活性的影响 [J], 章银良;卢慢慢;章馨元;张陆燕;庞丹洋4.克氏原螯虾蛋白肽及其美拉德反应产物抗氧化活性的研究 [J], 汪清;李婷;陈丽丽;袁美兰;廖欢欢;赵利5.河蚬酶解物美拉德反应产物抗氧化活性研究 [J], XU Hao;LIN Lin;LIU Dong-xu;LU Jian-feng;JIANG Shao-tong因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
3种氨基酸和葡萄糖美拉德产物的物理化学特性及抗氧化活性的研究
试验流程图见图 １。
Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ ０￣９０、Ｇｌｃ－ Ｇｌｙ－ ０￣９０、Ｇｌｃ－ Ａｒｇ－ ０￣９０
Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ ６０、 Ｇｌｃ－ Ｇｌｙ－ ６０、 Ｇｌｃ－ Ａｒｇ－ ６０ 醇析
上清液 Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ Ｅ－ ６０ Ｇｌｃ－ Ｇｌｙ－ Ｅ－ ６０ Ｇｌｃ－ Ａｒｇ－ Ｅ－ ６０
沉淀 Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ Ｐ－ ６０ Ｇｌｃ－ Ｇｌｙ－ Ｐ－ ６０ Ｇｌｃ－ Ａｒｇ－ Ｐ－ ６０
第８卷 第３期
３ 种氨基酸和葡萄糖美拉德产物的物理化学特性及抗氧化活性的研究
１３
１ 材料与方法
１．１ ＭＲＰ ｓ 样品制备及醇析分离 材 料 ： Ｌ－ 天 冬 酰 胺 （ Ｌ－ Ａｓｐａ－ 甘氨酸 （ Ｌ－ Ｇｌｙｃｉｎｅ， Ｌ－ Ｇｌｙ） 和 Ｌ－ 精氨酸 （ Ｌ－ Ａｒｇｉｎｉｎｅ， Ｌ－ Ａｒｇ） 均 为 生 化 试 剂 ， 购 于 北 京 奥 博 星 生物技术责任有限公司； Ｄ－ 葡萄糖 （ Ｄ－ Ｇｌｕｃｏｓｅ， Ｄ－ Ｇｌｃ） 为生化试剂； ＮａＯＨ、ＨＣｌ 和无水乙醇为 ＡＲ 级， 均购于北京化工厂。
为了使美拉德反应容易发生， 水分应控制在 １５％以上［１２］。将每种氨基酸分别与葡萄糖按物质的 量比 １∶１ 配成反应物混合液（ ０．８ ｍｏｌ／Ｌ∶０．８ ｍｏｌ／Ｌ） ， 其中因天冬酰胺溶解度小， 形成悬浊液。因碱性环 境利于美拉德反应进行［１２］， 用 １０ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ 或 ７ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ 调 节 ｐＨ 至 ９．０。 将 反 应 混 合 物 置 于 ＬＤＺＸ－ ３０ＫＢＳ 型立式电热压力蒸汽灭菌器 （ 上海 申安医疗器械厂） 内加热， 在 １２１ ℃分别维持 １５、 ３０、６０、９０ ｍｉｎ， 得到每种反应物混合液的 ４ 个时 间梯度的样品， 放入 ４℃冰箱内待测。葡萄糖－ 天冬 酰胺美拉德产物记为 Ｇｌｃ－ Ａｓｎ， 葡萄糖－ 甘氨酸美 拉德产物记为 Ｇｌｃ－ Ｇｌｙ， 葡萄糖－ 精氨酸美拉德产 物记为 Ｇｌｃ－ Ａｒｇ。在 １２１ ℃加热 １５、３０、６０、９０ ｍｉｎ 得 到 的 样 品 分 别 记 为 Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ １５、Ｇｌｃ－ Ａｓｎ－ ３０、
牦牛乳酪蛋白—葡萄糖美拉德反应产物结构和性质研究
牦牛乳酪蛋白—葡萄糖美拉德反应产物结构和性质研究牦牛乳酪蛋白—葡萄糖美拉德反应产物结构和性质研究前言：牦牛乳酪作为一种传统的乳制品，具有丰富的营养成分和独特的风味，深受人们喜爱。
乳酪中主要含有蛋白质和乳糖，而蛋白质与乳糖之间存在美拉德反应，会产生一系列的反应产物。
本文旨在研究牦牛乳酪中蛋白质与乳糖的美拉德反应产物的结构与性质，为进一步探索乳酪的味道和营养更好地了解其化学机制。
一、蛋白质与乳糖之间的美拉德反应美拉德反应是一种非酶促反应，是蛋白质与还原糖之间在加热条件下进行的一种糖基化反应。
蛋白质中的氨基酸与乳糖中的还原糖通过美拉德反应发生醛基和胺基的缩合产生美拉德反应产物。
具体反应机制如下：1. 过氧化氢生成还原糖醛酮在乳糖溶液中，存在大量的过氧化氢，它可以促使还原糖产生醛酮结构。
醛酮结构是发生美拉德反应的关键中间体。
2. 醛基和胺基缩合醛基和胺基通过缩合反应形成一系列的产物，包括糖基化蛋白质（glycated protein）和醛缩胺（Schiff base）等。
这些产物的结构和性质对乳酪的品质和营养价值具有重要影响。
3. 糖基化产物的结构与性质研究美拉德反应产物中的糖基化蛋白质含有糖残基，这些糖残基可能与蛋白质的功能、稳定性和恶味等方面有关。
因此，糖基化蛋白质的结构和性质研究对于理解乳酪的美味和营养成分的变化具有重要意义。
二、美拉德反应产物的结构与性质研究方法目前，研究者采用多种分析技术和方法对美拉德反应产物进行研究，包括质谱分析、核磁共振、色谱分析等。
这些方法可以提供关于反应产物的化学成分、结构和性质的详细信息。
1.质谱分析质谱分析是一种常用的分析方法，可以用于鉴定和定量反应产物的特征。
通过质谱分析，可以确定反应产物中糖基化蛋白质的种类、相对含量和结构等。
2.核磁共振分析核磁共振分析是一种常用的结构鉴定方法，可以提供反应产物中醛基和胺基的结构信息。
通过核磁共振分析，可以确定美拉德反应产物中醛缩胺的种类、相对含量和立体结构等。
不同模式体系美拉德反应程度及抗氧化活性比较研究
不同模式体系美拉德反应程度及抗氧化活性比较研究肖军霞;黄国清;裴晓惠;孙萍;王成荣【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2011(032)011【摘要】以葡萄糖、果糖、蛋氨酸、甘氨酸、精氨酸和大豆分离蛋白为美拉德反应原料,研究加热时间和混合比例对褐变程度的影响,并对褐变程度最强的产物进行抗氧化活性检测.结果表明:葡萄糖、果糖分别与甘氨酸按物质的量之比2:1混合(pH9.0),并于100℃恒温水浴锅中加热180min时褐变程度最强.葡萄糖-甘氨酸与果糖-甘氨酸模式体系的美拉德反应物都具有一定的抗氧化能力.在相同体积分数条件下,果糖-甘氨酸模式体系的美拉德反应物的还原能力和抗氧化值均要强于葡萄糖-甘氨酸模式体系的美拉德反应物.葡萄糖-甘氨酸模式体系的美拉德反应物对·OH 和O2-·的抑制率最高分别达50.65%和45.42%,而果糖-甘氨酸模式体系的美拉德反应物对·OH和O2-·的抑制率最高则分别达57.55%和28.54%.【总页数】4页(P52-55)【作者】肖军霞;黄国清;裴晓惠;孙萍;王成荣【作者单位】青岛农业大学食品科学与工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学食品科学与工程学院,山东,青岛,266109【正文语种】中文【中图分类】TS201.2【相关文献】1.不同条件下美拉德反应产物抗氧化活性的研究综述 [J], 章银良;卢慢慢;张陆燕2.不同反应溶剂对鲫鱼蛋白－D －木糖体系美拉德反应产物抗氧化活性的影响 [J], 章银良;卢慢慢;章馨元;张陆燕;庞丹洋3.脱脂牛乳体系中乳蛋白-葡萄糖美拉德反应程度及产物功能性质研究 [J], 牟全生;杨敏;王裕成;包鹏杰;雷敬敬;陈浩;王海霞;杨继涛4.热处理对牛乳美拉德反应程度及挥发性成分的影响 [J], 依胜男;芦晶;逄晓阳;郝莉雨;张书文;吕加平5.模式体系谷氨酸-葡萄糖美拉德反应程度研究 [J], 张凤梅;汤高奇;田玮;柳艳霞;赵改名;赵莉君因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
美拉德反应法优化提取黑豆抗氧化肽的工艺研究
（二）试验方法 1. 超声波辅助酶法提取黑豆肽的制备 取 底 物 浓 度 4% 黑 豆 蛋 白 悬 浮 液 → 90 ℃加热 20 min →冷却→加蛋白酶 →调 pH 7.5 → 40 ℃的条件下水浴酶解 30 min → 95 ℃灭酶→以 4 000 r/min 离心 15 min →取上清液→真空浓缩，→冷冻 干燥→得黑豆蛋白肽粉。 2. 提取剂的选择 准确称量 0. 2g 木糖、果糖、葡萄糖 作为提取剂于具塞试管，加入 1 mL 0. 2 g/mL 的黑豆蛋白肽溶液混匀，调 pH 至 8.5，置于 100 ℃水浴中加热 30 min，冷 却至室温。以黑豆抗氧化肽还原力为指 标测定，确定最佳提取剂。 3. 单因素正交实验设计 以糖肽比、反应时间、反应温度、 pH 值作为单因素条件进行试验，利用正 交试验分析法确定美拉德反应优化提工 艺条件。 4. 还原力的测定
Ｄ 时间 ／mｉｎ １（４０） ２（５０） ３（６０） ３ １ ２ ２ ３ １ ２３７．４ ２４１．９ ２４２．７ ７９．１ ８０．６ ８０．９ １．８ Ｄ３ 清除率 ／％ ７８．０ ８１．４ ８２．３ ８０．４ ７９．５ ８２．５ ７８．０ ８０．０ ７９．９
表 １ 美拉德反应修饰黑豆抗氧化肽活性反应条件正交分析
加工贮藏
ＪＩＡ ＧＯＮＧ ＺＨＵ ＣＡＮＧ
美拉德反应法优化提取黑豆抗氧化肽的工艺研究
范丽男 裴 颖 吉林农业科技学院 １３２１０１
摘 要：探究美拉德反应修饰黑豆蛋白肽抗氧化活性的影响， 以还原力为指标， 通过单因素和正交试验优化反应条件， 确定最佳工艺。 结果表明： 在修饰反应物为木糖；糖肽比为 3：1；pH 为 9.0，反应温度为 100 ℃，反应时间为 60 min 时得到的抗氧化肽效果最好。该条件下发生美拉德反应 后的黑豆抗氧化肽的自由基清除率最佳，为 83.1%。 关键词：黑豆；美拉德反应；抗氧化肽
美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展
㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年4月第39卷第2期JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY㊀Vol.39No.2Apr.2024㊀收稿日期:2023-08-27;修回日期:2023-10-11;出版日期:2024-04-15基金项目:国家自然科学基金项目(31571871);国家级大学生创新创业计划项目(202310463057,202310463068,202210463003)作者简介:苑彬(1984 ),男,河南省郑州市人,河南职业技术学院讲师,主要研究方向为粮油食品加工智能控制㊂E-mail :135****9331@通信作者:黄泽华(1988 ),男,河南省周口市人,河南工业大学讲师,博士,主要研究方向为粮食工程㊂E-mail :huang_zehua@qq.com苑彬,金慧,骈琳,等.美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展[J].轻工学报,2024,39(2):60-68.YUAN B,JIN H,PIAN L,et al.A review of the impact of Maillard reaction on food quality and safety and the detection of its products[J].Journal of Light Industry,2024,39(2):60-68.㊀㊀DOI:10.12187/2024.02.008美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展苑彬1,金慧2,骈琳3,高思今2,黄泽华21.河南职业技术学院智能制造学院,河南郑州450046;2.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450001;3.河南工业大学国际教育学院,河南郑州450001摘要:对美拉德反应及其产物在食品加工过程中的多重影响进行梳理,探讨其对食品品质与安全的影响,并对典型的创新性反应产物检测技术进行综述,指出:该反应既能生成导致食品体系发生褐变的棕色聚合物(如5-羟甲基糠醛)或含氮共聚物(类黑素),还能产生显著影响食品风味的物质(如酮类㊁醛类㊁烷基化合物等);该反应不但可以改变食品的结构特性(如降低蛋白质的荧光强度和表面疏水性),而且能生成具有特定功能的载体(如乳液凝胶功能载体)㊂该反应在生成抗氧化产物和消除食物中的过敏原方面具有积极作用,然而,也可能生成高级糖基化终产物㊁丙烯酰胺㊁杂环胺㊁5-羟甲基糠醛等潜在有害物质㊂目前,美拉德反应产物的主要检测技术包括光谱法㊁色谱法㊁荧光化合物表征法等,而荧光化合物作为美拉德反应中的重要中间产物,可被应用于构建荧光探针,实现对美拉德反应的实时监测㊂未来应深入研究有害物质的形成机制及其影响因素,或进一步优化这些检测方法的精确度和效率,为食品加工技术的持续发展提供更加全面的理论支持㊂关键词:美拉德反应;食品品质;食品安全;检测方法中图分类号:TS209㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:2096-1553(2024)02-0060-090 引言美拉德反应是影响食品质量参数的关键因素,它涉及感官特性㊁颜色变化及蛋白质功能等多个方面[1]㊂该反应在食品加工㊁运输和储存的各个阶段均会发生,其反应速度㊁程度和具体过程受到诸多因素影响,主要包括反应物种类㊁温度/时间组合㊁pH 值㊁水分活度等[2]㊂美拉德反应通常分为3个阶段:初始阶段,羰基胺与游离氨基化合物反应形成N -糖胺,此时不发生褐变,但会生成一些后续反应的前体物质;中间阶段产生浅黄色物质和风味化合物;最后阶段则形成高分子量的棕色聚合物㊂㊃06㊃㊀苑彬,等:美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展美拉德反应产物复杂多样,虽然该反应能赋予食品特定的风味和色泽,但它的某些产物也可能危害人体健康㊂在美拉德反应被发现后的很长一段时间内,对其产物成分的理论研究相对有限㊂然而,随着分析仪器和技术的不断发展,对美拉德反应机理及其产物成分㊁分子结构㊁效用和性质的研究已取得显著进展㊂因此,分析相关模型系统或食品加工中产生的主要美拉德反应产物及新兴的检测技术,对于制定有效的抑制和控制策略至关重要㊂本文梳理了美拉德反应在食品加工过程中对食品色泽㊁风味㊁结构和营养的影响,探讨了其对食品品质与安全的关系,并总结了美拉德反应产物检测技术的研究进展,以期为食品加工过程中危害物检测㊁智能化控制等决策场景提供参考㊂1㊀美拉德反应对食品品质的影响1.1㊀对食品色泽的影响在美拉德反应过程中,还原糖和氨基化合物被转化为着色剂㊂其中,棕色聚合物(如5-羟甲基糠醛,5-HMF)或含氮共聚物(类黑素)主要在反应的中后期形成,导致食品体系发生褐变[3]㊂有研究[4]表明,醛缩醇反应可能产生基于碳水化合物的非均相低聚物,而这些低聚物在反应混合物中可能会引发褐变反应㊂活性亚甲基化合物(如去甲呋喃醇)作为醛缩醇反应的关键中间体,在一定程度上调控着褐变反应的进程㊂同时,氧化还原反应在美拉德反应中也起着重要作用,它通过增加褐变产物中的不饱和双键数量,影响最终产物的特性[4]㊂美拉德反应引起褐变的程度通常取决于产物的积累和组成㊂水果和蔬菜在加工过程中容易发生非酶褐变,褐变程度受加热强度㊁暴露时间和关键反应底物的影响㊂例如,李子在干燥过程中,早期美拉德反应产物(呋喃)和中间体美拉德反应产物(N-羧甲基-L-赖氨酸)的不同反应路径会影响产品最终的颜色[5];橙汁㊁番茄制品㊁脱水胡萝卜等在加工过程中形成的糠酰甲基衍生物,会导致加工品颜色㊁风味和气味发生不良变化,影响产品的整体可接受性和保质期[6]㊂在食品工业中,美拉德反应引起的色彩变化具有双重意义,其中间产物的反应过程尤为关键㊂例如,在全麦食品生产中,发芽的全麦粉由于酶活性增加,淀粉㊁蛋白质等易发生水解反应而使成分发生变化,这种成分变化在加工过程中会促进美拉德反应产物的生成;明胶基糖果(如含有蔗糖的软糖)在热处理过程中会产生黄色至棕色的色素[7]㊂研究[8]发现,在早期和晚期糖基化产物的形成过程中,可检测到中间体α-二羰基化合物,其形成可能与籽粒发芽过程中还原糖和游离氨基酸的质量浓度及组成变化有关㊂还有研究[9]发现,还原性乳糖含量在乳制品领域也是影响粉末褐变的重要参数㊂此外,乳清蛋白浓缩粉的品质易受储存温度㊁储存时间㊁储存热负荷等条件的影响,如商业棕色发酵乳制品在储存期间可能会发生美拉德反应[10]㊂综上可知,美拉德反应对食品色泽的影响贯穿于整个生产㊁储运㊁销售㊁消费的过程㊂1.2㊀对食品风味的影响美拉德反应不仅关乎食品的色泽,而且显著影响其风味㊂该反应生成的风味物质主要包括酮类㊁醛类㊁烷基化合物等,这些物质主要是由糖与氨基酸生成Schiff碱(Schiff Base),再经过重排㊁裂解等一系列反应生成的㊂风味物质通常具有较低的相对分子质量,易受加工条件(如温度㊁时间)的影响㊂在焙烤食品中,美拉德反应的程度随着烘烤时间的延长而增强㊂针对这种反应产生的风味物质,学术界的研究成果颇为丰富,例如,甘氨酸㊁赖氨酸和组氨酸与葡萄糖的反应可生成2,5-二甲基吡嗪,这是香菜籽油(FRO)中重要芳香活性美拉德反应产物之一[11]㊂此外,不同的食品成分也会影响美拉德反应产生的风味物质㊂谷氨酸(Glu)的存在可以增强GG-ARP系统(谷氨酸㊁半乳糖Amadori重排)的牛奶味和烘焙风味㊂因此,通过调节关键成分(如谷氨酸)来控制风味物质的生成,为烘焙食品风味的研究提供了新的思路[12]㊂S.Krause等[13]提取了豌豆中的淀粉㊁蛋白等组分,并将其制作成蛋糕,发现不同豌豆组分在烘烤过程中易于发生美拉德反应和焦糖化,与以豌豆粉或小麦粉为基础原料制作的蛋糕相比,具有潜在的麦芽和烘焙风味㊂同样,通过不同复合混合物(如鸡骨提取物㊁小麦蛋白㊁水稻蛋白㊃16㊃㊀2024年4月第39卷第2期㊀水解产物等)进行美拉德反应产生的风味物质,也可作为潜在的天然食品香料[14]㊂除了焙烤食品,美拉德反应在水产品和果蔬加工中同样可对制品的风味产生显著影响㊂例如,鲻鱼子(卵)作为全球美食,其独特的烤香味主要得益于美拉德反应,其中烘烤时间和温度是影响风味物质生成的关键参数[15]㊂在茶叶加工中,美拉德反应同样至关重要㊂研究[16]表明,不同加工方法(如蒸㊁炒)和不同收获季节(春㊁秋)对生茶叶的感官和风味品质有显著影响,尤其在烘焙过程中,蒸青比炒青引起的美拉德反应的化学变化更大㊂干燥过程中,美拉德反应产生的杂环化合物和硫化合物可能对茶叶焙烤风味有重要贡献[17]㊂此外,在红枣干燥过程中,对流干燥和冷冻干燥等工艺产生的风味成分大多也是美拉德反应产物或脂肪酸氧化产物[18]㊂上述研究结果揭示了美拉德反应在食品风味形成中具有重要作用㊂1.3㊀对食品结构的影响美拉德反应不仅在食品风味方面发挥重要作用,还能显著影响食品的结构特性㊂在大豆分离蛋白(SPI)乳液中,美拉德反应形成的偶联物能够显著降低SPI的荧光强度和表面疏水性,导致其结构松弛,乳化性能增强[19]㊂正如前文所述,食品在储存过程中也会经历美拉德反应㊂乳清蛋白浓缩粉在储存期间会发生高级美拉德反应,促进如二羰基化合物和美拉德反应产物的形成,从而显著影响蛋白质的结构㊂值得注意的是,这种变化能够使乳清蛋白浓缩粉具备良好的再水化性能(润湿性㊁溶解性和分散性)[9]㊂美拉德反应在调控食品微观结构领域具有重要作用,特别是在纳米载体的制备方面㊂基于蛋白质自组装的原理,美拉德反应被用于制备SPI-葡聚糖基纳米凝胶,这类凝胶展现出较低的表面疏水性和优异的乳化性能[20]㊂此外,葡聚糖还能诱导β-酪蛋白(β-CN)的糖基化反应,增强柚皮素负载的β-CN胶束在酸性和高钙环境下的稳定性,为制备在极端条件下仍保持稳定的纳米载体提供了可能性[21]㊂研究人员通过合成酪蛋白酸钠(SC)与美拉德偶联物(MC),成功制备了高度水溶性的纳米胶囊,这些胶囊能高效包裹姜黄素等活性物质[22]㊂不仅如此,利用美拉德反应制备的水包油(W/O/W)凝胶,可用作乳液凝胶功能载体,实现药物的靶向释放[23]㊂因此,美拉德反应不仅可以改善食品的结构特性,还能创造具有特定功能的载体,为食品结构的定向改造和创新开辟了新途径[24]㊂1.4㊀对食品营养的影响在食品加工领域,保持营养成分的完整性一直是研究热点㊂在众多加工方法中,美拉德反应因无需特殊化学材料和复杂设备的特点,引起了广泛关注㊂美拉德反应的后期能形成类黑素,它具有抗菌㊁抗高血压活性㊁抗氧化及羟基去除活性等多种功能特性,这些特性主要归因于类黑素中含有羟基的高分子量螯合物[25]㊂通过将美拉德反应与高压均质技术结合,豌豆分离蛋白(PPI)的热稳定性和体外抗氧化活性均得到了提升,同时降低了PPI的溶解度限制并改善了乳化和发泡性能[26]㊂J.H.Huang 等[27]研究发现,在700W条件下经微波处理10min 后,紫苏油中的美拉德反应产物含量和DPPH自由基清除活性显著增加,而总生育酚含量㊁酚类化合物含量和脂肪酶活性显著降低㊂此外,在美拉德反应过程中,紫外线吸收成分和荧光化合物含量也有所增加[28]㊂美拉德反应还可能通过破坏构象表位㊁揭示隐藏表位㊁掩盖线性表位和(或)形成新的表位,影响蛋白质的致敏性[29]㊂有研究[30]显示,糖类(包括单糖和寡糖)参与的美拉德反应能够改变β-乳球蛋白的抗原性,且这种影响的程度与碳水化合物的类型有关㊂因此,美拉德反应不仅会产生抗氧化产物,而且能改变蛋白结构,进而改善食物的过敏性㊂由于氧化应激是导致体内细胞凋亡㊁组织损伤和病理变化的主要原因,且食物过敏的发病率呈上升趋势㊂在此背景下,美拉德反应为解决上述问题提供了一种可能的方案,它不仅能够用于生成抗氧化产物,还能通过改变蛋白质结构来消除食物中的过敏原,为功能性食品的生产提供了新的可能性㊂2㊀美拉德反应产物分析及检测技术2.1㊀美拉德反应产物中的有害成分美拉德反应为食品赋予了多样的风味化合物㊃26㊃㊀苑彬,等:美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展(短肽㊁有机酸㊁醛㊁酮㊁硫和呋喃化合物等),这些化合物为食品形成独特的风味做出了重要贡献㊂然而,美拉德反应产物中存在一些对人体健康有害的化合物,这些化合物可能导致抗营养成分的增加[31]㊂目前已知的美拉德反应产物中的有害成分包括高级糖基化终产物(AGEs)㊁丙烯酰胺(AM)㊁杂环胺(HCA)和5-HMF[32]㊂AM是一种有机污染物,它可以通过食物中的糖和氨基酸在美拉德反应过程中产生㊂已有研究[33]证实,AM具有神经毒性,并可能具有潜在的致癌和遗传毒性作用㊂还有研究[34]表明,尿液中AM 代谢物水平较高可能与油炸马铃薯制品和饼干的摄入有关㊂特别是对儿童而言,AM可能对其健康产生不利影响,因此需要密切关注儿童饮食等生活环境,尽量避免其接触AM㊂AM在油炸含氮或高碳水化合物的食品中较为常见,其生成与天冬酰胺与还原糖之间的美拉德反应密切相关㊂食品中AM含量的多少主要由食品所处的外界环境和内部因素(食品中天冬酰胺和还原糖的含量)决定[35]㊂为了降低食品中AM的含量,可以采取多种有效策略,这些策略涵盖从农业生产㊁原料预处理到食品热加工等多个阶段,例如,在食品加工过程中,可以选择那些产生AM较低的原料品种;在储存和运输食品原料或产品时,应采用较低的温度条件;在加工环节,可以通过添加外源性离子对原料进行浸泡或漂烫,或者降低油炸时的温度,来进一步优化加工工艺[36]㊂此外,还可以利用高甲氧基苹果果胶[37]㊁壳聚糖[38]等物质与AM生成的底物进行竞争性反应,从而降低AM的产生㊂AGEs在体内的积累与糖尿病㊁肾病及心血管疾病的并发症紧密相关,而这些化合物既源自食品加工中的美拉德反应,也源自生物体内的自然生成过程[39]㊂在食品加工过程中,温度㊁pH值㊁水分含量㊁压力等均会明显影响美拉德反应的进行,进而直接影响AGEs的生成量[40]㊂调味料和添加剂的使用也会对AGEs的生成产生影响,如水煮食品中的AGEs含量明显低于烤制食品[41]㊂此外,食品在储存过程中也会产生一定量的AGEs㊂因此,严格控制食品加工和储存条件,合理使用调味料和添加剂,对于降低食品中AGEs含量具有重要意义㊂在动物源性食品中,肌酐㊁糖㊁肌酸㊁游离氨基酸等成分在高温烹饪条件下会生成HCA[42],且其生成类型会随着温度的变化而变化,特别是在高于或低于300ħ时,其生成类型会有较大不同㊂HCA的生成受到多种因素的影响,包括烹饪温度㊁加工时间㊁采用的工艺及使用的设备等㊂在日常生活中,烹饪过程也会产生HCA,而过多摄入这些物质可能会增加患结肠癌㊁乳腺癌㊁胃癌等疾病的风险[43]㊂为了降低HCA的影响,需要综合考虑多个因素,如选择适当的加工方式㊁添加抗氧化物质以抑制HCA的形成,或者采取相应措施加快HCA的代谢过程,以降低其潜在的毒性[44]㊂5-HMF是一种具有潜在致癌性的化合物,过量摄入可能会诱发肿瘤转化,并可能对肝脏和肾脏造成毒性影响㊂5-HMF的生成主要通过两种路径:一种是在美拉德反应过程中3-脱氧葡萄糖酮(3-DG)的分解,二是在酸性条件下糖类发生的脱水反应(焦糖化)㊂依据反应路径,影响5-HMF生成的主要因素包括pH值㊁糖类含量㊁氨基酸类型㊁温度㊁阳离子含量㊁水分活度等㊂已有研究[45]表明,美拉德反应底物中的糖类㊁氨基酸和蛋白质含量对5-HMF 的生成有显著影响,其中糖类含量的影响尤为关键㊂5-HMF在酸性条件下较易生成,在pH值为5.5至7.0的果糖溶液中,经90ħ加热48h,5-HMF的含量可增加近4倍㊂上述研究结果表明,通过调整美拉德反应的底物含量㊁pH值等条件,可以有效减少5-HMF的生成㊂然而,在进行这些调整时,也必须考虑到可能对食品风味产生的不利影响,因为这些调整可能会降低美拉德反应的程度,从而影响食品的整体风味特性㊂2.2㊀美拉德反应产物检测技术美拉德反应产物的检测一直是学术界的研究热点㊂正如前文所述,美拉德反应不仅对食品的感官特性(如颜色和口感)产生显著影响,还可能引起食品营养价值的变化㊂值得注意的是,美拉德反应并非总是带来积极效果㊂鉴于此,开展对美拉德反应产物的精确检测显得尤为关键,这对于确保食品安全㊁提升产品品质及深入理解反应机制都具有不可㊃36㊃㊀2024年4月第39卷第2期㊀忽视的价值㊂在食品工业中,美拉德反应产物的检测对于工艺优化和新产品开发具有重要意义㊂通过对美拉德反应条件和产物的精确控制,不仅能够确保食品安全,还能提升产品的感官品质和营养价值㊂例如,在生产植物基肉替代品时,掌握和调控美拉德反应有助于模仿动物肉的风味和质地,从而提高产品的市场接受度㊂此外,美拉德反应检测也是食品科学研究的重要工具,可以用于研究食品中各种化合物之间的相互作用及其对食品整体质量和安全性的影响㊂美拉德反应产物检测将食品领域中的化学㊁工程㊁营养学㊁毒理学等多个学科紧密相连,为研究者提供了一个全面理解和改进食品生产与加工过程的平台㊂因此,美拉德反应产物检测技术在食品科学及相关领域中具有广阔的应用前景和重要的社会经济价值,表1列举了部分美拉德反应产物的检测方法㊂自1970年代始,学界就开始采用气-液相色谱分析法[46]和凝胶电聚焦技术[47]等方法对褐变反应过程和牛奶蛋白中的美拉德反应进行深入研究㊂目前,多种光谱法(如紫外光谱法㊁红外光谱法㊁荧光光谱法)㊁色谱法(如体积排阻色谱法㊁凝胶渗透色谱法㊁气相色谱-质谱法及液相色谱-质谱联用法)㊁㊀㊀㊀核磁共振㊁放射性同位素标记㊁酶联免疫法等技术已被广泛应用于美拉德反应产物的分析和表征㊂此外,极性和非极性固相微萃取技术也被引入到美拉德反应产物的研究中[48]㊂这些不同的检测方法和技术可以根据实际需求灵活选择,以实现对美拉德反应的智能化检测和控制㊂在食品加工和储存过程中寻求简便而准确的美拉德反应鉴定方法过程中,研究人员通过考查美拉德反应温度和pH值变化引起的自由基变化,建立了自旋捕集剂法[49]㊂这种方法通过对不稳定自由基的捕集来分析信号,有效地表征了加热食品中美拉德反应的初中期阶段自由基变化,从而为美拉德反应过程的分析提供了简便且灵敏的手段㊂此外,天冬酰胺与还原糖在碱性和高温条件下的反应产物也可通过高效液相色谱(HPLC)与馏分收集器的组合进行检测;而紫外-可见光谱和傅里叶红外(FT-IR)光谱因对美拉德反应产物的结构表现出敏感性,被应用到铜(Ⅱ)金属离子与美拉德反应产物络合的研究中[50]㊂美拉德反应作为典型的还原糖与氨基化合物之间的反应,对它的产物进行早期检测可反映食品和饮料在颜色㊁风味㊁香气等方面的早期变化[51]㊂Amadori重排是美拉德反应的第一步,该过程中的反应产物在酸水解过程中会形成N-(呋㊀㊀表1㊀美拉德反应产物的检测方法Table1㊀Detection Methods of Maillard Reaction检测方法方法特点应用示例说明参考文献光谱法包括紫外㊁红外㊁荧光光谱法具有对美拉德反应产物结构敏感的特性,适用于反应产物的结构分析和鉴定㊂[50,58][59,61]色谱法包括体积排阻色谱㊁气相色谱等能够分离和定量不同反应产物,如高效液相色谱结合质谱可用于分析前体和中间体,提供定量信息㊂[46,54-55]自由基变化分析法观察温度㊁pH值变化对自由基的影响通过观察温度和pH值变化导致的自由基改变,分析美拉德反应与自由基变化之间的关系㊂[49]Amadori化合物测定法通过测定Amadori化合物来检测通过测定Amadori化合物含量,早期检测美拉德反应引起的质量变化,提供反应程度的指标㊂[52-53]MDL和UHPLC-MS/MS分析结合自动化微波消解和高效液相色谱通过结合自动化微波消解和UHPLC-MS/MS,检测AM及其前体和中间体,用于美拉德反应和动力学分析㊂[55-56]荧光化合物表征法利用荧光产物表征反应过程荧光产物可用作荧光探针,能够有效表征美拉德反应过程和产物,应用于食品安全和荧光探针开发领域㊂[57-59][60-61]㊃46㊃㊀苑彬,等:美拉德反应对食品品质与安全的影响及其产物检测研究进展喃酰甲基)氨基酸(FMAAs),这为早期监测美拉德反应产物提供了一个敏感的检测指标㊂通过检测Amadori重排反应产物,研究者可对美拉德反应所引起的产品质量变化及其所经历的热处理或储存条件进行回顾性评估[52]㊂基于此,研究人员开发了液相色谱-电喷雾电离-串联质谱法来分析Amadori重排反应产物,并采用反相高效液相(RP-HPLC)色谱和紫外法检测分析FMAAs,这些方法可对早期美拉德反应的标志物进行检测,进而应用于加工条件的调控方面[53]㊂此外,通过高效阴离子交换色谱㊁电化学(ECD)和二极管阵列检测器(DAD)的串联耦合设计,实现了对美拉德反应前体和产物的同时分析,为研究糖㊁氨基酸及相应的Amadori重排反应产物和环状中间体(如5-(羟甲基)-2-糠醛㊁麦芽酚和2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4-(H)-吡喃-4-酮等)提供了新的研究途径[54]㊂在对美拉德反应进行深入分析的研究中,一些研究者采用了多种不同方法来更全面地理解该反应的特性㊂例如,有学者运用反相高效液相色谱-二极管阵列检测法(HPLC-DAD),在pH值为5的美拉德水体系模型中进行分析,经过约120min的加热处理,成功检测到了非挥发性反应产物[55]㊂另有研究者在正负离子切换的控制下,结合自动化微波消解实验室工作站(MDL)和超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)技术,实现了在美拉德反应及其动力学解析过程中对丙烯酰胺及其前体和中间体的同时测定[56]㊂这种方法的优势在于,MDL工具与简化的样品处理程序及UHPLC-MS/MS分析相结合,显著降低了动力学研究中样品分析的时间和劳动力成本[56]㊂荧光化合物作为美拉德反应研究中的重要中间产物,被广泛用作构建荧光探针的平台用于检测各种分析物[57]㊂因此,荧光化合物表征法在食品科学和生命科学领域,尤其是食品安全和荧光探针的开发领域备受关注[58-59]㊂研究[60]发现,美拉德反应产生的荧光可以通过肉眼观察到,并且可以被摄影设备记录;通过使用液体闪烁计数器(LSC,单光子率计数)的低水平化学发光(CL)检测程序,能够监测到美拉德反应的特异性CL特征,包括O-依赖性㊁硫化合物的抑制作用等㊂研究[60]表明,CL发射光谱在500nm和695nm附近出现两个宽峰,这与棕色反应混合物的荧光发射光谱和CL发射光谱的蓝绿色部分相匹配;美拉德反应过程中可见光的发射可能部分源自O-依赖性激发态的产生,也可能与能量转移到褐变反应的同时形成的荧光产物有关㊂此外,研究者还开发了一种基于D-葡萄糖和L-精氨酸的美拉德反应产物的新型可活化荧光监测平台,该平台不仅能用于检测D-异抗坏血酸㊁酒石酸等物质,而且在实际应用中已经取得了令人满意的成果[61]㊂3 结论与展望本文通过梳理美拉德反应对食品加工过程中的多重影响(如食品色泽㊁风味㊁结构等),探讨了其对食品品质与安全的关系,并对典型的创新性美拉德反应产物检测方法进行综述,得出:美拉德反应生成的棕色聚合物或含氮共聚物会显著影响食品的色泽,产生的酮类㊁醛类㊁烷基化合物等风味物质,为食品带来了丰富的口感和香气㊂然而,美拉德反应过程中也可能产生一些有害化合物,如AGEs㊁AM㊁HCA等,这些化合物对人体健康可能构成潜在威胁,引发神经毒性㊁致癌性㊁遗传毒性等问题㊂为了确保食品安全,光谱法㊁色谱法㊁核磁共振㊁放射性同位素标记㊁酶联免疫法等技术被广泛应用于美拉德反应产物的分析和表征㊂这些技术不仅有助于研究者更好地理解美拉德反应的复杂机制,也为食品加工过程中的质量控制和风险评估提供了强有力的工具㊂在未来的研究中,可以采用模块化设计理念,开发专门针对AGEs㊁AM等特定指标的检测方法,从而显著提升检测方法的效率和灵敏度㊂此外,还可以通过优化检测结果的记录与分析模式,建立数据可视化模型,实现美拉德反应的实时㊁在线监控,确保食品品质与安全㊂总体而言,通过持续改进美拉德反应产物的检测方法和控制策略,不仅能充分挖掘这一反应在食品加工中的潜在价值,还能有效规避其可能引发的风险,在确保食品安全的同时提升产品品质,促进食品加工行业的持续创新和发展㊂㊃56㊃。
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收稿日期:2001—12—24作者简介:马志玲(1963—),女,副教授/硕士;主要研究方向为分离技术及美拉德反应。
文章编号:1003—7969(2002)04—0068—04 中图分类号:TQ641 文献标识码:A模式美拉德反应产物抗氧化性能的研究
马志玲1,王延平2,吴京洪1(1.中山大学化学与化学工程学院,510275广州市;2.森馨香精色素科技(中国)有限公司,510730广州市) 摘要:采用葡萄糖和不同氨基酸(赖氨酸和甘氨酸)通过模式美拉德反应制备了美拉德反应产物。采用β-胡萝卜素-亚油酸模式体系以及亚油酸过氧化方法评价了美拉德反应产物的抗氧化能力,同时采用铁氰化钾还原法评价了美拉德反应产物的还原能力。制备时间长的美拉德反应产物表现出较强的抗氧化能力。关键词:美拉德反应产物;抗氧化能力;还原能力
美拉德反应(Maillardreaction)或非酶褐变反应(non-enzymaticbrowningreaction)是食品中的氨基化合物(胺,氨基酸,肽和蛋白质)和羰基化合物(糖类)在食品加工和储藏过程中发生的反应,由法国著名科学家L.C.Maillard于1912年发现的。从营养学角度考虑,由于反应使食品中的有效成分如氨基酸类和糖类有所损失以及引起食品的褐变等,使食品的营养价值部分降低。但是,美拉德反应是加工食品色泽(如焙烤类食品的色泽)和浓郁芳香的各种风味的主要来源,这在食品生产上具有特殊的意义[1]。美拉德反应产物(Maillardreactionproducts,MRPs)中含有类黑精(melanoidins),还原酮(reductones)及一系列含N,S的杂环化合物(heterocycliccompounds),研究表明,这类物质具有一定的抗氧化性能,其中某些物质的抗氧化强度可以和食品中常用的抗氧化剂相媲美[2]。如能够防止植物油的氧化,在人造奶油中添加甘氨酸-葡萄糖反应产物可提高其氧化稳定性以及提高牛排和猪排的稳定性等[3]。20世纪80年代以来,关于MRPs抗氧化性能方面的研究在国外是非常热门的课题。因为研究表明,食品工业上广泛应用的抗氧化剂BHA,BHT等可能具有致癌性[4],许多国家已禁止使用。MRPs是食品加工和储藏过程中自身产生的一类物质,可以认为是天然的,这在寻找和应用天然抗氧化剂的当今食品工业中具有非常重要的意义。1 实验与方法1.1 原料与试剂葡萄糖、赖氨酸、甘氨酸均为食用级;化学试剂均为分析纯;水为二次蒸馏水。1.2 主要设备和仪器Cary100紫外-可见分光光度计,AMINCO2荧光分光光度计。1.3 实验方法1.3.1 美拉德反应产物的制备 葡萄糖(0.1mol/L),氨基酸(0.1mol/L)溶解在1L0.1mol/L磷酸盐缓冲液(pH=7.0)中,按葡萄糖,葡萄糖-赖氨酸和葡萄糖-甘氨酸配合共制备了3种模式体系。将溶液按1∶1(v/v)的比例取100ml,在甘油浴上于100℃加热回流处理,在不同的时间进行取样测定。1.3.2 美拉德反应产物褐变程度的测定 MRPs褐变程度是不同加热时间采用分光光度法在420nm测定反应液的吸光度。1.3.3 美拉德反应产物荧光强度的测定 采用Morales等[5]的方法。模式体系产物(100μl)用10mlMilli-Q水稀释以防止猝灭效应。该试液在激发波长347nm,发射波长415nm测量荧光强度。荧光线性采用0.1mol/L硫酸奎宁溶液校正,结果以硫酸奎宁的量(mg/L)表示。1.3.4 美拉德反应产物还原能力的测定 美拉德反应产物的还原能力采用Yen和Duh[6]的铁氰化钾还原法进行评价。不同反应时间的MRPs的甲醇溶液(1ml)与2.5ml磷酸缓冲溶液(0.2mol/L,pH6.6),2.5ml铁氰化钾溶液(1%)混合于10ml容量瓶。样液在50℃保温20min。然后加入2.5ml10%的三氯乙酸,在5000r/min离心10min。取上清液2.5ml与2.5ml蒸馏水和0.5ml0.1%三氯
68中 国 油 脂 2002年第27卷第4期化铁溶液混合在700nm下测定吸光度。吸光度增加表明还原能力较强。1.3.5 β-胡萝卜素-亚油酸模式体系 采用β-胡萝卜素-亚油酸模式体系评价MRPs的抗氧化能力。β-胡萝卜素0.2mg,亚油酸200mg,Tween-40200mg,在0.5ml氯仿中混合,在40℃将氯仿除去,残留物迅速溶解在10ml蒸馏水中,振荡1min-2min混合均匀。然后用50ml充氧水制备乳化液。取4ml乳化液到不同的含0.2ml试样乙醇液的试管中。用BHA作对照。对照中含有0.2ml乙醇和4ml上述乳化液。试管置于50℃水浴中,在0时间测定所有样品的吸光度(470nm)。间隔15min测定一次,直至β-胡萝卜素的颜色消失。按上述混合物不含β-胡萝卜素的为空白样,所有测定重复三次。1.3.6 亚油酸过氧化法[7] 0.28g亚油酸,0.28gTween-40,50ml0.2mol/L磷酸盐(pH=7.0)均质制备亚油酸乳化液,待测样品制备在甲醇∶水(6∶4)体系中。不同的待测样品0.5ml与2.5ml亚油酸乳化液和2.5ml0.2mol/L磷酸盐缓冲液混合在37℃下保温120h。无待测液的样品为对照。间隔20h从保温试液中取出0.1ml与5.0ml75%乙醇,0.1ml30%硫氰酸铵,0.1ml0.02mol/L氯化亚铁(在3.5%盐酸中)混合,室温下放置3min,在500nm下测定吸光度,不含待测液的为空白,所有测定重复三次。2 结果与讨论2.1 加热时间对模式美拉德反应体系褐变和pH值的影响加热时间对模式美拉德反应体系褐变的影响见图1。在加热初期,体系混合物的褐变存在一个诱图1 加热时间对葡萄糖和葡萄糖-氨基酸体系褐变的影响导区,诱导区的长短与糖和氨基酸的种类有关。对于葡萄糖本身来讲,在100℃下,长时间加热基本上无褐变产生,因为糖的焦糖化所需温度较高,因此,在整个反应时间内,葡萄糖体系基本无褐变发生。但是对于G-L和G-G两个体系,随着反应时间的增加,发生明显的褐变反应,420nm处的吸光度不断增加。G-L体系褐变程度显著大于G-G体系,表明在此反应条件下,赖氨酸与葡萄糖的美拉德反应能力比甘氨酸强。 美拉德反应在很大程度上受到体系pH值的影响[8],直接影响到美拉德反应进行的速度、产物的形
成以及其化学物理性质。在本模式体系中初始反应体系均调整pH为7.0。反应过程中不再控制pH值,以此来模拟正常的食品加工过程(大多数食品加工过程为中性体系)。图2为体系pH值随加热时间的变化曲线。可以看出G-L体系随加热时间的增加pH值的变化较为显著(由7.0到4.2),而G-G体系的变化相对较小。
图2 反应时间对体系pH值的影响2.2 加热时间对美拉德反应产物荧光强度的影响 图3为G-L和G-G体系的荧光强度与加热时间的关系。随着反应时间的增加,在8h左右荧光强度达到最大,之后出现一个平台,荧光强度几乎不随加热时间的增加而变化,这说明生成的荧光物质十分稳定。Morales等[5]指出乳制品中非蛋白结合的荧光物质根据氨基基团的不同有两种不同的反应途径,荧光强度与美拉德反应产物的定量关系比糖的叫焦糖化重要得多。Baisier和Labuza[9]指出葡萄糖-甘氨酸体系的荧光产生于褐变之前,主要来自于胺类物质的Strecker降解和中间产物与还原性物质的作用。葡萄糖溶液仅有微小的荧光强度(24h)。Morales[10]认为在美拉德反应中不存在永久的荧光物质结构,不同的具有荧光的美拉德反应产物的物质结构是在加热过程中不断形成的。在整个加热过程中褐变的棕色物质最终变为类黑精,使褐变达到最深的程度,而荧光强度达到一定程度后基本改变很小,表明荧光的趋势和褐变不同。对于G-L和G-G体系,同褐变相类似,G-L的强度较G-G要大一
692002年第27卷第4期 中 国 油 脂些。图3 加热时间对体系产物荧光强度的影响2.3 美拉德反应产物的抗氧化能力MRPs的抗氧化能力,以100mg/kgBHA作为对照,通过测量对β-胡萝卜素的漂白结果给出。如图4所示。漂白β-胡萝卜素的反应机理是来自亚油酸过氧化的自由基的催化现象。β-胡萝卜素在没有抗氧化剂存在时迅速褪色,是由亚油酸的自由基攻击高不饱和的β-胡萝卜素分子,被氧化的β-胡萝卜素分子失去双键,从而使橙色消失,采用分光光度计测定颜色的变化。不同的美拉德反应产物可以阻止β-胡萝卜素被自由基的漂白。分别采用不同加热时间(12h,16h,20h,24h)下不同体系的MRPs进行抗氧化能力试验。可以看出,G-L在16h-24h间表现出很强的抗氧化能力,与BHA相比,G-L16的抗氧化能力仅下降了25%。而对于G-G来讲,反应时间较短时,MRPs的抗氧化能力很小,G-G16只有BHA的17%。这说明MRPs的抗氧化能力不仅与氨基酸的种类和性质有关而且与制备的条件(特别是加热时间)有很大的关系。图4 不同条件下美拉德反应产物的抗氧化能力 BHA作为标准对照 MRPs对亚油酸过氧化的抗氧化作用(硫氰酸铁法)结果如图5。空白样品随时间的增加在500nm的吸光度达到0.9(120h),然后逐步下降。其主要原因可能是亚油酸的氧化产物-亚油酸过氧化物分解为其他过氧化物[11]。氧化产物与亚硫酸铁反应生成硫酸铁而呈现出硫氰酸铁的血红色。保温一定时间后,过氧化物的生成将停止,因为无可利用的亚油酸中间产物转为更为稳定的络合物。由于无可利用的过氧化物而使硫酸亚铁的氧化停止,因此吸光度下降。当有抗氧化剂存在时,亚油酸的氧化会很慢,导致形成硫氰酸铁很慢,因此,溶液颜色的变化就很慢。可以看出,G-L的抗氧化能力较强,在120h可抑制70%的亚油酸氧化。
图5 不同条件下美拉德反应产物的抗氧化能力 BHA作为标准对照
随美拉德反应产物制备时间的增长,MRPs的抗氧化能力显著增加,同时抗氧化能力与褐变的颜色成正比,这是因为MRPs相互聚合最终形成类黑精。Yamaguchi[12]报道一部分类黑精的抗氧化能力在亚油酸中甚至超过BHA、没食子酸丙酯等。但是如果采用吸附树脂对MRPs进行脱色处理,其抗氧化能力大大下降。MRPs中类黑精结构中的还原酮部分具有还原和螯合作用,这对抗氧化能力也有一定的贡献。2.4 美拉德反应产物的还原能力对不同反应时间MRPs的还原能力采用硫氰酸钾还原法进行了研究,结果如图6。MRPs的还原能力随体系加热时间的增长而下降。达到一定时间以后(12h)继续增加反应时间还原能力变化不大。这与Yen和Eichner[13,14]报道的木糖-赖氨酸,葡萄糖-赖氨酸模式反应的结果一致。MRPs的还原能力主要是还原酮类物质的作用。