油茶籽美拉德反應(yīng)及其產(chǎn)物抗氧化性楊楠;羅凡;費(fèi)學(xué)謙;鐘海雁【摘要】為了研究油茶籽美拉德反應(yīng)發(fā)生規(guī)律,采用不同加熱時間與溫度處理油茶籽，并測定反應(yīng)前后油茶籽中還原糖含量、游離氨基酸含量、水分含量、pH值、褐變程度、色值以及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物及其抗氧化性等指標(biāo).結(jié)果表明:油茶籽在120°C和150C的溫度下隨著加熱時間延長還原糖含量、游離氨基酸含量、pH值和水分降低最多.油茶籽在120C和150C的溫度下加熱60min時產(chǎn)生美拉德產(chǎn)物最多且具有明顯抗氧化能力，清除DPPH-自由基率分別是43.06%和48.87%;清除ABTS+-自由基率分別是81.43%和89.81%.本研究對深入了解油茶籽在加工過程中內(nèi)部化學(xué)物性變化規(guī)律及其氧化穩(wěn)定性特性具有重要意義.【期刊名稱】《中國糧油學(xué)報》【年(卷)，期】2019(034)002【總頁數(shù)】6頁(P67-72)【關(guān)鍵詞】油茶籽;美拉德反應(yīng);抗氧化性【作者】楊楠;羅凡;費(fèi)學(xué)謙;鐘海雁【作者單位】中南林業(yè)科技大學(xué)食品學(xué)院，長沙410004;中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，杭州311400;中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，杭州311400;中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，杭州311400;中南林業(yè)科技大學(xué)食品學(xué)院,長沙410004【正文語種】中文【中圖分類】TQ646美拉德反應(yīng)是指氨基化合物和羰基化合物之間發(fā)生的非酶促褐變反應(yīng)［1］。美拉德反應(yīng)進(jìn)程包括初始、中間和最終階段等三個階段，而且美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(MaillardReactionProducts，MRPs)種類繁多。MRPs包括還原酮，雜環(huán)化合物，類黑精等，其中某些物質(zhì)具有顯著的抗氧化性［2-3］。MRPs不僅對食品的色澤、風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)，還具有抗誘變作用［4］、抗腫瘤作用［5］、抗增殖作用［6］、降血壓作用［7］等生物活性，對于防治疾病，提高人類身體健康方面有重要意義。Durmaz等［8］研究了焙烤對杏仁油氧化穩(wěn)定性和抗氧化能力的影響，結(jié)果表明：180°C下，隨著焙烤時間增加，杏仁油氧化穩(wěn)定性和抗氧化能力呈增強(qiáng)趨勢，得出可以通過適當(dāng)?shù)暮婵緛砀纳朴托詧怨头N子的保質(zhì)期，進(jìn)一步研究MRPs可以保護(hù)分子結(jié)構(gòu)防止油氧化變質(zhì)。陳海光等［9］研究了模式美拉德體系產(chǎn)物對油脂抗氧化性能的影響，結(jié)果表明：3%半胱氨酸,1%葡萄糖，以及0.5%鹽酸硫胺素混合于100g的甘油中，調(diào)pH值8,在110C下反應(yīng)1.5h，制得的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物向油脂中添加1%，測得油脂的抗氧化性最好。Severini等［10］研究了榛子美拉德產(chǎn)物在烘烤和貯藏過程中脂質(zhì)氧化的相互作用，實驗證明：150C下的榛果油中MRPs可以減少榛果油的脂質(zhì)氧化。油茶籽在生產(chǎn)和壓榨過程中可能會經(jīng)過剝殼、破碎、蒸炒［11］等高溫工藝，具有產(chǎn)生美拉德反應(yīng)的溫度條件。本研究針對油茶籽中美拉德反應(yīng)發(fā)生的溫度條件，美拉德反應(yīng)發(fā)生的指標(biāo)及其產(chǎn)物的抗氧化性進(jìn)行探索，以期摸清油茶籽在加工過程中物化特性的變化規(guī)律，為優(yōu)化油茶籽加工工藝以及油茶籽油營養(yǎng)品質(zhì)的研究提供借鑒。1材料與方法1.1材料與試劑新鮮成熟的油茶籽經(jīng)干燥后分別經(jīng)過30、60、90、120.150C烘箱加熱處理0、20、40、60min后分別得到液壓壓榨油冷藏備用與脫脂油茶籽粉：處理后的油茶籽經(jīng)粉碎、浸提、干燥后冷藏備用。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%)；2，2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(96%)；2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(98%)；其他試劑均為分析純，實驗用水為超純水。1.2實驗儀器UV-2550紫外分光光度計；DGG-9140電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；XW-80A渦旋混合儀；AvantiJ-E離心機(jī)；MTN-2800D氮吹儀；CM-3600A分光測色計。1.3方法1.3.1美拉德反應(yīng)產(chǎn)物提取稱取5g的脫脂油茶籽粉，加入乙酸乙酯50mL，置于高速均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)提取5min后，在置于高速離心機(jī)10000g、4^離心10min。取上清液，氮?dú)獯蹈?，并用甲醇定容?0mL,冷藏備用［12］。1.3.2美拉德反應(yīng)底物和水分的測定還原糖和水分測定分別參考國標(biāo)NYT1278—2007/IVS67.080.20［13］和GB5009.3—2016［14］。游離氨基酸的測定參照Benjakdl等［15］的方法并稍作修改。取125pL反應(yīng)液與2.0mL0.2125磷酸鹽緩沖液(pH8.2)混合，加入0.01%TNBS溶液1.0mL,充分混合后，在50°C水浴中避光反應(yīng)30min。加入2.0mL0.1mol/LNa2SO3終止反應(yīng)，冷卻15min，于波長420nm處測定吸光值。1.3.3美拉德反應(yīng)指標(biāo)的測定褐度的測定：取1g脫脂油茶籽粉，加入20mL50%乙醇，在高速均質(zhì)機(jī)作用下，冰浴中提取10min。提取液于4C、10000g條件下離心10min,過濾脫脂，收集濾液。分別在294nm處測定美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的紫外吸光度和420nm處測定美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的吸光值［16］。色值的測定：采用投射模式光路長度為10mm，測量面尺寸為55nmx57mm的光學(xué)清潔玻璃制成的比色皿［17］。在儀器校正時，以去離子水作為校正標(biāo)尺。校正完畢后，約20mL壓榨油倒入比色皿中，進(jìn)行測定。pH測定：稱取0.5g脫脂油茶籽粉與10mL蒸餾水混合并劇烈振蕩10min后5000g離心3min，棄去沉淀，用pH計測定上清液的pH值［18］。1.3.4美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性DPPH法：取1mL反應(yīng)液，加入0.2mmol/LDPPH甲醇溶液3mL。室溫條件避光反應(yīng)30min，以甲醇做參比，517nm波長下測其吸光值。DPPH自由基清除活性按公式計算［19］:自由基清除活性=A0(A1-A2)/A0x100%式中：A0為未加MRPS時DPPH溶液的吸光度；A1為MRPS反應(yīng)一定時間后DPPH溶液的吸光度；A2為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的吸光度。ABTS測定：取1mL反應(yīng)液，加入ABTS工作液3mL充分混勻。避光反應(yīng)30min，以甲醇做參比，734nm波長下測其吸光值，ABTS自由基清除活性按公式計算：自由基清除活性=(A空白-A樣品)/A空白x100%2結(jié)果與討論2.1美拉德反應(yīng)前體物2.1.1還原糖含量的分析還原糖作為美拉德反應(yīng)的初始物，其含量測定結(jié)果如圖1所示。實驗結(jié)果表明隨著加熱時間的延長只有在30°C時還原糖含量是增加的，在60、90、120.150°C時隨著加熱時間的增加，還原糖含量是減少的?？赡茉?0、90、120.150C有美拉德反應(yīng)發(fā)生消耗了還原糖至其含量減少。研究發(fā)現(xiàn)，在低溫的條件下隨著儲藏的時間延長還原糖的含量是增加的［20］。這可能是油茶籽在未經(jīng)過熱處理時還原糖含量增加的原因。圖1美拉德產(chǎn)物還原糖含量的變化2.1.2游離氨基酸的分析游離氨基酸是美拉德反應(yīng)另一初始物，反應(yīng)前后油茶籽中游離氨基酸的測定結(jié)果如圖2所示。圖2美拉德產(chǎn)物游離脂肪酸含量的變化游離氨基酸含量的變化反應(yīng)美拉德進(jìn)行程度，游離氨基酸減少的程度越大，反應(yīng)進(jìn)行越深［21］。從圖2可以看出，在相同的加熱溫度下，隨著時間的延長，游離氨基酸酸含量是先降低后趨于平穩(wěn)。這是因為隨著反應(yīng)的進(jìn)行有高分子質(zhì)量的產(chǎn)物生成，從而使游離氨基酸含量逐漸降低。另外，隨著反應(yīng)溫度的提高游離氨基酸含量降低幅度增大，說明溫度的提高有利于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的生成。這與Naranjo等［22］對酪蛋白與還原糖進(jìn)行美拉德反應(yīng)研究的規(guī)律相似。2.2美拉德反應(yīng)指標(biāo)2.2.1水分的分析含水分也是研究美拉德反應(yīng)進(jìn)程的一個指標(biāo)，油茶籽加熱前后水分變化如圖3所示。圖3美拉德產(chǎn)物水分的變化從圖3可以看出，看出在相同的加熱溫度下，隨著時間的延長，水分是先降低后趨于平穩(wěn)。在30°C時下降不明顯，而在120.150°C加熱40~60min時下降最多，水分分別降低了0.062、0.09g/100g。油茶籽經(jīng)過加熱處理后其水分含量降低，可能會提高茶油的抗氧化性［23］。2.2.2褐度的變化蛋白質(zhì)與糖反應(yīng)往往伴隨著褐變現(xiàn)象，這一類物質(zhì)統(tǒng)稱類黑素。本研究通過測定294、420nm吸光度來反映褐變程度與類黑素的生成量，以及美拉德不同階段的反應(yīng)程度。其中294nm的吸光度值用于表征中間美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(圖4),420nm的吸光度值用于表征末期美拉德反應(yīng)產(chǎn)物-類黑精［24-25］(圖5)。實驗結(jié)果表明，經(jīng)加熱處理后油茶籽的吸光度明顯增加，其中較為明顯的是120°C和150°C。隨著反應(yīng)時間的延長，吸光值增加，溶液顏色逐漸加深，表明形成了褐色的聚合體-類黑精。類黑精是美拉德反應(yīng)中主要抗氧化成分。由于類黑精是一種以短肽和色素相結(jié)合的混合體，美拉德反應(yīng)時間越長，有利于色素物質(zhì)產(chǎn)生，從而加深了反應(yīng)產(chǎn)物的褐變程度。隨著美拉德反應(yīng)時間的延長，產(chǎn)物的抗氧化能力也顯著增強(qiáng)［26］。這可能是因為在類黑精混合體中，其短肽的氨基酸序列結(jié)構(gòu)具有抗氧化肽的特征，因而具有抗氧化活性。圖4美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物的變化圖5美拉德反應(yīng)最終產(chǎn)物的變化2.2.3色值的分析美拉德反應(yīng)產(chǎn)物并非單一物質(zhì)，而是十分復(fù)雜的物質(zhì)體系，既有一些低分子量的化合物，也有一些例如類黑素等高分子質(zhì)量的物質(zhì)。所以單一的波長并不能完全反映美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的真實顏色。本研究通過色差計測定反應(yīng)體系的顏色變化(表1),以期能全面反映美拉德反應(yīng)不階段產(chǎn)物的色澤指標(biāo)。從表6可以看出，隨著反應(yīng)時間的延長L*值、b*值先增大后減少，a*值先減小后增大。隨著加熱時間的延長，油茶籽油顏色逐漸加深，在30、60.90C時40min之前變化的不是特別明顯，90C在40min后顏色急劇加深尤其是在150C加熱后顏色比較深。結(jié)果表明加熱溫度會導(dǎo)致油茶籽油顏色的變化，溫度越高顏色越深；加熱時間也會影響油脂顏色變化，但沒有溫度影響明顯。表1美拉德產(chǎn)物色值的變化溫度/C時間/minL*(D65)a*(D65)b*(D65)-033.23-2.5218.39302033.31-2.6617.61304033.29-2.7919.58306037.40-3.1418.14602032.93-2.7520.10604033.47-2.9418.43606032.71-2.8617.56902033.12-3.1823.43904035.39-3.7223.12906056.77-5.7042.901202036.99-4.0237.781204042.52-5.3239.241206033.57-3.7333.881502054.12-6.0250.821504036.00-4.2337.281506031.21-3.3932.48注：b*為黃藍(lán)值，b*>0表示顏色偏橙。2.2.4pH值的分析油茶籽加熱前后pH變化如圖6所示。圖6美拉德產(chǎn)物pH值變化從圖6中得知油茶籽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的pH值小于7,且隨加熱時間的延長，pH值先升高后降低，隨溫度的升高pH值增大，在20min時pH值最大。可能是氨基酸的堿性基團(tuán)-氨基在加熱過程中不斷與還原糖羧基縮合，使得游離的氨基酸被封閉，致使體系的pH值不斷下降。2.3美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性分析DPPH-可以用于反映物質(zhì)的抗氧化性。本研究測定加熱前后油茶籽中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除DPPH-自由基的能力（圖7）。由圖7可知，不同反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間提取的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物都具有一定的清除DPPH作用，并且清除自由基能力隨著反應(yīng)時間延長而增加。120.150°C下的美拉德產(chǎn)物的自由基清除能力呈相同的趨勢，40~60min時自由基清除率顯著增加，在反應(yīng)60min時達(dá)到最高分別是43.06%和48.87%。圖7美拉德產(chǎn)物清除DPPH-能力變化ABTS-也可以反映物質(zhì)的抗氧化性。本研究測定了加熱前后油茶籽中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除ABTS+-自由基的能力（圖8）。不同反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間提取的美拉德產(chǎn)物都具有清除ABTS+-的作用，并且清除自由基能力隨著反應(yīng)時間延長而增強(qiáng)。150C下的美拉德產(chǎn)物的自由基清除能力最強(qiáng)，在反應(yīng)60min時達(dá)到最高為89.9%。圖8美拉德產(chǎn)物清除ABTS+-能力變化3結(jié)論本研究測定不同加熱溫度時間處理油茶籽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，結(jié)果表明其還原糖含量、游離脂肪酸含量、含水量、pH值隨著時間的增加而減少；而顏色隨著加熱時間增加而加深，在120.150°C美拉德產(chǎn)物最多；美拉德反應(yīng)產(chǎn)物對ABTS+?、DPPH-自由基清除作用隨著反應(yīng)時間增加而增加。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】魯偉，黃筱茜，柯李晶，等.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性[J].食品科學(xué)，2008,2(7):52-57LUWei,HUANGXiaoqian,KELijing,etal.AntioxidantactivityofMaillardreactionproducts[J].FoodScience,2008,2(7):52-57馬志玲，王延平，吳京洪.模式美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性能的研究[J].中國油脂，2002,27(4):68-71MAZhiling,WANGYanping,WUJinghong.Studyontheantioxidantperformanceofmodelmaillardreactionproducts[J].ChinaOilsandFats,2002,27(4):68-71FRANCISOJ,MORALESSALVIO.FreeradicalscavengingcapacityofMaillardreactionproductsasrelatedtocolorandfluorescence[J].FoodChemistry,2001,72:119-125WANGERKH,REICHHODS,KOSCHUTNIGK,etal.TheprotentialantimutagenicandantioxidanteffctsofMaillardreactionproductsusedas“naturalantibrowning"agents[J].MolecularNutritionandFoodResearch,2007,51:496-504WIJEWICKREMEAN,KITTSDD,DURANCETD.Reactionconditionsinfluencetheelementarycompositionandmetalchelatingaffintyofnodialyzablemodelmaillardreactionproducts[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,1997,45:4577-4583HWANGIG,KIMHY,WOOKS,etal.BiologicalactivitiesifMaillardreactionproductsinasugar-ami-noacidmodelsystem[J].FoodChemistry,2011,126:221-227RUFIANJA,MORALES.Effectofinvitroenzymaticdigestiononantioxidantactivityofcoffeemelanoidinsandfractions[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,2007,55:1480-1485DURMAZG,KARABULUTTOPCUA,etal.Roasting-relatedchangesinoxidativestabilityandantioxidantcapacityofapricotkerneloil[J].JournaloftheAmericanOilChemists7Society,2010,87(4):401-409陳海光，黃敏，于立梅.模式美拉德體系產(chǎn)物對油脂抗氧化性能的影響研究呢[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2010，38(20):10898-10900CHENHaiguang,HUANGMin,YULimei.Studyontheeffectofmaillardsystemproductsonoxidationresistanceofoil[J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2010，38(20):10898-10900SEVERINIC,PITTIAP,NICOLIMC,PINAVAIAGG,Interactionbetweenmaillardreactionproductsandlipidoxidationduringtheroastingprocessandstorageofhazel-nuts[J].SpringerUS,1994:289-291羅曉嵐，朱文鑫.油茶籽油加工和油茶資源綜合利用[J].中國油脂,2010，35(9):13-17LUOXiaolan,ZHUWenxin.Camelliaseedoilprocessingandcomprehensiveutilizationofoiltearesources[J].Chineseoilsandfats,2010，35(9):13-17謝凡.烤鴨中美拉德反應(yīng)的研究[D].上海：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,2015XIEFan.AStudyontheReactionofRoastedDuckswithMidd-Rad[D].Shanghai:ShanghaiInstituteofAppliedTechnology，2015NYT1278—2007/IVS67.080.20蔬菜及其制品中可溶性糖的測定銅還原碘量法[S]NYT1278—2007/IVS67.080.20Determinationofsolublesugarsinvegetablesandtheirproducts,copperreductioniodometricmethod[S]GB5009.3—2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定[S]GB5009.3—2016NationalFoodSafetyStandardFoodmoisturedetermination[S]BEMNJAKULS,MORRISSEYMT.ProteinhydrolysatesfromPacificwhitingsolidwastes[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry,1997,45(9):3423-3430CALLIGARISS,MANZOCCOL,ANESEM,etal.Effectofheat-treatmentontheantioxidantandpro-oxidantactivityofmilk[J].InternationalDairyJournal,2004,14:421-427任夏，邱軍.色差儀在烤煙煙葉中顏色檢測中的應(yīng)用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(7):335-337RENXia,QIUJun.TheApplicationofcolorimeterincolordetectionofflue-curedtobaccoleaves[J].JiangsuAgriculturalSciences，2014，42(7):335-337NESLIHANGONCUOGLUTAS,VURALGOKMEN,etal.Maillardreactionandcaramelizationduringhazelnutroasting:Amultiresponsekineticstudy[J].FoodChemistry,2017,221:1911-1922SINGHN,RAGINIPS.Freeradicalscavengingactivityofanaqueousextractofpotatopeel[J].FoodChemistry,2004,85:611-616鞏慧玲，趙萍，楊俊豐.馬鈴薯貯藏期間淀粉和還原糖含量的變化及回溫處理的影響[J].食品工業(yè)科技，2008GONGHuiling,ZHAOPing,YANGJunfeng.Changesofstarchandreducingsugarcontentduringpotatostorageandeffectsoftemperature-recoverytreatment[J].Science&TechnologyofFoodIndustry,2008趙艷娜，辛巖，姜瞻梅.乳清蛋白美拉德反應(yīng)特性及抗氧化性的研究[J].中國乳品工業(yè)，2010,38(8):18-21ZHAOYanna,XINYan,JIANGZh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