乳清蛋白肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性與穩(wěn)定性

孫常雁，李德海，劉 騫，孔保華,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省乳品工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱 150028；3.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

乳清蛋白肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性與穩(wěn)定性

孫常雁1,2，李德海3，劉 騫1，孔保華1,*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省乳品工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱 150028；3.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

以乳清蛋白堿性蛋白酶水解物為原料與葡萄 糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，制備得到乳清蛋白肽美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（whey protein peptide Maillard reaction products，WPP-MRPs），并研究其抗氧化活性以及溫度、pH值、光照、金屬離子和過(guò)氧化氫對(duì)其抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，WPP-MRPs具有較強(qiáng)的總還原力、羥自由基（·OH）清除能力和2,2’-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽自由基（ABTS+·）清除能力，且抗氧化活性隨著WPP-MRPs質(zhì)量濃度的增加而加強(qiáng)。WPP-MRPs在90～100℃時(shí)具有較高的活性；在堿性環(huán)境中的抗氧化活性大于在中性及酸性環(huán)境中；室外自然光照射會(huì)降低WPP-MRPs抗氧化活性；金屬離子Cu2+、Fe2+、Fe3+和氧化劑——過(guò)氧化氫能夠顯著降低WPP-MRPs的抗氧化活性。

乳清蛋白肽；美拉德反應(yīng)產(chǎn)物；抗氧化活性；穩(wěn)定性

美拉德反應(yīng)是蛋白質(zhì)與還原糖的反應(yīng)，在反應(yīng)中不需要添加任何化學(xué)催化劑，僅加熱就可以使該反應(yīng)自發(fā)地進(jìn)行。隨著反應(yīng)的進(jìn)行會(huì)產(chǎn)生一系列復(fù)雜的化合物，如類黑精、還原酮及一系列含氮、硫的揮發(fā)性雜環(huán)化合物。經(jīng)研究表明，這些物質(zhì)都具有一定的抗氧化活性[1-2]。蛋白質(zhì)在適當(dāng)條件下經(jīng)過(guò)酶水解獲得的抗氧化肽[3-4]可以與還原糖進(jìn)行美拉德反應(yīng)，其產(chǎn)物抗氧化活性進(jìn)一步增強(qiáng)[5]。近年來(lái)研究表明，美拉德反應(yīng)可以有效提高天然蛋白質(zhì)、肽及氨基酸的抗氧化活性，而且具有天然抗氧化劑低毒、高效等特點(diǎn)[6]。Benjaku等[7]研究豬血漿蛋白質(zhì)-糖體系發(fā)現(xiàn)，半乳糖反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性最強(qiáng)；Jing等[8]研究發(fā)現(xiàn)，賴氨酸分別與葡萄糖和果糖進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)早期與晚期的美拉德產(chǎn)物（Maillard reaction products，MRPs）抗氧化能力不同；Kim等[9]的研究表明，葡萄糖和3種氨基酸（甘氨酸、甘氨酰甘氨酸、三甘氨酸）反應(yīng)體系的MRPs的還原能力隨加熱時(shí)間的增加而增加。趙艷娜等[10]研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白-乳糖復(fù)合物的抗氧化能力明顯高于乳清蛋白；王文瓊等[11]研究表明乳清蛋白和木糖、葡萄糖、果糖、乳糖和麥芽糖5種糖的復(fù)合產(chǎn)物都具有較高的還原能力和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl，DPPH）自由基清除能力，且隨著其質(zhì)量濃度的升高而增強(qiáng)；張曦等[12]研究發(fā)現(xiàn)，乳清蛋白-木糖的美拉德反應(yīng)復(fù)合物膜包裹在核桃仁上可以延緩核桃仁酸價(jià)的上升，而單獨(dú)使用乳清蛋白膜對(duì)核桃仁酸價(jià)上升無(wú)明顯的抑制作用。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于美拉德乳清蛋白復(fù)合物的制備及抗氧化特性研究已經(jīng)有一些報(bào)道，而對(duì)于采用乳清蛋白水解物進(jìn)行美拉德反應(yīng)，研究其抗氧化活性及其穩(wěn)定性的報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)研究表明乳清蛋白其堿性蛋白酶水解物具有較強(qiáng)的抗氧化活性，對(duì)卵磷脂脂質(zhì)氧化體系及過(guò)氧化值有抑制作用，能螯合金屬離子、還原亞鐵、清除DPPH自由基。

本實(shí)驗(yàn)以乳清蛋白酶水解物為原料與葡萄糖反應(yīng)制備WPP-MRPs，研究不同質(zhì)量濃度WPP-MRPs的抗氧化活性及其穩(wěn)定性，為WPP-MRPs作為天然抗氧化劑在食品中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乳清蛋白 美國(guó)Daviso公司；2,2’-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-azinobis （3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid），ABTS）美國(guó)Sigma 公司；EC0063堿性蛋白酶 西安沃爾森生物技術(shù)有限公司；抗壞血酸（VC）、丁基羥基茴香醚（butylated hydroxy anisole，BHA）、鄰二氮菲、硫酸亞鐵、磷酸鹽緩沖液、雙氧水、無(wú)水乙醇 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1800紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限公司；高速萬(wàn)能粉碎機(jī) 天津泰斯特儀器公司；R-205B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海申勝儀器公司；電子天平、恒溫水浴鍋 北京醫(yī)療電子儀器廠。

1.3 乳清蛋白抗氧化肽及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備

參照Peng等[13]的方法，準(zhǔn)確稱取乳清蛋白配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的乳清蛋白溶液，經(jīng)95℃預(yù)熱5 min，用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值到8.5，加入堿性蛋白酶（酶活力1萬(wàn)～20萬(wàn)U/g，分子質(zhì)量約為27 300 D），酶與底物比為2∶100（V/m）（即每100 g的乳清蛋白底物所需要的堿性蛋白酶的體積為2 mL），水浴55℃條件下振蕩水解，反應(yīng)過(guò)程中不斷加入1 mol/L的NaOH，使pH值保持8.5，酶解5 h，之后煮沸5 min滅酶活。

向水解后的乳清蛋白抗氧化肽加入一定比例的糖，在一定溫度和磁力攪拌（40 r/min）下加熱，反應(yīng)一定時(shí)間后立即用冰水混合物迅速降溫，終止反應(yīng)，樣品經(jīng)1 000×g離心10 min，除去沉淀，上清液凍干得到WPP-MRPs。

1.4 WPP-MRPs抗氧化活性研究

1.4.1 還原能力測(cè)定

參照Kanokwan等[14]的方法，分別取質(zhì)量濃度為10、20、30、40、50、60、70 mg/mL的樣品溶液0.5 mL，加入2.5 mL、0.2 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 6.6）和2.5 mL的體積分?jǐn)?shù)為1%鐵氰化鉀溶液，混合均勻。再將混合物在50℃條件下水浴20 min后急速冷卻，加入2.5 mL體積分?jǐn)?shù)10%的三氯乙酸溶液，然后將混合物在3 360×g條件下離心10 min。取2.5 mL上層清液，加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL 0.1%的氯化鐵溶液，混合均勻，放置10 min后，在700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。以與樣品溶液質(zhì)量濃度梯度相同的乳清蛋白肽和VC為對(duì)照，研究WPP-MRPs的還原能力。

1.4.2 清除羥自由基（·OH）能力測(cè)定

參照Wang等[15]的方法稍作改進(jìn)，分別將WPP-MRPs配制成10、20、30、40、50、60、70 mg/mL的樣品溶液。在試管中依次加入6 mmol/L FeSO4溶液1 mL，6 mmol/L H2O2溶液1 mL和樣品溶液1 mL，搖勻，靜置10 min，再加入6 mmol/L的水楊酸溶液1 mL，搖勻，靜置30 min后于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。以乙醇溶液代替待測(cè)液作對(duì)照，測(cè)定吸光度。以與樣品溶液質(zhì)量濃度梯度相同的乳清蛋白肽和VC為對(duì)照，研究WPP-MRPs的清除·OH能力。

式中：A為空白對(duì)照的吸光度；A0為無(wú)水楊酸時(shí)加入樣品液的吸光度；A1為加入樣品液的吸光度。

1.4.3 ABTS+·清除能力的測(cè)定

參照Ozgen[16]的方法并略有改動(dòng)，分別將WPP-MRPs配制成10、20、30、40、50、60、70 mg/mL的樣品溶液。7.0 mmol/L ABTS與終濃度為2.45 mmol/L的過(guò)硫酸鉀混合，室溫避光放置12～16 h。用pH 4.5的乙酸鈉溶液（20 mmol/L）稀釋至A734nm值為0.70±0.02。取3 mL該溶液與20 ?L樣品液混合，放置6 min，測(cè)定A734nm值，以與樣品溶液濃 度梯度相同的乳清蛋白肽和VC為對(duì)照，研究WPP-MRPs的清除ABTS+·能力。按照式（2）計(jì)算ABTS+·清除率。

式中：Ac為對(duì)照的吸光度；As為樣品的吸光度。

1.5 WPP-MRPs抗氧化穩(wěn)定性的研究

1.5.1 溫度對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

取1g樣品溶解在蒸餾水中，配制成質(zhì)量濃度為30mg/mL的溶液，分別在50、60、70、80、90、95、100℃條件下加熱1 h，冷卻至25℃后備用，測(cè)定WPP-MRPs的還原能力、·OH清除能力、ABTS+·清除能力，研究溫度對(duì)WPP-MRPs抗氧化穩(wěn)定性的影響。

1.5.2 pH值對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

稱取1g樣品溶解在蒸餾水中，配制成質(zhì)量濃度為30 mg/mL的溶液，分別用鹽酸和氫氧化 鈉調(diào)pH值至3、4、5、6、7、9，取等量蒸餾水做相同處理以作對(duì)照。測(cè)定WPP-MRPs的還原能力、·OH清除能力、ABTS+·清除能力，研究pH值對(duì)WPP-MRPs抗氧化穩(wěn)定性的影響。

1.5.3 光照對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

稱取1 g樣品溶解在蒸餾水中，配制5個(gè)質(zhì)量濃度為30 mg/m L的樣品溶液，分別置于黑暗處避光貯存、紫外光照射、日光直射各處理5 h，測(cè)定WPP-MRPs的還原能力、·OH清除能力、ABTS+·清除能力，研究光照條件對(duì)WPP-MRPs抗氧化穩(wěn)定性的影響。

1.5.4 金屬鹽離子對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

稱取1 g樣品溶解在蒸餾水中，配制5種樣品質(zhì)量濃度為30 mg/mL的溶液，用氫氧化鈉和鹽酸溶液調(diào)至pH9。分別取等體積的5種溶液各9組，其中一組作為對(duì)照，其余8組溶液中分別加入等體積濃度為l mol/L的NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnCl2、CuCl2、FeCl2、FeCl3溶液，混合均勻。測(cè)定WPP-MRPs的還原能力、·OH清除能力、ABTS+·清除能力，研究金屬鹽離子對(duì)WPP-MRPs的抗氧化穩(wěn)定性的影響。

1.5.5 氧化劑對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

稱取1 g樣品溶解在蒸餾水中，配制5個(gè)質(zhì)量濃度為30 mg/mL的樣品溶液，用氫氧化鈉和鹽酸溶液調(diào)至pH 9。取等體積相同溶液分為5組，分別加入0.2、0.5、1.0、2.0 mL體積分?jǐn)?shù)為30%的過(guò)氧化氫溶液，另一組作為對(duì)照組，測(cè)定WPP-MRPs的還原能力、·OH清除能力、ABTS+·清除能力，觀察氧化劑對(duì)5個(gè)樣品抗氧化穩(wěn)定性的影響。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 WPP-MRPs總還原能力分析

由圖1可知，WPP-MRPs、WPP和VC均隨著質(zhì)量濃度的增加吸光度增大，表明還原能力隨之增大，而且還原能力與其質(zhì)量濃度成量效關(guān)系。其中質(zhì)量濃度在10～70 mg/mL之間WPP-MRPs的還原能力顯著高于相同質(zhì)量濃度WPP及VC的還原能力（P＜0.05）；當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到60～70 mg/mL時(shí)WPP的還原能力才大于60～70 μg/mL VC的還原能力（P＜0.05）；當(dāng)質(zhì)量濃度為70 mg/mL時(shí)，WPP-MRPs的吸光度為1.26±0.07，WPP的吸光度為0.78±0.09，分別相當(dāng)于173.2 μg/mL和106.6 μg/mL VC的還原力。該結(jié)果表明，WPP-MRPs具有一定的還原能力。

圖1 WPP-MRPs、WWPPPP（A）和VVCC（B）的總還原能力Fig.1 Reducing power of WPP-MRPs,WPP and VC

WPP-MRPs具有較好的還原能力原因可能是由于美拉德反應(yīng)中產(chǎn)生的大量色素物質(zhì)。Yoshimura等[2]指出，在葡萄糖-賴氨酸反應(yīng)中存在許多能消除過(guò)氧化物的化合物（主要存在于褐色素中），MRPs顯著抗氧化能力很可能與它們能夠強(qiáng)有力消除過(guò)氧化物有關(guān)；研究還表明，經(jīng)脫色處理的美拉德產(chǎn)物抗氧化能力會(huì)顯著下降，這也證明了色素物質(zhì)的抗氧化作用。

2.2 WPP-MRPs對(duì)·OH清除能力分析

圖2 WPP-MRPs、WWPPPP（A）和VVCC（B）的·OHH清除能力Fig.2 Hydroxyl radical scavenging activity of WPP-MRPs, WPP and VC

由圖2可知，當(dāng)質(zhì)量濃度在10～40 mg/mL之間時(shí)，WPP-MRPs和WPP對(duì)·OH清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而快速增強(qiáng)（P＜0.05），但是質(zhì)量濃度在40～70 mg/mL范圍內(nèi)，WPP-MRPs和WPP對(duì)·OH清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加不再增加（P＞0.05）。而在10～70 μg/mL的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，VC對(duì)·OH清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而增大。當(dāng)質(zhì)量濃度為40 mg/mL時(shí)WPP-MRPs對(duì)·OH清除能力為（92.62±4.45）%，WPP對(duì)·OH清除能力為（51.15±3.16）%，分別相當(dāng)于332.9 μg/mL和183.3 μg/mL VC對(duì)·OH清除能力。該結(jié)果表明，WPP-MRPs具有較好的清除·OH能力。

Lusani等[17]研究表明賴氨酸與果糖的反應(yīng)產(chǎn)物具有較強(qiáng)的·OH清除能力?！H是活性極強(qiáng)的自由基，幾乎可以與細(xì)胞內(nèi)一切有機(jī)物反應(yīng)，具有使核酸斷裂、多糖解聚和不飽和脂肪酸過(guò)氧化作用，導(dǎo)致遺傳突變、膜損傷、酶失活、線粒體氧化磷酸化作用等一系列變化，進(jìn)而損傷細(xì)胞的機(jī)構(gòu)和功能。

2.3 WPP-MRPs的ABTS+·清除能力分析

圖3 WPP-MRPs、WWPPPP（A）和VVCC（B）的AABBTTSS+·清除能力Fig.3 ABTS radical scavenging activity of WPP-MRPs, WPP and VC

由圖3可知，當(dāng)質(zhì)量濃度為10～40mg/mL時(shí)，WPP-MRPs和WPP對(duì)ABTS+·清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而增大，但是質(zhì)量濃度在40～70 mg/mL范圍內(nèi)，WPP-MRPs和WPP對(duì)ABTS+·清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而變化不顯著（P＞0.05）。而質(zhì)量濃度在10～70 μg/mL范圍內(nèi)，VC對(duì)ABTS+·清除能力隨著質(zhì)量濃度的增加而顯著增大（P＜0.05），呈量效關(guān)系。當(dāng)質(zhì)量濃度為40 mg/mL時(shí)，WPP-MRPs對(duì)ABTS+·清除能力（81.58±2.81）%，WPP對(duì)ABTS+·清除能力（43.68±2.67）%，分別相當(dāng)于214.3 μg/mL和114.7 μg/mL VC對(duì)ABTS+·清除能力。該結(jié)果表明，WPP-MRPs具有較好的清除ABTS+·能力。

此結(jié)果與很多文獻(xiàn)結(jié)果一致，Hayase等[18]研究表明木糖與蛋白的MRPs對(duì)ABTS+·有很好的清除能力；Wagner等[19]的研究也表明以葡萄糖為模型MRPs具有較強(qiáng)的ABTS+·清除能力。以上原因可能是由于MRPs中含有揮發(fā)性雜環(huán)化合物如噻吩、噻唑、吡咯等，因其具獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)而有抗氧化效果。具有芳香特性的五元和六元雜環(huán)化合物中6個(gè)π電子非定域分布于環(huán)上，使碳原子上電子過(guò)剩，由于碳原子上π電子云密度提高而有助于自由基親電加成，起到清除自由基效果。

2.4 溫度對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

圖4 溫度對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響Fig.4 Effect of temperature on antioxidant activity of WPP-MRPs

由圖4可知，在50～110℃范圍內(nèi)，隨著溫度的增加WPP-MRPs的總還原能力變化不顯著（P＞0.05）。在50～110℃范圍內(nèi)，當(dāng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，WPP-MRPs對(duì)·OH清除率最高，并且總還原能力亦是最強(qiáng)的；當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，WPP-MRPs對(duì)ABTS+·清除率最高。以上結(jié)果說(shuō)明，WPP-MRPs在90～100℃時(shí)，有利于發(fā)揮抗氧化活性，這與乳清蛋白肽和葡萄糖在高溫發(fā)生美拉德反應(yīng)制備WPP-MRPs結(jié)果一致。

2.5 pH值對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

圖5 pH值對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響Fig.5 Effect of pH on antioxidant activity of WPP-MRPs

由圖5可知，pH值對(duì)WPP-MRPs還原能力、清除·OH能力和清除ABTS+·能力的影響較大：在pH值為8時(shí)，其抗氧化活性最大；pH值為9時(shí)還原能力略有降低（P＞0.05）。可能pH值為9時(shí)反應(yīng)雖然容易進(jìn)行但生成物的抗氧化活性不一定最強(qiáng)的，故測(cè)定結(jié)果稍有降低。以上結(jié)果說(shuō)明，WPP-MRPs在堿性環(huán)境中的抗氧化活性大于中性及酸性環(huán)境中的，其原因可能與乳清蛋白肽和葡萄糖在堿性條件下發(fā)生美拉德反應(yīng)制備WPP-MRPs有關(guān)。這就要求人們?cè)诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)盡量保持堿性環(huán)境，避免酸性環(huán)境，以便能更好地發(fā)揮WPP-MRPs的抗氧化活性。

2.6 光照條件對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

圖6 光照對(duì)WPP-MRPs還原能力的影響Fig.6 Effect of light on reducing power of WPP-MRPs

由圖6可知，WPP-MRPs在室外自然光、室內(nèi)自然光和避光下放置5 d后，還原能力顯著降低（P＜0.05），由原來(lái)的0.26分別降為0.08、0.12和0.14，分別降低了69.23%、53.85%和46.15%。隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，WPP-MRPs的還原能力繼續(xù)降低，而且仍然是室外自然光放置時(shí)，降低幅度最大。放置25 d后，還原能力降為0.02，降低了92.31%。室內(nèi)自然光和避光放置時(shí)，還原能力分別為0.05和0.06，降低了80.77%和76.92%。結(jié)果表明，室外自然光對(duì)WPP-MRPs還原能力影響最大，其次是室內(nèi)自然光和避光放置。但是即使避光放置WPP-MRPs還原能力也顯著下降。原因可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有對(duì)容器進(jìn)行密封保存，由于空氣中的氧將WPP-MRPs氧化導(dǎo)致抗氧化活性下降。

圖7 光照對(duì)WPP-MRPPss ·OH清除能力的影響Fig.7 Effect of light on hydroxyl radical scavenging activity of WPP-MRPs

由圖7可知，WP P-MRPs在室外自然光、室內(nèi)自然光和避光下，清除·OH能力都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但下降幅度不一致。放置5 d后，清除·OH能力顯著下降（P＜0.05）,由原來(lái)的92.6%降為25.9%、35.1%和39.1%，分別降低了72.0%、62.1%和57.8%；放置5～25 d時(shí)，WPP-MRPs的清除·OH能力下降不顯著（P＞0.05）。室外自然光下WPP-MRPs清除·OH能力降幅最大。結(jié)果表明，室外自然光對(duì)WPP-MRPs清除·OH能力影響最大。

圖8 光照對(duì)WPP-MRPs的ABBTTSS+·清除能力的影響Fig.8 Effect of light on AABBTTSS+· scavenging activity of WPP-MRPs

由圖8可知，WPP-MRPs在室外自然光、室內(nèi)自然光和避光3種光照方式下放置均可導(dǎo)致清除ABTS+·的活性顯著降低（P＜0.05）。放置25 d時(shí)，室外自然光、室內(nèi)自然光和避光放置的清除率由原來(lái)的75.5%降為15.6%、17.3%和19.3%，分別降低了79.3%、77.0%和74.5%。結(jié)果表明，在室外自然光下放置時(shí)，ABTS+·清除率降低的幅度最大。但由于本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有對(duì)容器進(jìn)行密封保存，空氣中的氧可能氧化WPP-MRPs，避光放置也導(dǎo)致了ABTS+·清除率顯著下降（P＜0.05）。

2.7 金屬鹽離子對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

圖9 金屬離子對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響Fig.9 Effect of medal ions on antioxidant activity of WPP-MRPs

由圖9可知，與對(duì)照組相比，金屬離子Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+對(duì)WPP-MRPs的總還原力、·OH清除率和ABTS+·清除率的影響不顯著（P＞0.05）。此結(jié)果與Hwang等[20]研究得出的MRPs受Mg2+、Ca2+、Zn2+的影響很小結(jié)論一致。與對(duì)照組相比，金屬離子Cu2+和Fe2+顯著地降低了WPP-MRPs的·OH清除率，而金屬離子Fe3+顯著地降低了WPP-MRPs總還原力和ABTS+·清除率，這是因?yàn)镃u2+和Fe3+具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性所致。因此，WPP-MRPs在使用和加工過(guò)程中，應(yīng)該避免與Cu2+、Fe2+和Fe3+的接觸。

2.8 氧化劑對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響

通?？寡趸瘎┒季哂袕?qiáng)還原性能，易受到氧化劑影響而失去抗氧化性。不同用量的30%過(guò)氧化氫對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響見(jiàn)圖10。當(dāng)30%過(guò)氧化氫加入體積從0～0.2 mL時(shí)，WPP-MRPs的總還原力、·OH清除率和ABTS+·清除率均顯著降低；繼續(xù)加入30%過(guò)氧化氫至2mL，WPP-MRPs的總還原力、·OH清除率和ABTS+·清除率仍然繼續(xù)下降，但下降不顯著（P＞0.05）。結(jié)果表明，氧化劑過(guò)氧化氫能夠顯著降低WPP-MRPs抗氧化活性。

圖10 過(guò)氧化氫對(duì)WPP-MRPs抗氧化活性的影響Fig.10 Effect of H2O2on antioxidant activity of WPP-MRPs

3 結(jié) 論

WPP-MRPs具有較強(qiáng)的總還原力、·OH清除能力和ABTS+·清除能力，且隨著質(zhì)量濃度的增加其總還原力、·OH清除能力和ABTS+·清除能力隨之增加。WPP-MRPs在90～100℃時(shí)仍具有較高的抗氧化活性；在堿性環(huán)境中的抗氧化活性大于中性及酸性環(huán)境中的；室外自然光放置會(huì)顯著降低WPP-MRPs抗氧化活性；金屬離子Cu2+、Fe2+、Fe3+和氧化劑過(guò)氧化氫能夠顯著降低WPP-MRPs抗氧化活性。鑒于WPP-MRPs是由乳清蛋白經(jīng)過(guò)水解和美拉德反應(yīng)制備得到的一種食品級(jí)原料，因此在食品加工、保健食品中是一種極具潛力的天然抗氧化劑。

[1] YEN G, HSIEH P. Antioxidative activity and scavenging effects on active oxygen of xylose-lysine Maillard reaction products[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1995, 67(3): 415-420.

[2] YOSHIMURA Y, IIJMA T, WATANABL T, et al. Antioxidative effect of Maillard reaction products using glucose-glycine model system[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1997, 45(10): 4106-4109.

[3] LIU Q, KONG B H, JIANG L Z, et al. Free radical scavenging activity of porcine plasma protein hydrolysates determined by electron spin resonance spectrometer[J]. LWT-Food Science and Technology, 2009, 42(5): 956-962.

[4] SAKANAKA S, TACHIBANA Y. Active oxygen scavenging activity of egg-yolk protein hydrolysates and their effects on lipid oxidation in beef and tuna homogenates[J]. Food Chemistry, 2006, 95(2): 243-249.

[5] 孟艷麗, 董士遠(yuǎn). 美拉德反應(yīng)修飾的鰱魚肽抗氧化活性初探[J]. 肉類研究, 2010, 24 (8): 26-30.

[6] AKHTAR M, DICKINSON E. Emulsifying properties of whey protein-dextran conjugates at low pH and different salt concentration[J]. Colloids and Surfaces, 2003, 31(1/4): 125-132.

[7] BENJAKUL S, LERTITTIKUL W, BAUER F. Antioxidant activity of Mail1ard reaction products from a porcine plasma protein-sugar model system[J]. Food Chemistry, 2005, 93(2): 189-196.

[8] JING H, KITTS D D. Comparison of the antioxidative and cytotoxic properties of glucose-lysine and fructose-lysine Maillard reaction products[J]. Food Research International, 2000, 33(6): 509-516.

[9] KIM J S, LEE Y S. Antioxidant activity of Maillard reaction products derived from aqueous glucose/glycine, diglycine, and triglycine model systems as a function of heating time[J]. Food Chemistry, 2009, 116(1): 227-232.

[10] 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(guó)乳品工業(yè), 2010, 38(8): 18-21.

[11] 王文瓊, 包怡紅, 陳穎. 改性乳清蛋白體外抗氧化特性[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2012, 38(3): 62-67.

[12] 張曦, 李琦, 景浩. 乳清蛋白-木糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的成膜性及其膜包裹對(duì)核桃仁脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制作用[J]. 食品科學(xué), 2011, 32(5): 58-63.

[13] PENG X Y, XIONG Y L, KONG B H, Antioxidant activity of peptide fractions from whey protein hydrolysates as measured by electron spin resonance[J]. Food Chemistry, 2009, 113(1): 196-201.

[14] KANOKWAN M A, SOOTTAWAT B A, MUNEHIKO T. Effect of reactant concentrations on the Maillard reaction in a fructoseglycine model system and the inhibition of black tiger shrimp polyphenoloxidase[J]. Food Chemistry, 2006, 98(1): 1-8.

[15] WANG Hua, GAO Xiangdong, ZHOU Gaochao , et al. In vitro and in vivo antioxidant activity of aqueous extract from Choerospondias axillaris fruit[J]. Food Chemistry, 2008, 106(3): 888-895.

[16] OZGEN M, REESE R N, TULIO A Z, et al. Modified 2,2-azinobis3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid(ABTS) method to measure antioxidant capacity of selected small fruits and comparison to ferric reducing antioxidant power(FRAP) and 2,2’-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) methods[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(4): 1151-1157.

[17] LUSANI N V, JESSY V W. Antioxidant activity of Maillard reaction products(MRPs) derived from fructose–lysine and ribose-lysine model systems[J]. Food Chemistry, 2013, 137(1): 92-98.

[18] HAYASE F, USUI T, WATANABE H. Chemistry and some biological effects of model melanoidins and p igments as Maillard intermediates[J]. Molecular Nutrition and Food Research, 2006, 50(12): 1171-1179.

[19] WAGNER K, DERKITS S, HERR M, et al. Antioxidative potential of melanoidins isolated from a roasted glucose-glycine model[J]. Food Chemistry, 2002, 78(3): 375-382.

[20] HWANG I G, KIM H Y, WOO K S, et al. Biological activities of Maillard reaction products(MRPs) in a sugar-amino acid model system[J]. Food Chemistry, 2011, 126(1): 221-227.

Antioxidant Activity and Stability of Maillard Reaction Products from Whey Protein-Derived Peptide

SUN Chang-yan1,2, LI De-hai3, LIU Qian1, KONG Bao-hua1,*
(1. College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2. Heilongjiang Dairy Industry Technical Development Center, Harbin 150028,China; 3. College of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

Maillard reaction products from whey protein peptide (WPP-MRPs) were prepared from alcalase hydrolysates of whey protein and glucose. The antioxidant activity of WPP-MRPs and the influences of temperature, pH, light condition, metal ions and H2O2on their activity were investigated. The results showed that the total reducing power, hydroxyl radical scavenging activity and 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radical scavenging activity of WPPMRPs increased in a concentration-dependent manner. Furthermore, WPP-MRPs remained strong antioxidant activity when heated at 90–100 ℃. The antioxidant activity at alkaline condition was stronger than at acidic or neutral conditions. Meanwhile, the antioxidant activity decreased sharply in the presence of sunlight, H2O2or metal ions such as Cu2+, Fe2+or Fe3+.

whey protein peptid e; Maillard reaction products; antioxidant activity; stability

TS201.2

A

1002-6630(2014)01-0104-06

10.7506/spkx1002-6630-201401020

2013-03-31

黑龍江省高等學(xué)?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目（2010td11）；國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目（2008AA10Z315）

孫常雁（1980—），女，工程師，博 士研究生，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：scyneau@163.com

*通信作者：孔保華（1963—），女，教授，博士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：kongbh@163.com