蛋清蛋白、大豆分離蛋白及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化作用的比較研究

強婉麗,景 浩

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

蛋清蛋白、大豆分離蛋白及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化作用的比較研究

強婉麗,景 浩*

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

本文通過測定核桃油酸價、過氧化值、丙二醛含量、碘值和DPPH自由基清除率五個指標(biāo)的變化研究比較蛋清蛋白膜、大豆分離蛋白膜及其與木糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化的影響。結(jié)果表明,隨著反應(yīng)時間(0～8d)的增加,核桃仁酸價、過氧化值和丙二醛含量均呈現(xiàn)上升趨勢,DPPH自由基清除率均呈現(xiàn)下降趨勢,而碘值則變化不明顯。加熱第8d時,四種膜包裹核桃仁的酸價、過氧化值和丙二醛含量均小于未包膜的核桃仁,DPPH自由基清除率高于未包膜的核桃仁。四種膜包裹核桃仁的酸價無顯著性差異(p>0.05);而過氧化值中以蛋清蛋白膜組較高,且其余三組的無顯著性差異(p>0.05);四種膜包裹核桃仁的丙二醛含量均明顯低于未包膜組,延緩丙二醛含量上升的效果依次為:大豆分離蛋白-木糖膜>蛋清蛋白-木糖膜>大豆分離蛋白膜>蛋清蛋白膜;大豆分離蛋白-木糖膜包裹核桃仁保留的DPPH自由基清除率明顯高于其它三種膜。綜上所述,兩種蛋白及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹均可延緩核桃仁脂質(zhì)過氧化,綜合各項指標(biāo)其效果依次為:大豆分離蛋白-木糖膜>蛋清蛋白-木糖膜>大豆分離蛋白膜>蛋清蛋白膜。

蛋清蛋白膜,大豆分離蛋白膜,美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜,核桃仁

核桃仁營養(yǎng)豐富,含有65%左右的油脂[1],其中不飽和脂肪酸含量在73%左右[2],核桃仁容易發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而對其品質(zhì)產(chǎn)生不良影響,降低營養(yǎng)價值,因此研究延緩核桃仁脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的方法具有一定實際意義?？墒秤玫鞍啄な且詣又参锏鞍诪椴牧现苽渖傻目墒承阅?以其可生物降解、營養(yǎng)可食、良好的阻水性、隔氧性、機械特性等特性,相對于脂質(zhì)膜和多糖膜具有一定優(yōu)勢,近年來得到了廣泛的研究[3-4]。

有研究表明蛋清蛋白及蛋清蛋白-木糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹核桃仁,可以抑制核桃仁酸價的上升,但兩種膜之間沒有顯著性差異[5];大豆分離蛋白膜包裹核桃仁可以抑制核桃仁過氧化值和TBA值的上升[6];乳清蛋白和乳清蛋白-海藻酸鈉復(fù)合膜對核桃仁的酸敗無明顯抑制作用,乳清蛋白-木糖膜可以延緩核桃仁酸敗[7];另有研究將蛋清蛋白、大豆分離蛋白和乳清蛋白膜包裹核桃仁,對比三種膜對核桃仁脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的抑制作用,結(jié)果表明膜包裹延緩核桃脂質(zhì)過氧化效果為:大豆分離蛋白膜>蛋清蛋白膜>乳清蛋白膜[8];雖然對于蛋清蛋白膜和大豆分離蛋白膜包裹核桃仁的研究已有一些報道,但對于蛋清蛋白、大豆分離蛋白及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹核桃仁對其脂質(zhì)過氧化作用的分析比較未見報道,本實驗用蛋清蛋白膜、大豆分離蛋白膜、蛋清蛋白-木糖膜和大豆分離蛋白-木糖膜包裹核桃仁,測定核桃仁在50°C、8d期間內(nèi)酸價、過氧化值、丙二醛含量、碘值和DPPH自由基清除率的變化,分析比較四種膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化的抑制作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

核桃 購自北京市清河農(nóng)貿(mào)市場,手工去殼,選取大小均一的核桃仁包膜用;蛋清蛋白粉(Egg white protein,EWP) 蛋白質(zhì)含量為84.3%，河北同和生物制品有限公司;大豆分離蛋白粉(Soy protein isolate,SPI) 用豆粕提取大豆分離蛋白,大豆分離蛋白含量大于90%,豆粕由中糧集團(tuán)有限公司惠贈;木糖(Xylose,Xyl) 含量98.5%;北京嘉康源科技發(fā)展有限公司。

無水乙醇(Ethanol,EtOH)、乙醚(Diethyl ether,Et2O)、氫氧化鉀(Potassium hydroxide)、硫代巴比妥酸(Thiobarbituric acid,TBA)、三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)、碘化鉀(Potassium iodide)、硫代硫酸鈉(Sodium thiosulfate)、環(huán)己烷(Cyclohexane)、無水碳酸鈉(Natrium carbonicum calcinatum)、鄰苯二甲酸氫鉀(potassium acid phthalate)、甘油(Glycerol,Gly)、氫氧化鈉(Sodium hydroxide)、鹽酸(Hydrochloric acid) 均購于北京化工廠,均為分析純;三氯甲烷(Trichloromethane)、一氯化碘(Iodine monochloride)、石油醚(Petroleum ether,PE) 均購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,均為分析純;冰乙酸(Acetic acid glacial,AC,純度≥99.8%)、淀粉指示劑(Starch indicator,0.5%) 均購自天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;重鉻酸鉀(Potassium dichromate,基準(zhǔn)級)、酚酞(Phenolphthalein) 購自天津市津科精細(xì)化工研究所;1,1,3,3-四甲氧基丙烷(1,1,3,3-Tetramethoxy propane,TEP,純度為99%)和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH) 購于美國Sigma 公司。

1.2.1 核桃仁蛋白成膜溶液的處理 根據(jù)預(yù)實驗確定的、優(yōu)化的蛋白成膜溶液成分和濃度,準(zhǔn)確稱量12g蛋清蛋白或大豆分離蛋白于干凈燒杯中,向蛋白成膜溶液中加入5mL甘油溶液,蛋白-木糖成膜溶液中加入12g木糖、0.25mL甘油溶液,加入去離子水100mL,于磁力攪拌器上攪拌溶解后,用去離子水定容至200mL,用濃度為1mol/L的NaOH溶液將成膜溶液pH調(diào)節(jié)至11,于80℃加熱60min后取出,于室溫下冷卻至約50℃時用于包裹核桃仁。其中蛋白成膜溶液中蛋白與甘油比例為6∶2.5(g∶mL),蛋白-木糖成膜溶液中蛋白、木糖與甘油比例為6∶6∶0.125(g∶g∶mL)。

核桃仁的包膜參照李琦等[5]的方法并稍作修改,對核桃仁進(jìn)行包膜處理。簡述如下,將270g核桃仁置于200mL成膜溶液中浸泡5min,同時用玻璃棒進(jìn)行攪拌,使核桃仁與成膜溶液充分接觸。然后用油篦子將核桃仁小心撈出并瀝干溶液后,將核桃仁均勻的鋪在硫酸紙上,室溫下晾干(20°C,12 h),將核桃仁置于干凈的燒杯中保存。

1.2.2 核桃仁的加速氧化條件 取大小均一的核桃仁分成六組,每組270g。第一組將未包膜核桃仁,置于室溫處理,標(biāo)記為“未包膜(20℃)”;第二組將未包膜核桃仁,置于50℃電熱恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)處理,標(biāo)記為“未包膜(50℃)”;第三組將核桃仁用蛋清蛋白膜包裹,標(biāo)記為“包膜(EWP)”;第四組將核桃仁用大豆分離蛋白膜包裹,標(biāo)記為“包膜(SPI)”;第五組將核桃仁用蛋清蛋白-木糖膜包裹,標(biāo)記為“包膜(EWP-Xyl)”;第六組用大豆分離蛋白-木糖膜包裹,標(biāo)記為“包膜(SPI-Xyl)”。第三、四、五、六組均置于50℃電熱恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)處理。根據(jù)預(yù)實驗確定的加速氧化條件,實驗前1d將盛有飽和KBr溶液的托盤放入溫度為50℃的電熱恒溫培養(yǎng)箱中平衡24 h。將第一組核桃仁置于室溫,將第二、三、四、五、六組核桃仁置于50℃平衡24 h后的電熱恒溫培養(yǎng)箱內(nèi),每隔兩天取出樣品提油后冷凍待測,直至8d。

1.2.3 核桃油的提取 參照李琦等[5]的方法并稍作修改,簡述如下,取出45g核桃仁,在研缽中磨碎成糜糊狀,將其置于180mL石油醚中攪拌1min,浸泡12h,于2810×g(4000r/min)離心10min,將上清液在40℃條件下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),實際得到核桃油在21～23mL之間(質(zhì)量在19～21g之間),將核桃油放在-20℃的冰箱中貯存待測,測定前將核桃油取出后于50℃水浴中放置30min,方便吸取。

1.2.4 核桃油脂質(zhì)過氧化指標(biāo)的測定

1.2.4.1 酸價測定 根據(jù)GB/T5530-2005《動植物油脂酸價和酸度測定》[5]所提供的方法稍作修改,測定酸價:稱取2 g核桃油于250mL錐形瓶中,加入40mL乙醇和乙醚(體積比為1∶1)溶液混勻,以酚酞為指示劑,用0.1mol/L的KOH滴定至溶液呈淺粉色,記錄所消耗的KOH溶液體積,每個樣品重復(fù)測定三次。根據(jù)下述公式計算酸價:酸價=56.11CKOHVKOH/Moil,式中:CKOH為KOH的摩爾濃度,mol/L;VKOH為滴定所用KOH體積,mL;Moil為油脂質(zhì)量,g;56.1為KOH的摩爾質(zhì)量,g/moL。

1.2.4.2 過氧化值測定 根據(jù)GB/T5009.37-2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[6]所提供的方法測定,稱取2g核桃油置于250mL碘量瓶中,加入30mL氯仿-冰乙酸混合液(2∶3,v/v)溶解,加入1.00mL飽和KI溶液后加塞振搖30s,暗處放置3min后,加入100mL去離子水;搖勻后用濃度為0.002mol/L的Na2S2O3溶液滴定至淡黃色,加入濃度為0.5g/100mL的淀粉溶液1.00mL,繼續(xù)用濃度為0.002mol/L的Na2S2O3溶液滴定至藍(lán)色消失。每個樣品重復(fù)測定三次,同時作空白實驗。計算公式為:POV=(V2-V1)×C×0.1269×78.8×100/M,式中:POV為試樣的過氧化值,meq/kg;V1為空白溶液滴定時所消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;V2為樣品溶液滴定時所消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;m為油樣的質(zhì)量,g;C為Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;0.1269為與1.00mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)牡獾馁|(zhì)量,g;78.8為換算因子。

對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計,省去外部芯片,節(jié)省PCB布板空間,減少信號線之間的相互干擾問題,將并行數(shù)據(jù)的傳輸速率由原來的35 MHz提升到50 MHz,對相同的原始圖像,在相同的壓縮倍數(shù)下進(jìn)行壓縮后,由上位機顯示的原始圖像和壓縮圖像的對比結(jié)果圖分別如圖8和圖9所示。

1.2.4.3 丙二醛含量測定 參照姚惠芳[7]的方法并稍作修改,測定核桃油脂中丙二醛含量。簡述如下,稱取1.8g核桃油于15mL的離心管中,加入混合顯色液(0.02mol/L的TBA與7.5%的TCA等體積混合)5mL,混勻于100℃的水浴中加熱30min,取出冷卻,用去離子水定容至10mL,加入2mL三氯甲烷,密塞上下倒置10次,使油充分溶入三氯甲烷層,靜置10min,使油沉入管底,取上清液于530nm處測定其吸光值,同一樣品重復(fù)測定三次吸光值。同時做標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:準(zhǔn)確吸取濃度為10μg/mL的丙二醛標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2mL置于15mL離心管中,然后按樣品測定的方法測定其吸光值。根據(jù)丙二醛含量與吸光值關(guān)系繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4.4 碘值測定 根據(jù)GB/T5532-2008《動植物油碘價的測定》[8]所提供的方法稍作修改,準(zhǔn)確稱取0.65g核桃油,置于500mL碘量瓶中,加入10mL環(huán)己烷-冰乙酸混合液(1∶1,v/v),13mL韋氏試劑(將25g一氯化碘溶于1500mL冰乙酸中),蓋好塞子,搖勻后將錐形瓶置于暗處1h后,加入濃度為10g/100mL的碘化鉀溶液10mL和去離子水80mL。用標(biāo)定過的濃度為0.1mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至碘的黃色接近消失。加幾滴淀粉溶液繼續(xù)滴定,一邊滴定一邊用力搖動錐形瓶,直到藍(lán)色剛好消失。每個樣品重復(fù)測定三次,同時作空白實驗。計算公式為:W1=0.1269×C×(V1-V2)×100/m,式中:W1為試樣的碘值,每100g樣品吸取碘值的克數(shù),g/100g;V1為空白溶液滴定時所消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;V2為樣品溶液滴定時所消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;m為油樣的質(zhì)量,g;C為Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;0.1269為與1.00mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)牡獾馁|(zhì)量,g。

1.2.4.5 DPPH自由基清除率測定 參照李琦[3]的方法并稍作修改,測定核桃油DPPH自由基清除率。簡述如下,稱取9.8mg DPPH(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,1,1-二苯基-2-三硝基苯脛)溶于10mL無水乙醇中,配制成濃度為2.5mmol/L的DPPH儲備液,使用前用無水乙醇稀釋儲備液至濃度為1.56mmol/L 的工作液。在96孔板中進(jìn)行DPPH自由基清除實驗。吸取100μL核桃油于1.5mL離心管中,加入100μL無水乙醇,于渦旋震蕩儀上混勻,配制成濃度為50%的核桃油樣品,測定時在樣品孔中加入30μL濃度為50%的核桃油和150μL DPPH工作液,在顏色對照孔中加入30μL濃度為50%的核桃油和150μL無水乙醇,在空白對照孔中加入30μL無水乙醇和150μL DPPH工作液。在黑暗室溫環(huán)境下放置30min,在520nm波長下讀取吸光值,帶入下式計算:DPPH自由基清除率(%)=[Abs空白-(Abs樣品-Abs對照)]×100/Abs空白,式中:Abs空白為空白對照孔在520nm處吸光值;Abs樣品為樣品孔在520nm處吸光值;Abs對照為顏色對照孔在520nm處吸光值。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理方法 數(shù)據(jù)的顯著性差異由Minitab軟件進(jìn)行分析。對均數(shù)進(jìn)行單因素方差分析(One way analysis of variance,One way ANOVA),進(jìn)一步以Tukey多重比較進(jìn)行檢驗,得到各組均數(shù)間的顯著性差異(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃油酸價的變化

如表1所示,在8d貯藏過程中,六組核桃油酸價隨著加熱時間的延長均呈現(xiàn)上升趨勢,其中50℃未包膜組核桃油的酸價上升最多,在第8d時顯著高于其余五組,經(jīng)膜包裹的核桃油酸價和20℃未包膜組無顯著性差異。

酸價是用來表示核桃仁油水解酸敗程度的指標(biāo),核桃仁貯藏過程中會發(fā)生脂質(zhì)過氧化,產(chǎn)生游離脂肪酸,而酸價是指中和1g油脂中游離脂肪酸所用的KOH的毫克數(shù),因此酸價越高則表示游離脂肪酸含量越高,脂質(zhì)過氧化程度越深[12]。Cho等人[13]測定植物油酸價得出:新鮮精煉和壓榨植物油酸價分別為0.2、0.7mg KOH/g oil,壓榨未精煉植物油酸價為3.0mg KOH/g oil。姚惠芳和李琦[5,8]測定核桃油酸價時,得出未包膜核桃油酸價上升幅度大于包膜組,且姚惠芳得出包裹SPI膜的核桃油酸價上升幅度小于包裹EWP膜核桃油酸價,這與本實驗結(jié)果一致。本實驗中,加熱8d后,50℃未包膜組核桃仁酸價上升幅度大于20℃未包膜組,其酸價變化率相比20℃未包膜組升高了77.81%,說明在50℃和相對濕度80%的條件下,核桃仁酸價已有明顯升高。加熱8d后,包膜組核桃仁酸價上升幅度均小于50°C未包膜組,EWP、SPI、EWP-Xyl和SPI-Xyl包膜組的核桃仁酸價變化率與50°C未包膜組相比分別降低了56.09%、62.99%、51.24%和58.65%,因此膜包裹均延緩核桃仁酸價上升,但四組包膜組的核桃仁酸價無顯著性差異(p>0.05)。這是由于蛋白膜具有阻水性、隔氧性和耐熱性,將蛋白膜包裹在核桃仁表面,使得核桃仁中不飽和脂肪酸的氧化過程減弱[14]。

表1 4種不同蛋白膜包裹的核桃油酸價的變化Table 1 Acid values of the walnuts coated with four different protein films

注:同一列中標(biāo)不同字母的組別表示有顯著性差異(p<0.05),表2～表5同。酸價變化率(%)=(酸價8d-酸價0d)/酸價0d×100。

表2 4種不同蛋白膜包裹的核桃油過氧化值的變化Table 2 Peroxide values of the walnuts coated with four different protein films

注:POV變化率(%)=(POV8d-POV0d)/POV0d×100。

2.2 核桃油過氧化值的變化

如表2所示,在8d貯藏過程中,六組核桃油過氧化值均呈現(xiàn)上升趨勢。50℃未包膜組核桃油過氧化值上升幅度高于其余組,過氧化值上升幅度為:50℃未包膜組>20℃未包膜組>EWP包膜組>SPI-Xyl包膜組>SPI包膜組>EWP-Xyl包膜組。

過氧化值是油脂氧化酸敗的第一個中間指標(biāo),它是衡量油脂氧化變質(zhì)的重要指標(biāo)之一,油脂的過氧化值越高,說明在儲藏過程中產(chǎn)生的氫過氧化物越多,油脂哈敗程度越高[14-15]。過氧化值的測定原理是:油脂中的過氧化物與碘化鉀作用產(chǎn)生碘單質(zhì),用硫代硫酸鈉滴定生成的碘單質(zhì),通過測定碘的含量間接求出過氧化物的含量[16]。新鮮核桃油的過氧化值非常低,在1.2meq O2/kg oil左右[17-18]。Gamli等人[19]研究不同貯藏條件下開心果油品質(zhì)變化得出開心果油過氧化值隨著加熱時間延長呈現(xiàn)上升趨勢,Vanhanen等人[1]測定不同貯藏溫度下核桃仁過氧化值變化時得出:各組核桃油的過氧化值上升不顯著,Kang等人[4]研究大豆分離蛋白膜包裹核桃仁對其脂質(zhì)過氧化的抑制作用,結(jié)果表明:35℃貯藏21d后,包裹SPI膜核桃油過氧化值上升幅度小于未包膜組。本實驗中,加熱8d后,50℃未包膜組核桃仁過氧化值上升幅度大于20℃未包膜組,其過氧化值變化率相比20℃未包膜組升高了26.25%,說明在50℃和相對濕度80%的條件下,核桃仁過氧化值已有明顯升高,這與姚惠芳報告的結(jié)果一致[8]。加熱8d后,包膜組核桃仁過氧化值上升幅度均小于50℃未包膜組,EWP、SPI、EWP-Xyl和SPI-Xyl包膜組核桃仁過氧化值變化率與50℃未包膜組相比分別降低了29.90%、53.00%、49.77%和41.17%。這說明膜包裹減少核桃仁加熱過程中氫過氧化物的產(chǎn)生,從而抑制核桃仁脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。

2.3 核桃油丙二醛含量的變化

如表3所示,在8d貯藏過程中,50℃未包膜組核桃油丙二醛含量隨著加熱時間的延長呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在第6d達(dá)到最大值;其余五組核桃仁丙二醛含量隨著加熱時間的延長呈現(xiàn)上升趨勢,50℃未包膜組核桃油丙二醛含量最大值顯著高于其余五組(p<0.05)。

油脂中的不飽和脂肪酸在加熱時易被空氣中的氧氣氧化而產(chǎn)生氫過氧化物,氫過氧化物進(jìn)一步氧化生成醛、酮、酸等物質(zhì),丙二醛含量油脂變質(zhì)的中間產(chǎn)物,隨著更深度的氧化酸敗,油脂丙二醛含量也會呈現(xiàn)下降趨勢[16]。本實驗用TBA法測定油脂中丙二醛含量,測定原理是:丙二醛與硫代巴比妥酸(TBA試劑)反應(yīng)生成TBA紅色化合物,該化合物在532nm處有最大吸收,因此通過測定其在532nm處的吸光值,并根據(jù)丙二醛標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算出油脂中丙二醛含量,來反映油脂氧化程度[5]。Kang等人[4]研究大豆分離蛋白膜包裹核桃仁對其脂質(zhì)過氧化的影響得出包裹SPI膜的核桃油丙二醛含量上升幅度明顯小于未包膜核桃油,這與本實驗結(jié)果一致。李琦等人[3]研究蛋清蛋白膜及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹核桃仁對其脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的影響,結(jié)果表明50℃未包膜組核桃油丙二醛含量在加熱2d時達(dá)到最大值,然后呈現(xiàn)下降趨勢,徐永霞等人[20]研究豬脂肪氧化時得出:丙二醛含量隨著氧化時間的延長呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,由于丙二醛是油脂氧化變質(zhì)過程中的中間產(chǎn)物,會進(jìn)一步氧化成酸類物質(zhì),則丙二醛含量會下降,因此丙二醛含量下降并不表示油脂氧化程度降低,本實驗中50℃未包膜組核桃油丙二醛含量在第6d達(dá)到最大值,隨后呈現(xiàn)下降趨勢,這與徐永霞報告的結(jié)果一致。本實驗中,加熱8d后,50℃未包膜組核桃仁丙二醛含量上升幅度大于20℃未包膜組,其丙二醛含量變化率相比20℃未包膜組升高了61.83%,說明在50℃和相對濕度80%的條件下,核桃仁丙二醛含量已有明顯升高。加熱8d后,包膜組核桃仁丙二醛含量上升幅度均小于50℃未包膜組,EWP、SPI、EWP-Xyl和SPI-Xyl包膜組核桃仁丙二醛含量變化率與50℃未包膜組相比分別降低了26.38%、38.78%、52.08%和79.72%。因此,四種膜包裹抑制核桃油丙二醛含量上升效果為:SPI-Xyl>EWP-Xyl>SPI>EWP。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物包膜組核桃仁丙二醛含量上升幅度小于蛋白包膜組,這是由于蛋白質(zhì)與糖美拉德反應(yīng)可以改變蛋白質(zhì)的交聯(lián)情況,從而改變膜的結(jié)構(gòu),提高蛋白膜阻隔性能[7],另有研究報道,蛋白和糖隨著美拉德反應(yīng)程度的加深,會產(chǎn)生具有抗氧化性能的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物[21],因此美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜對核桃仁脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的抑制效果更好。

表3 4種不同蛋白膜包裹的核桃油丙二醛含量的變化Table 3 MDA contents of the walnuts coated with four different protein films

注:丙二醛含量變化率(%)=(丙二醛含量8d-丙二醛含量0d)/丙二醛含量0d×100。

表4 4種不同蛋白膜包裹的核桃油碘值的變化Table 4 Iodine values of the walnuts coated with four different protein films

注:碘值變化率(%)=(碘值8d-碘值0d)/碘值0d×100。

2.4 核桃油碘值的變化

碘值是指100g油脂所能吸收碘的克數(shù),是油脂不飽和程度的指標(biāo),動植物油脂酸敗導(dǎo)致碘值下降,因此油脂中碘值多少直接影響油脂本身內(nèi)在質(zhì)量,是一個非常重要的指標(biāo)[22-24]。碘值的測定原理是:油脂的不飽和脂肪酸與部分一氯化碘起加成反應(yīng),剩余的一氯化碘與碘化鉀作用放出碘,用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過公示計算碘值[24]。如表4所示,在50℃、8d貯藏過程中,六組核桃油碘值變化均不明顯,且無顯著性差異(p>0.05)。狄建兵等人[25]進(jìn)行涂膜抑制核桃哈敗的研究,結(jié)果表明:未包膜和包裹SPI膜的核桃油碘價均呈現(xiàn)下降趨勢,但無顯著性差異。趙悅平等人[26]研究不同品種核桃的貯藏期,測定核桃在室溫貯藏期間碘價的變化時得出:核桃貯藏一年后,碘價從130下降到127g/100g,并無顯著性變化。宋麗麗等人[27]研究包裝對香榧堅果貯藏期間油脂酸敗的影響,結(jié)果表明:貯藏8個月后香榧堅果酸價和過氧化值變化明顯,碘值變化不明顯,這與本實驗結(jié)果一致。

2.5 核桃油DPPH自由基清除率的變化

表5 4種不同蛋白膜包裹的核桃油DPPH自由基清除率的變化Table 5 DPPH free radical scavenging rates of the walnuts coated with four different protein films

注:DPPH自由基清除率變化率(%)=(DPPH自由基清除率8d-DPPH自由基清除率0d)/DPPH自由基清除率0d×100。

如表5所示,在8d貯藏過程中,五組核桃仁的DPPH自由基清除率隨著加熱時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢,下降幅度為:50℃未包膜組>EWP包膜組>SPI包膜組>EWP-Xyl包膜組>20℃未包膜組>SPI-Xyl包膜組。加熱8d后,50℃未包膜核桃油DPPH自由基清除率顯著低于包膜組,且包膜組核桃仁DPPH自由基清除率無顯著性差異(p>0.05)。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)分析法是體外抗氧化活性測定的主要方法之一,實驗原理是依據(jù)DPPH自由基具有孤對電子而在515nm附近有強吸收,當(dāng)DPPH自由基遇到質(zhì)子供體時,自由基就會被清除,顏色由紫色變?yōu)辄S色[28-29]。若受試物能清除DPPH自由基,則表示受試物具有降低烷自由基、氫自由基或過氧自由基等穩(wěn)定性不如DPPH自由基的能力,從而起到抗氧化作用。因此利用核桃油脂與DPPH自由基的反應(yīng),就可以檢測其清除自由基的能力,能力的大小用抑制率表示,抑制率越大,抗氧化性越強[8]。沈軍衛(wèi)等人[29]在研究美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系中得出美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有清除DPPH自由基清除率的作用,DPPH清除能力隨著反應(yīng)時間的延長呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。Martínez等人[14]研究不同貯藏條件對核桃仁脂質(zhì)過氧化作用的影響時得出不同貯藏條件下核桃油DPPH自由基清除率均變化不明顯。本實驗中,加熱8d后,50℃未包膜組核桃仁DPPH自由基清除率下降幅度大于20℃未包膜組,其DPPH自由基清除率變化率比20℃未包膜組升高了5.78%,說明在50℃和相對濕度80%的條件下,核桃仁DPPH自由基清除率有所下降。加熱8d后,包膜組核桃仁DPPH自由基清除率下降幅度均小于50℃未包膜組,EWP、SPI、EWP-Xyl和SPI-Xyl包膜組核桃仁保留的DPPH自由基清除率的變化率與50℃未包膜組相比分別降低了4.79%、4.91%、7.09%和9.14%。

3 結(jié)論

本研究通過測定核桃仁在50℃、8d貯藏期間脂質(zhì)過氧化指標(biāo)和DPPH自由基清除率的變化,證實了蛋白膜及其美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜包裹可以抑制核桃仁脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。在50℃、8d條件下,核桃仁的酸價、過氧化值、丙二醛含量和DPPH自由基清除率變化較為顯著,而碘值變化不明顯。其中核桃仁脂質(zhì)過氧化指標(biāo)和DPPH自由基清除率變化在20℃未包膜組均小于50℃未包膜組。包膜組核桃仁酸價、過氧化值和丙二醛含量均低于未包膜組,且DPPH自由基清除率高于未包膜組。綜合各項指標(biāo)包膜組的核桃仁脂質(zhì)過氧化抑制效果依次為:大豆分離蛋白-木糖膜>蛋清蛋白-木糖膜>大豆分離蛋白膜>蛋清蛋白膜。

[1]Vanhanen LP,Savage GP. The use of peroxide values as a measure of quality for walnuts flour stored at five different temperature using three different types of packaging[J]. Food Chemistry,2006,99:64-69.

[2]Crews C,Hough P,Godward J,etal. Study of the main constituents of some authentic walnut oils[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53:4853-4860.

[3]Callegarin F. Lipids and biopackaging[J]. Review,1997,74:1183-1192.

[4]楊坤,陳樹興,趙勝娟,等. 可食性蛋白膜研究進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā),2009,30(7):174-178.

[5]李琦. 蛋清蛋白-木糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物膜特性及其膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化影響的研究[D]. 北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

[6]Kang HJ,Kim SJ. Inhibitory effect of soy protein coating formulations on walnut(JuglansregiaL.)kernels against lipid oxidation[J]. Food Science and Technology,2013,51:393-396.

[7]張曦. 乳清蛋白糖基化及其成膜特性的研究[D]. 北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[8]姚惠芳,武爽,李琦,等. 3種蛋白膜包裹對核桃仁脂質(zhì)過氧化作用的比較研究[J]. 食品科技,2012,37(7):58-70.

[9]GB/T 5530-2005,動植物油脂酸價和酸度測定[S].

[10]GB/T 5009.37-2003,食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S].

[11]GB/T 5532-2008,動植物油碘價的測定[S].

[12]李助樂. 山核桃種仁油脂提取及其抗氧化作用的研究[D]. 合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[13]Cho YJ,Kim TE,Gil B. Correlation between refractive indexof vegetable oils measured with surface plasmon resonance and acid values determined with the AOCS official method[J]. Food Science and Technology,2013,53:517-521.

[14]周柏玲,李蕾,孫秋雁,等. 玉米醇溶蛋白復(fù)合膜包衣對核桃仁酸敗抑制效果的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2004,20(3):180-183.

[15]Crowe TD,Crowe TW,Johnson LA,etal. Impact of extractio method on yield of lipid oxidation products from oxidized and unoxidized walnuts[J]. Journal of the American Oil Chemists’ Society,2002,79(5):453-456.

[16]王新芳. 油脂氧化及氧化穩(wěn)定性的測定方法[J]. 德州學(xué)院學(xué)報,2004,20(6):46-49.

[17]Gecgel U,Gumus T,Daglioglu O,etal. Determination of fatty acid composition of γ-irradiated hazelnuts,walnuts,almonds,and pistachios[J]. Radiation Physics and Chemistry,2011,80(4):578-581.

[18]Martínez ML,Penci MC,Ixtaina V,etal. Effect of natural and synthetic antioxidants on the oxidative stability of walnut oil under different storage conditions[J]. Food Science and Technology，2013,51:44-50.

[19]Gamli OF,Hayoglu I. The effect of the different packaging and storage conditions on the quality of pistachio nut paste[J]. Journal of Food Engineering,2007,78:443-448.

[20]徐永霞,張若潔,徐競一,等. 豬脂肪控制氧化及揮發(fā)性氧化產(chǎn)物研究[J]. 食品科學(xué),2010,31(21):76-80.

[21]龔平,闞建全. 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè),2009,35(4):141-147.

[21]肖仁顯. 山核桃油的提取工藝及其氧化穩(wěn)定性研究[D]. 江蘇:江南大學(xué),2012.

[22]Tubino M,Aricetti JA. A green potentiometric method for the determination of the iodine number of biodiese[J]. Fuel,2012:1158-1163.

[23]賴宜萍,張惠黃,彬紅,等. 影響杏仁油中碘值測定因素分析[J]. 食品工程,2009(4):56-58.

[24]狄建兵. 涂膜抑制核桃哈敗的研究[D]. 太古:山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.

[25]趙悅平. 核桃硬殼結(jié)構(gòu)與堅果品質(zhì)相關(guān)性的研究[D]. 保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2004.

[26]宋麗麗,郜海燕,葛林梅,等. 包裝對香榧堅果貯藏中的油脂酸敗和抗氧化能力的影響[J]. 林業(yè)科學(xué),2009,45(3):49-53.

[27]王麗,張英華. 大豆分離蛋白的凝膠性及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 中國糧油學(xué)報,2010,25(4):96-99.

[28]孫麗萍,王大仟,張智武. 11種天然植物提取物對DPPH自由基的清除作用[J]. 食品科學(xué),2009,30(1):45-47.

[29]沈軍衛(wèi),樊金玲,朱文學(xué),等. 模式美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化性與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系研究[J]. 食品科技,2010,35(3):253-257.

Comparison of egg white protein,soy protein isolate and associated Maillard reaction products as coating-films on walnuts lipid peroxidation

QIANG Wan-li,JING Hao*

(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)

The egg white protein,soy protein isolate and associated Maillard reaction products were compared as coating-films on the walnut lipid peroxidation,which was analyzed using walnuts’ acid values,peroxide values,MDA contents and iodine values,DPPH radical scavenging rates. The results showed that walnuts’ acid values,peroxide values and MDA contents were increased with the extension of heating time(0～8d),while DPPH radical scavenging rates were decreased during heating process,but the iodine values had no obvious change. When heated at 50℃ for 8d,the acid values,peroxide values and MDA contents were higher for the uncoated walnuts than the coated walnuts,while DPPH radical scavenging rates were lower for the uncoated walnuts than the coated walnuts. There was no significant difference in acid values among four film-coated walnuts;the peroxide value of the walnuts coated by EWP film was the highest among four film-coated walnuts,while there was no significant difference among other three films;the MDA contents were lower in four film-coated walnuts than in uncoated walnuts,and inhibitive effects of MDA production were in a descending order of SPI-Xyl film>EWP-Xyl film>SPI film>EWP film. The DPPH radical scavenging rate of the walnuts coated by SPI-Xyl film was the highest,and there was no significant difference among other three films. In conclusion,the walnuts’ lipid peroxidation was inhibited by four different protein films with a descending order of SPI-Xyl film>EWP-Xyl film>SPI film>EWP film.

egg white protein film;soy protein isolate film;Maillard reaction products film;walnut

2014-04-18

強婉麗(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：蛋白膜制備與應(yīng)用。

*通訊作者:景浩(1957-)，男，博士，教授，主要從事分子營養(yǎng)與食品安全方面的研究。

TS254.1

A

1002-0306(2015)01-0124-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.018