調(diào)味劑對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響

柯有劍，黃雨婷，賈冬英，姚 開

(四川大學(xué) 輕紡與食品學(xué)院，成都 610065)

核桃仁的脂肪含量約為60%，油中不飽和脂肪酸含量高達90%以上，并且富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)價值和一定的保健功能[1-3]。經(jīng)過大力發(fā)展，2014年我國核桃的種植面積已達550萬hm2，產(chǎn)量約270萬t[4]。核桃除了生產(chǎn)核桃油外，更多是剝殼直接食用，但由于其油膩感重和口味單一導(dǎo)致其市場接受度受限。目前已有的琥珀核桃仁、核桃軟糖等加工制品也存在保質(zhì)期短和哈敗味明顯的問題。核桃仁極易氧化酸敗的主要原因是其含有的脂氧合酶能夠特定催化具有順，順-1，4-戊二烯結(jié)構(gòu)的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化[5-6]，其氧化程度受到氧氣、溫度、金屬離子等多種因素的影響[7]。因此，研究調(diào)味劑及其處理條件對脂氧合酶的抑制效果對爽口核桃仁產(chǎn)品開發(fā)和延長其貨架期具有較重要的參考價值，也有利于促進核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

已有研究表明，常用調(diào)味劑能夠抑制植物中脂氧合酶的活性，減緩其脂肪酸的酶促氧化，如鹽可抑制大豆粕中脂氧合酶活性[8]，蔗糖對龍眼果肉中脂氧合酶活性有一定的抑制作用[9]，某些有機酸可以螯合脂氧合酶中鐵離子，降低該酶的活性[8，10]。本文是在比較了不同調(diào)味劑調(diào)味效果的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了海鹽、蔗糖、檸檬酸3種調(diào)味劑及其處理條件對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

干核桃、海鹽、蔗糖為市售產(chǎn)品；檸檬酸為食品添加劑；亞油酸、吐溫20、聚乙烯吡咯烷酮、硫代硫酸鈉、無水硫酸鈉等均為分析純。

UV-6000PC紫外可見分光光度計(上海元析儀器有限公司)，Scanspeed1736R高速冷凍離心機(丹麥LaboGene公司)，VIP202S微波爐(2 450 MHz，惠而浦(中國)股份有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 核桃仁調(diào)味

核桃剝殼，保留內(nèi)種皮，核桃仁均分四瓣。用去離子水分別配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的調(diào)味劑溶液，核桃仁與調(diào)味液的質(zhì)量比為1∶4，常壓或真空(-0.08 MPa)和一定溫度條件下浸泡不同時間，用350 W微波對調(diào)味核桃仁處理不同時間，干燥至水分含量為4%～6%。以脂氧合酶活性、過氧化值和感官特性為指標(biāo)進行表征評價。

1.2.2 脂氧合酶活性測定

參照Buranasompob等[11]方法，并略作修改。

1.2.2.1 底物配制

將0.27 mL亞油酸加入5.0 mL濃度為1.0 mol/L的氫氧化鈉溶液中，搖勻，再加入0.25 mL吐溫20，混勻，鹽酸調(diào)pH至9.0，用0.2 mol/L硼酸緩沖液(pH 9.0)定容至500 mL，充分?jǐn)嚢柚寥芤撼吻逋该鳌?/p>

1.2.2.2 粗酶液制備

將0.5 g核桃仁冰浴研磨，加入20 mL濃度為0.05 mol/L的磷酸緩沖液(pH 7.0)和質(zhì)量濃度為4.0 g/100 mL的聚乙烯吡咯烷酮溶液，充分研磨，離心(4℃、12 000 r/min)30 min，取中間層清液，0.25 μm濾膜過濾，得到粗酶液。

1.2.2.3 酶活測定

室溫(25℃)條件下，將1.0 cm光程的石英比色皿中依次加入0.9 mL底物、2.0 mL濃度為0.2 mol/L的硼酸緩沖液(pH 9.0)、0.1 mL粗酶液，以等體積去離子水替代粗酶液作為空白對照，于234 nm處測其1.0 min的吸光值(A234)變化。

將上述反應(yīng)體系的A234每增加0.001定義為1個酶活力單位(U/g)。不同處理條件下調(diào)味核桃仁樣品的相對酶活按下式計算。

相對酶活=樣品酶活力/原料酶活力×100%

1.2.3 過氧化值測定

將粉碎至約14目的核桃仁中加入其3倍體積的石油醚，混勻，靜置浸提16 h，經(jīng)裝有無水硫酸鈉的漏斗過濾，濾液減壓旋蒸揮干石油醚。按GB 5009.227—2016中滴定法測其過氧化值。

1.2.4 感官評價

由食品專業(yè)5人對調(diào)味核桃仁的感官特性進行評價，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 調(diào)味核桃仁感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

實驗平行重復(fù)3次，結(jié)果以“均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。采用Origin 2017繪圖和SPSS 23分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 海鹽對脂氧合酶活性和過氧化值的影響

海鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、調(diào)味時間、調(diào)味溫度對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響分別如圖1A、圖1B和圖1C所示。

注：55℃浸泡4.0 h。

注：1.9%海鹽溶液55℃浸泡。

注：1.9%海鹽溶液浸泡3.0 h。

由圖1A可以看出，隨著海鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加脂氧合酶活性較之原料、過氧化值較之空白對照均降低，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.9%時，脂氧合酶的相對酶活和過氧化值分別降低了39.80%和10.23%，且感官評分最高(4.16分)?？瞻讟悠废鄬γ富畹南陆凳怯捎诮?55℃，4.0 h)過程的熱效應(yīng)，過氧化值升高說明處理過程中核桃仁有一定程度的氧化。

由圖1B可以看出，當(dāng)海鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.9%、55℃調(diào)味處理3.0 h的脂氧合酶相對酶活降低了33.95%，此時感官評分最高(4.24分)，這是由于熱效應(yīng)的累積對酶活產(chǎn)生了明顯的抑制作用，較長時間處理使鹽分滲入充分，滋味改善明顯；但調(diào)味時間過長會使過氧化值增大，感官評分降低。

由圖1C可以看出，隨著調(diào)味溫度的升高脂氧合酶活性明顯下降，但過高的溫度會導(dǎo)致其過氧化值明顯增大，感官評分降低。周曄[12]、魏靜[13]等發(fā)現(xiàn)，核桃內(nèi)種皮含有抗氧化的多酚類物質(zhì)，較高溫度會使其失活。

2.2 蔗糖對脂氧合酶活性和過氧化值的影響

蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、調(diào)味時間、調(diào)味溫度對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響分別如圖2A、圖2B、圖2C所示。

注：55℃浸泡4.0 h。

注：19%蔗糖溶液55℃浸泡。

注：19%蔗糖溶液浸泡3.0 h。

由圖2A可以看出，隨著蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加脂氧合酶活性和過氧化值均降低，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%時，55℃調(diào)味4.0 h的脂氧合酶相對酶活較原料、過氧化值較空白對照分別降低了51.78%和13.20%，且感官評分最高(4.38分)。

由圖2B可以看出，當(dāng)蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%時，55℃調(diào)味處理3.0 h的脂氧合酶相對酶活降低了45.65%，此時感官評分最高(4.42分)。一定時間的調(diào)味處理有利于核桃內(nèi)種皮中多酚的溶出，減弱其澀味，但調(diào)味時間過長也會使多酚氧化形成醌[14]，使核桃仁發(fā)生褐變，感官評分降低。

由圖2C可以看出，隨著調(diào)味溫度的升高脂氧合酶的活性明顯下降，但過高的溫度會導(dǎo)致其過氧化值明顯增大，感官評分降低。

2.3 檸檬酸對脂氧合酶活性和過氧化值的影響

檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、調(diào)味時間、調(diào)味溫度對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響分別如圖3A、圖3B、圖3C所示。

注：55℃浸泡4.0 h。

注：2.4%檸檬酸溶液55℃浸泡。

注：2.4%檸檬酸溶液浸泡3.0 h。

由圖3A可以看出，隨著檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加脂氧合酶活性和過氧化值均降低，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4%時，55℃調(diào)味處理4.0 h的脂氧合酶相對酶活較原料、過氧化值較空白對照分別降低了37.50%和9.57%，此時感官評分最高(4.12分)。脂氧合酶中的鐵離子會與某些化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng)[15]，多種有機酸具有螯合金屬離子的作用[8]，因此可以認(rèn)為檸檬酸螯合了核桃仁脂氧合酶的鐵離子，使其酶活下降。

由圖3B可以看出，當(dāng)檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4%時，55℃調(diào)味處理3.0 h的脂氧合酶相對酶活降低了33.84%，此時感官評分最高(4.16分)。

由圖3C可以看出，隨著調(diào)味溫度的升高脂氧合酶的活性明顯下降，但過高的溫度會導(dǎo)致其過氧化值明顯增大，感官評分降低。

2.4 真空調(diào)味對脂氧合酶活性和過氧化值的影響

基于上述實驗結(jié)果，確定核桃仁適宜調(diào)味條件分別為1.9%海鹽、19%蔗糖、2.4%檸檬酸溶液，55℃浸泡處理3.0 h。

真空調(diào)味對核桃仁脂氧合酶活性和過氧化值的影響如圖4所示。

圖4 真空調(diào)味對脂氧合酶活性和過氧化值的影響

由圖4可以看出，3種調(diào)味液真空調(diào)味對脂氧合酶活性的抑制作用略好于常壓調(diào)味，過氧化值略低于常壓調(diào)味。在55℃真空浸泡處理3.0 h條件下，1.9%海鹽、19%蔗糖、2.4%檸檬酸分別使核桃仁的脂氧合酶相對酶活較原料分別降低了37.37%、48.76%和36.59%，過氧化值較空白對照分別降低了8.99%、11.61%和8.61%，感官評價分別為4.32、4.46分和4.24分。有研究顯示，真空條件下的物料會發(fā)生微膨脹，使細胞間隙增大，稱之為形變松弛現(xiàn)象，一定程度上增強了調(diào)味液的滲透性[16]，更有利于對其中脂氧合酶活性的抑制作用，而且真空條件下氧濃度低，可以減緩核桃仁自氧化速率，抑制內(nèi)種皮中多酚的酶促氧化褐變[14]，提高其感官品質(zhì)。

3 結(jié) 論

調(diào)味劑對核桃仁脂氧合酶活性有一定的抑制作用，可減緩核桃仁的氧化程度，改善其感官品質(zhì)。不同調(diào)味劑及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)和調(diào)味溫度、調(diào)味時間、方式對核桃仁調(diào)味效果影響較大。結(jié)果顯示，在55℃真空浸泡處理3.0 h條件下，1.9%海鹽、19%蔗糖、2.4%檸檬酸使核桃仁的脂氧合酶相對酶活較原料分別降低了37.37%、48.76%和36.59%，過氧化值較空白對照分別降低了8.99%、11.61%和8.61%，感官評價分別為4.32、4.46分和4.24分。表明3種調(diào)味劑對核桃仁氧化均具有一定的抑制效果。