復(fù)合天然抗氧化劑在貢糖中的抗氧化效果研究

鄭佳俐，王文成，郭欣，郭萌

（1.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 漳州 363000；2.漳州食品產(chǎn)業(yè)研究院，福建 漳州 363000）

貢糖是福建地方民間傳統(tǒng)名點(diǎn)，以花生、麥芽糖和蔗糖為原料，制作時(shí)需以人力捶搗，敲打成型。因敲擊的閩南語(yǔ)發(fā)音叫“貢”，更因其口感甜美，食后滿口留香，傳說(shuō)是先民敬奉朝圣的精品，因此稱(chēng)之為貢糖。貢糖的主要原料之一是花生，脂肪含量較高，更因工藝中需要加熱及破碎等步驟，在貯藏銷(xiāo)售過(guò)程中容易發(fā)生脂肪氧化酸敗，產(chǎn)生“哈敗味”影響產(chǎn)品風(fēng)味及口感，甚至?xí)a(chǎn)生過(guò)氧化脂質(zhì)類(lèi)毒物，影響消費(fèi)者健康［1-3］。因此，如何防止貢糖中脂肪氧化，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)貢糖的生產(chǎn)規(guī)?；哂兄匾饬x。

選擇使用合適的抗氧化劑是解決貢糖氧化酸敗問(wèn)題、延長(zhǎng)保質(zhì)期簡(jiǎn)單且實(shí)用的方法。研究表明，大部分合成抗氧化劑，如BHA、TBHQ、BHT具有一定的毒副作用，存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)［4］。因此，選擇使用安全性高的天然抗氧化劑不僅能解決貢糖的氧化酸敗問(wèn)題，也能滿足消費(fèi)者對(duì)綠色健康產(chǎn)品的要求?，F(xiàn)有研究表明，天然抗氧化劑茶多酚、維生素E及迷迭香提取物在防止油脂氧化方面有明顯效果［5-7］。茶多酚具有防治心血管疾病、降血壓、降血糖、提高免疫能力、抗癌癥等功效；維生素E具有延緩衰老、美容護(hù)膚、凈化血液、保護(hù)血管等功效；迷迭香提取物具有抗菌、抗腫瘤、保護(hù)肝臟、降血脂、免疫調(diào)節(jié)、抗血栓等功效。因此，本研究選用茶多酚、維生素E及迷迭香提取物為抗氧化劑，研究3種天然抗氧化劑對(duì)貢糖的抗氧化效果，并采用響應(yīng)面法確定最優(yōu)復(fù)配抗氧化配方，解決貢糖生產(chǎn)，解除加工瓶頸，為今后的貢糖生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，有利于貢糖傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：花生、蔗糖、麥芽糖均為市售；茶多酚、維生素E、迷迭香提取物均為市售食品級(jí)；三氯甲烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、可溶性淀粉、冰醋酸等均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

夾層鍋、真空缸、調(diào)配罐、壓皮機(jī)及其他試驗(yàn)室常用設(shè)備、儀器。

1.3 試驗(yàn)方法

過(guò)氧化值（POV）的測(cè)定參照GB 5009.227—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過(guò)氧化值的測(cè)定》。稱(chēng)取2 g樣品（稱(chēng)準(zhǔn)至0.001 g）于碘量瓶中，加30 mL三氯甲烷-冰乙酸混合液，使樣品完全溶解。加入1 mL飽和碘化鉀溶液，塞好瓶蓋，并輕輕振搖0.5 min，在暗處放置3 min。取出后加100 mL水，搖勻，立即以1 mL淀粉溶液為指示劑，用0.01 mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)。同時(shí)做空白（不含樣品的反應(yīng)液）試驗(yàn)，再按以下公式計(jì)算過(guò)氧化值。

式中，C為硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol/L）；V為試樣消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；V0為空白消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）；M為樣品質(zhì)量（g）。

1.4 生產(chǎn)工藝

1.4.1 工藝流程花生→挑選清洗→烘烤、冷卻→破碎分級(jí)→與糖液混合掛糖→冷卻壓皮做條→切塊→成品。

1.4.2 生產(chǎn)要點(diǎn)

1）原料挑選。選用顆粒飽滿、無(wú)霉?fàn)€、蟲(chóng)蛀及成熟的花生仁，清洗。

2）烘烤、冷卻。在130～150℃下烘烤30 min，直至果仁呈淺棕黃色并產(chǎn)生花生香氣。烘烤后的花生仁立即冷卻至45℃以下并脫皮［8，9］。

3）破碎。將冷卻后的花生仁破碎后過(guò)篩分級(jí)得到所需粒度大小的花生顆粒備用。

4）與糖液混合掛糖。將麥芽糖和蔗糖按1∶1的比例（重量比）加少量水混合于熬糖鍋中，在100℃下熬制25 min后將花生顆粒混入，充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

5）冷卻壓皮做條?；靹蚝笸ㄟ^(guò)壓皮機(jī)反復(fù)壓制成型后做條。

6）切塊。做條后的貢糖根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行剪切。

1.5 試驗(yàn)方法

1.5.1 單因素試驗(yàn)分別在貢糖中添加不同量的茶多酚、維生素E、迷迭香提取物，三者添加量均為0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 g/kg。應(yīng)用Schaal烘箱加速法，將樣品置于（60±1）℃烘箱中，經(jīng)過(guò)15 d后測(cè)定樣品的POV，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并以不加抗氧化劑的貢糖樣品作為對(duì)照。

1.5.2 響應(yīng)面試驗(yàn)的因素與水平設(shè)計(jì)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以茶多酚（A）、維生素E（B）和迷迭香提取物（C）3個(gè)因素為自變量，以（60±1）℃貯藏15 d后的POV為響應(yīng)值，使用Design Expert 10.0.7軟件進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)。響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素與水平 （單位：g/kg）

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 不同添加量的茶多酚對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響通過(guò)空白試驗(yàn)得到不添加茶多酚對(duì)照組的POV為7.68 meq/kg，其他試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，5組添加茶多酚的樣品POV均小于對(duì)照組，可見(jiàn)添加茶多酚可以對(duì)貢糖起到抗氧化效果，原因在于茶多酚可以釋放氫質(zhì)子并與活潑自由基結(jié)合，使其變成較穩(wěn)定的化合物，自身也同時(shí)變成穩(wěn)定的酚氧自由基，從而延緩貢糖的氧化酸?。?0，11］。當(dāng)茶多酚添加量為0.15 g/kg時(shí)，POV最低，抗氧化效果最好。當(dāng)添加量小于0.15 g/kg時(shí)，隨添加量增加，抗氧化效果明顯升高，當(dāng)添加量大于0.15 g/kg時(shí)，其對(duì)貢糖的抗氧化功能反而下降?？梢?jiàn)茶多酚在貢糖中的添加量并非越大越好。原因可能是茶多酚的加入量增大到一定值后，其抗氧化活性降低，有的甚至出現(xiàn)促氧化作用［12］。因此，在貢糖中使用茶多酚作為抗氧化劑時(shí)，其發(fā)揮抗氧化作用的適宜添加量為0.15 g/kg。

圖1 不同茶多酚添加量對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響

2.1.2 不同添加量的維生素E對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響經(jīng)測(cè)定對(duì)照組的POV為7.68 meq/kg，其余添加維生素E各組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，添加維生素E的貢糖抗氧化效果均好于對(duì)照組，主要原因在于維生素E中的生育酚能與貢糖中花生油脂的過(guò)氧自由基和單線態(tài)氧反應(yīng)，破壞油脂氧化反應(yīng)，從而抑制油脂氧化［13，14］。從圖2可以看出，維生素E添加量為0.10 g/kg時(shí)抗氧化效果最好，而高添加量的維生素E抗氧化效果逐漸變差，甚至出現(xiàn)促氧化現(xiàn)象，其原因可能是維生素E吸收過(guò)氧化物自由基生成氫過(guò)氧化物和抗氧化物自由基的過(guò)程是可逆的。過(guò)高濃度的維生素E使得氫過(guò)氧化物被分解而產(chǎn)生了過(guò)氧化自由基，從而促進(jìn)了氧化效果［15］。通過(guò)試驗(yàn)，可得維生素E的適宜添加量為0.10 g/kg。

圖2 不同維生素E添加量對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響

2.1.3 不同添加量的迷迭香提取物對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響從圖3可以看出，添加迷迭香提取物的POV明顯小于對(duì)照組。迷迭香提取物的抗氧化機(jī)理在于其主要成分鼠尾草酸等能結(jié)合自由基，從而清除自由基，阻斷貢糖中油脂的氧化反應(yīng)［16，17］。隨著迷迭香提取物添加量增加，抗氧化效果提升，添加量為0.20 g/kg時(shí)抗氧化效果最好，之后添加量增加抗氧化效果反而變差，其原因可能在于迷迭香提取物中的酚羥基在提供H+的同時(shí)，自身也進(jìn)行著被氧化的反應(yīng)，其氧化產(chǎn)物鄰醌則是一種強(qiáng)氧化劑［18］，所以添加過(guò)多的迷迭香提取物不僅抗氧化效果不理想反而會(huì)促進(jìn)貢糖的氧化。故適宜的迭香提取物添加量為0.20 g/kg。

圖3 不同迷迭香提取物添加量對(duì)貢糖氧化穩(wěn)定性的影響

2.2 響應(yīng)面結(jié)果及討論

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)通過(guò)Design Expert 10.0.7軟件，用茶多酚（A）、維生素E（B）、迷迭香提取物（C）3個(gè)因素作為自變量，應(yīng)用Schaal烘箱加速法測(cè)得貯藏后貢糖的POV為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面分析。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析見(jiàn)表3?；貧w方程為Y=3.96-0.24A-0.097B-0.19C+0.10AB+0.13AC-0.095BC+0.61A2+0.67B2+0.67C2。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果

從表3中可看出，回歸模型P＜0.000 1，表示該試驗(yàn)采用的回歸模型極顯著。失擬項(xiàng)P=0.346 0＞0.05，差異不顯著，說(shuō)明本模型可靠。而r2=0.988 1，radj2=0.952 3，表明回歸模型擬合度高，可解釋95.23%的響應(yīng)值變化，可用于配方的分析與預(yù)測(cè)。從分析結(jié)果可看出，一次項(xiàng)A、B、C、交互項(xiàng)AC、二次項(xiàng)A2、B2、C2為極顯著項(xiàng)（P＜0.01），交互項(xiàng)AB、BC為顯著項(xiàng)（P＜0.05）。由3個(gè)因素的F判斷影響貢糖POV的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即茶多酚對(duì)貢糖POV的影響最大，其次是迷迭香提取物，影響最小的是維生素E。

表3 方差分析結(jié)果

2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析應(yīng)用Design Expert 10.0.7軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并繪制出響應(yīng)曲面圖4、圖5、圖6。從響應(yīng)曲面圖可直觀反映出茶多酚、維生素E、迷迭香提取物兩兩因素交互作用的顯著性。若響應(yīng)曲面圖中的等高線為圓形，則表明2個(gè)因素交互作用不顯著；若等高線呈橢圓形，表明兩者有交互作用，且等高線越接近橢圓說(shuō)明因素間相互作用越強(qiáng)［19，20］。從圖4、圖5、圖6可以看出，3張圖中的等高線均為橢圓，可見(jiàn)AB、AC、BC兩兩因素間均存在交互作用，表明3種抗氧化劑兩兩之間存在協(xié)同增效的作用。相比之下，圖5中的曲面坡度更陡，其等高線更趨近于橢圓，表明AC即茶多酚和迷迭香提取物2個(gè)因素間交互作用較強(qiáng)，二者之間的協(xié)同增效效果更好，對(duì)貢糖的POV影響更顯著，各因素之間的相互作用與模型方差的分析結(jié)果相一致。

圖4 茶多酚與維生素E對(duì)貢糖POV的響應(yīng)曲面

圖5 茶多酚與迷迭香提取物對(duì)貢糖POV的響應(yīng)曲面

圖6 維生素E與迷迭香提取物對(duì)貢糖POV的響應(yīng)曲面

2.2.3 優(yōu)化后參數(shù)的確定與驗(yàn)證根據(jù)回歸模型分析，得到貢糖加工的最優(yōu)抗氧化配方為茶多酚0.159 g/kg、維 生 素E 0.103 g/kg、迷 迭香 提 取 物0.206 g/kg。該條件下貢糖的POV理論預(yù)測(cè)值為3.928 meq/kg。為檢測(cè)回歸方程的可靠性，并考慮到實(shí)際生產(chǎn)操作的方便性，最終將最優(yōu)配方參數(shù)修正為茶多酚0.16 g/kg、維生素E 0.10 g/kg、迷迭香提取物0.20 g/kg。3次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)得到貢糖的POV平均值為3.91 meq/kg，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.46%，驗(yàn)證該回歸方程預(yù)測(cè)貢糖POV的可靠性，具有實(shí)際應(yīng)用性。

3 小結(jié)

貢糖在貯藏銷(xiāo)售過(guò)程中容易發(fā)生脂肪氧化變質(zhì)，本研究探討通過(guò)添加茶多酚、維生素E、迷迭香提取物3種天然抗氧化劑的方法來(lái)提高貢糖的抗氧化穩(wěn)定性。研究應(yīng)用Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)抗氧化劑配方進(jìn)行優(yōu)化，最終得出最優(yōu)配方參數(shù)為茶多酚0.16 g/kg、維生素E 0.10 g/kg、迷迭香提取物0.20 g/kg。應(yīng)用此配方可以較好地解決貢糖的氧化酸敗問(wèn)題，延長(zhǎng)保質(zhì)期，該研究為貢糖的產(chǎn)業(yè)化提供了一定的理論依據(jù)。