美拉德反應(yīng)優(yōu)化藜麥多肽抗氧化活性的研究

郭浩彬 李敏杰 張陸燕 章銀良

摘要：通過美拉德反應(yīng)修飾藜麥多肽，以期獲得抗氧化活性更高的藜麥多肽美拉德產(chǎn)物（QP-MRPs）。通過單因素試驗，考察了QP-MRPs對DPPH自由基（DPPH·）和羥基自由基（·OH）的清除能力。運(yùn)用電子順磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）波譜技術(shù)，更加直接、準(zhǔn)確地研究QP-MRPs的抗氧化活性。結(jié)果表明，4種糖（核糖、木糖、葡萄糖、果糖）的美拉德產(chǎn)物均有抗氧化活性，核糖、木糖生成的QP-MRPs的DPPH·和·OH清除率較高，選擇木糖進(jìn)行工藝優(yōu)化。運(yùn)用均勻試驗設(shè)計法對條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝條件：肽糖比為1.5∶1，反應(yīng)pH為10，反應(yīng)溫度為140 ℃，反應(yīng)時間為240 min。以優(yōu)化所得到的最佳條件進(jìn)行驗證試驗，QP-MRPs的DPPH·清除率和·OH清除率分別為76.11%和71.57%。使用木糖在最優(yōu)條件下修飾藜麥多肽，可生產(chǎn)抗氧化活性高的QP-MRPs。

關(guān)鍵詞：美拉德反應(yīng)；均勻試驗；電子順磁共振技術(shù)；抗氧化活性

中圖分類號：TS201.2????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）12-0059-10

Optimization of Antioxidant Activity of Quinoa Polypeptides by Maillard Reaction

GUO Hao-bin， LI Min-jie， ZHANG Lu-yan， ZHANG Yin-liang*

（College of Food and Biological Engineering， Zhengzhou University of Light Industry， Zhengzhou 450001， China）

Abstract： Quinoa polypeptides are modified through Maillard reaction to obtain quinoa polypeptide Maillard reaction products （QP-MRPs） with higher antioxidant activity. The scavenging capacity of QP-MRPs on DPPH free radical （DPPH·） and hydroxyl free radical （·OH） are investigated by single factor test. The antioxidant activity of QP-MRPs is studied more directly and accurately by electron paramagnetic resonance （EPR） spectroscopy. The results show that the Maillard reaction products of four kinds of carbohydrates （ribose， xylose， glucose， fructose） all have antioxidant activity. The scavenging rates of QP-MRPs produced by ribose and xylose on DPPH· and ·OH are higher， so xylose is selected for process optimization. Uniform test design method is used to optimize the conditions， and the optimal process conditions are obtained as follows： the polypeptide-carbohydrate ratio is 1.5∶1， reaction pH is 10， reaction temperature is 140 ℃， and reaction time is 240 min. The verification test is carried out under the optimal conditions， the DPPH· and ·OH scavenging rates of QP-MRPs are 76.11% and 71.57% respectively. Using xylose to modify quinoa polypeptides under the optimal conditions can produce QP-MRPs with high antioxidant activity.

Key words： Maillard reaction; uniform test; electron paramagnetic resonance technology; antioxidant activity

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）產(chǎn)于南美洲，種植歷史大于5 000年，是一種一年生草本開花植物[1]。偽谷物是雙子葉植物的可食用種子，類似于谷物，由于其相似的形態(tài)外觀和高淀粉含量，也用于食品，藜麥屬于偽谷物中的一種[2]。藜麥含有豐富的蛋白質(zhì)（13%～20%）、碳水化合物（60%～69%）、脂質(zhì)（4%～10%）、礦物質(zhì)（3%～4%）、維生素（硫胺素、核黃素、葉酸、煙酸或視黃醇）和膳食纖維，且含有所有人體必需的氨基酸，被認(rèn)為是營養(yǎng)豐富、健康的食物[3-4]。藜麥已被證明是一種功能性食品，具有促進(jìn)健康的作用，因為其含有的類黃酮、植物甾醇、類胡蘿卜素和多酚等生物活性成分具有抗氧化活性，可以預(yù)防退行性和炎癥性疾病、癌癥、過敏，并可能降低患心血管疾病的風(fēng)險[5-6]。

抗氧化劑可以通過將其氫提供給自氧化初始階段形成的自由基或通過抑制自由基鏈增長階段有效地抑制氧化過程的發(fā)生，二丁基羥基甲苯（BHT）、丁基羥基茴香醚（BHA）和特丁基對苯二酚（TBHQ）是最常用的合成酚類抗氧化劑，具有抗氧化活性高、成本低、效益高的特點(diǎn)，但可能對人體具有潛在的健康危害：BHT在油炸過程中不穩(wěn)定，并有研究人員發(fā)現(xiàn)BHT的短期過量攝入對肝臟具有毒害作用；BHA攝入過量會給人體帶來健康問題，如成人過敏和兒童多動癥；TBHQ在氧化后可能會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，高劑量的TBHQ會損害免疫細(xì)胞和免疫功能，導(dǎo)致胃腫瘤和肝損傷，而天然抗氧化劑可能具有更好的安全性，因此天然抗氧化劑受到了研究人員的關(guān)注，成為熱門的研究方向之一[7-10]。

自由基是一種含有一個或多個不成對電子、極不穩(wěn)定的高反應(yīng)性有機(jī)和無機(jī)分子（高活性中間體），可以從其周圍的分子中提取電子，并誘導(dǎo)底物的氧化分解[11]。自由基的種類繁多，包括超氧陰離子（O2-·）、單線態(tài)氧（1O2）、羥基自由基（·OH）、烷基自由基（R·）、烷過氧自由基（ROO·）、烷氧自由基（RO·）等，自由基可導(dǎo)致食品的品質(zhì)下降，還可導(dǎo)致細(xì)胞氧化應(yīng)激，造成細(xì)胞損傷，對人體健康不利，可能引發(fā)心血管疾病、癌癥、阿爾茨海默癥等疾病[12]。

電子順磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）波譜技術(shù)通常在存在外部磁場的情況下探測低激發(fā)能級的磁偶極子躍遷，是一種可以檢測特定氧化態(tài)的順磁性物質(zhì)，例如有機(jī)自由基、無機(jī)自由基和過渡金屬[13]的技術(shù)。目前抗氧化活性的檢測方法很多，但大多數(shù)方法都是依靠吸光度的變化來完成檢測的，而EPR技術(shù)可直接檢測自由基，與吸光度無關(guān)，抗干擾能力強(qiáng)。

美拉德反應(yīng)被認(rèn)為是含有碳水化合物和蛋白質(zhì)或肽的食品在加熱過程中最常見的反應(yīng)之一[14]。美拉德反應(yīng)是一種綠色修飾方法，因為在反應(yīng)過程中可以不添加催化劑和有機(jī)溶劑，美拉德反應(yīng)修飾對于修飾對象的性質(zhì)具有較大的影響，包括提高溶解性、抗氧化活性和增強(qiáng)風(fēng)味等[15-16]。

利用美拉德反應(yīng)對蛋白、多肽類物質(zhì)進(jìn)行修飾，可以產(chǎn)生高抗氧化活性的產(chǎn)物，目前已有一些關(guān)于美拉德修飾多肽的研究，Jiang等[17]使用果糖對蟹殼肽進(jìn)行修飾，并對其組分按分子大小進(jìn)行分離，發(fā)現(xiàn)2～5 kDa組分抗氧化活性較強(qiáng)。趙謀明等[18]發(fā)現(xiàn)，在草魚肽中加入木糖可以有效提高草魚肽的抗氧化活性，經(jīng)美拉德反應(yīng)修飾后的草魚肽，對氧自由基的吸收能力明顯高于單獨(dú)草魚肽加熱的產(chǎn)物。錢森和等[19]通過美拉德反應(yīng)對芝麻多肽進(jìn)行修飾，結(jié)果表明芝麻多肽的抗氧化活性顯著提高，DPPH·和·OH的清除率分別提高了81.2%和103.2%。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料與試劑

1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH）、5，5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）、D-核糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-果糖、抗壞血酸（均為分析純）：上海麥克林生化科技股份有限公司；黑藜麥：深圳市海尚國際貿(mào)易有限公司；硫酸亞鐵（分析純）：天津市化學(xué)試劑三廠；雙氧水、30%過氧化氫：煙臺市雙雙化工有限公司；鹽酸（hydrochloric acid，HCl）、氫氧化鈉（sodium hydroxide，NaOH）、無水乙醇（均為分析純）：天津市永大化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

E-scan電子順磁共振波譜儀 美國布魯克（北京）科技有限公司；T6紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；FE 20實驗室pH計、XLS移液槍 瑞士梅特勒-托利多公司；SQP電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；500Y粉碎機(jī) 鉑歐五金制品有限公司；F-7000熒光光度計 日本日立公司；TG16臺式離心機(jī) 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；HH-1智能型數(shù)顯恒溫油浴槽、HH-S2恒溫水浴鍋 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 藜麥多肽美拉德產(chǎn)物（QP-MRPs）的制備

1.3.1.1 糖種類的選擇

將藜麥多肽配制為20 mg/mL的溶液，用1 mol/L NaOH或1 mol/L HCl 調(diào)節(jié)pH至8，分別加入核糖、果糖、木糖、葡萄糖，肽糖比為2∶1，在120 ℃下反應(yīng)120 min，取出后用冰水快速冷卻，然后離心（4 500 r/min，8 min）后，測定上清液的抗氧化指標(biāo)。

1.3.1.2 肽糖比的選擇

將藜麥多肽配制為20 mg/mL的溶液，用1 mol/L NaOH或1 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至8，肽糖比分別為1∶3、1∶2、1∶1.5、1.5∶1、2∶1、3∶1，在120 ℃下反應(yīng)120 min，取出后用冰水快速冷卻，然后離心（4 500 r/min，8 min）后，測定上清液的抗氧化指標(biāo)。

1.3.1.3 pH值的選擇

將藜麥多肽配制為20 mg/mL的溶液，用1 mol/L NaOH或1 mol/L HCl分別調(diào)節(jié)pH為6，7，8，9，10，11，肽糖比為2∶1，在120 ℃下反應(yīng)120 min，取出后用冰水快速冷卻，然后離心（4 500 r/min，8 min）后，測定上清液的抗氧化指標(biāo)。

1.3.1.4 溫度的選擇

將藜麥多肽配制為20 mg/mL的溶液，用1 mol/L NaOH或1 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至8，肽糖比為2∶1，分別在90，100，110，120，130，140 ℃下反應(yīng)120 min，取出后用冰水快速冷卻，然后離心（4 500 r/min，8 min）后，測定上清液的抗氧化指標(biāo)。

1.3.1.5 時間的選擇

將藜麥多肽配制為20 mg/mL的溶液，用1 mol/L NaOH或1 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至8，肽糖比為2∶1，在120 ℃下分別反應(yīng)40，80，120，160，200，240 min，取出后用冰水快速冷卻，然后離心（4 500 r/min，8 min）后，測定上清液的抗氧化指標(biāo)。

1.3.2 QP-MRPs紫外吸收光譜的測定

1.3.2.1 294 nm紫外吸收光譜的測定

在10 mL離心管中加入200 μL QP-MRPs。加入去離子水7.8 mL，混勻后采用紫外分光光度計檢測其在294 nm處的吸光度。以去離子水作為空白組。

1.3.2.2 420 nm紫外吸收光譜的測定

在10 mL離心管中加入200 μL QP-MRPs。加入去離子水5.8 mL，混勻后采用紫外分光光度計檢測其在420 nm處的吸光度。以去離子水作為空白組。

1.3.3 QP-MRPs內(nèi)源熒光光譜的測定

將QP-MRPs稀釋50倍，使用熒光分光光度計測定QP-MRPs的內(nèi)源熒光光譜，以去離子水作為空白組。測定參數(shù)：掃描方式為掃描發(fā)射，激發(fā)波長設(shè)定為290.0 nm，發(fā)射波長范圍為300.0～450.0 nm。激發(fā)狹縫寬度為2.5 nm，發(fā)射狹縫寬度為2.5 nm，掃描速度為2 400 nm/min，光電管負(fù)高壓為700 V，響應(yīng)速度為0.1 s。

1.3.4 QP-MRPs清除DPPH·能力的測定

在5 mL離心管中加入200 μL稀釋30倍的QP-MRPs，以去離子水作為空白組。加入1 mL 0.5 mmol/L 的DPPH溶液，混勻后檢測30 min，用WINEPR-Processing計算積分值（積分區(qū)間：3 450.0～3 525.0 G），DPPH自由基清除率計算公式如下：

DPPH自由基清除率（%）=Ac－AsAc×100%。

式中：Ac為空白組的積分值；As為試驗組的積分值。

1.3.5 QP-MRPs清除·OH能力的測定

在1.5 mL離心管中加入20 μL DMPO、420 μL水、20 μL 10 mmol/L 硫酸亞鐵、20 μL稀釋30倍的QP-MRPs，空白組為去離子水。加入20 μL 50 mmol/L H2O2，混勻后檢測30 min，用WINEPR-Processing計算積分值（積分區(qū)間：3 450.0～3 525.0 G），·OH清除率計算方法同上。

1.3.6 均勻試驗因素水平設(shè)計

以肽糖比、反應(yīng)pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間為因素，以DPPH·清除率為考察指標(biāo)。均勻試驗表見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖種類單因素試驗

美拉德反應(yīng)前期，羰基與氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生酮、醛等小分子物質(zhì)。此類物質(zhì)屬于反應(yīng)中間產(chǎn)物，在294 nm處有紫外吸收。而反應(yīng)后期則會產(chǎn)生一些類黑精等復(fù)雜大分子物質(zhì)。此類物質(zhì)屬于終產(chǎn)物，在420 nm處有紫外吸收。糖種類是影響美拉德反應(yīng)的因素之一，選擇4種糖（核糖、果糖、木糖、葡萄糖）分別與藜麥多肽溶液反應(yīng)。由圖1中A可知，4種QP-MRPs在294 nm和420 nm處的吸光度均大于熱降解產(chǎn)物，初步說明4種糖都參與反應(yīng)產(chǎn)生了QP-MRPs，但4種QP-MRPs的吸光度各有不同。在294 nm和420 nm處，核糖、木糖產(chǎn)生的QP-MRPs均具有較高的吸光度，而果糖、葡萄糖產(chǎn)生的QP-MRPs的吸光度相對較低。這可能因為是木糖、核糖為五碳糖，碳鏈與果糖、葡萄糖相比更短，反應(yīng)位阻更小，導(dǎo)致反應(yīng)速度更快，形成更多中間產(chǎn)物和類黑精等大分子物質(zhì)[20]。由圖1中B可知，修飾后得到的QP-MRPs的熒光強(qiáng)度低于熱降解產(chǎn)物，木糖和核糖的修飾產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度相比果糖和葡萄糖的要低?？赡苁蔷哂袩晒獾亩嚯?、氨基酸被修飾后形成了大分子物質(zhì)，其熒光信號被阻斷，導(dǎo)致產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度下降[21]。

由圖2可知，在EPR波譜圖中，熱降解產(chǎn)物的DPPH·和·OH的波譜信號最強(qiáng)，說明熱降解產(chǎn)物對DPPH·和·OH的清除率最低。4種糖反應(yīng)產(chǎn)生的QP-MRPs對DPPH·和·OH的清除率都比熱降解產(chǎn)物的高，在EPR波譜圖中呈現(xiàn)較弱的DPPH·和·OH波譜信號，說明4種QP-MRPs中都含有更多的抗氧化性物質(zhì)。其中木糖和核糖反應(yīng)產(chǎn)生的QP-MRPs，其DPPH·和·OH的波譜信號顯著弱于果糖和葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)生的QP-MRPs，說明木糖和核糖修飾的QP-MRPs對DPPH·和·OH具有較強(qiáng)的清除作用，強(qiáng)于果糖和葡萄糖產(chǎn)生的QP-MRPs。有研究表明木糖參與美拉德反應(yīng)可生成較多具有抗氧化性的雜環(huán)類產(chǎn)物，因此采用木糖進(jìn)行后續(xù)單因素試驗[22]。

2.2 肽糖比單因素試驗

美拉德反應(yīng)會受到底物濃度的影響，適合的肽糖比有利于糖和多肽分子之間碰撞反應(yīng)[23]。

由圖3中A可知，提高肽糖比，QP-MRPs的吸光度也上升，當(dāng)肽糖比在1∶3～1∶1.5之間時，提高肽糖比，QP-MRPs的吸光度上升較快。當(dāng)肽糖比提高到1.5∶1后，提高肽糖比，吸光度上升速度減緩，當(dāng)肽糖比為2∶1和3∶1時差異較小，可能是底物濃度逐漸飽和，參與反應(yīng)的多肽不再大幅增加，再提高多肽比例對反應(yīng)的影響相對較小[24]。由圖3中B可知，熒光強(qiáng)度隨肽糖比的提高而下降，肽糖比為1∶3時，熒光強(qiáng)度最高，肽糖比提高至1∶2后熒光強(qiáng)度大幅下降，繼續(xù)提高肽糖比，熒光強(qiáng)度則有不同程度的下降。

由圖4可知，反應(yīng)體系中肽糖比在1∶3～1.5∶1區(qū)間內(nèi)，隨著肽糖比的提高，DPPH·和·OH的波譜信號逐漸減弱，表明QP-MRPs對DPPH·和·OH的清除率也隨之提高，說明提高體系中多肽的比例有利于糖和多肽之間碰撞發(fā)生羰氨縮合，促進(jìn)美拉德反應(yīng)，并生成抗氧化性物質(zhì)[25]。

2.3 pH單因素試驗

由圖5中A可知，反應(yīng)體系pH上升，反應(yīng)速度加快，QP-MRPs在294 nm和420 nm處的吸光度升高。pH為6時多肽溶液開始出現(xiàn)少量沉淀，可能是該pH比較接近藜麥多肽的等電點(diǎn)，分子間排斥作用減弱，疏水相互作用增大[26]，因此參與反應(yīng)的多肽減少，導(dǎo)致產(chǎn)物減少，吸光度較低。體系pH在7～11區(qū)間，產(chǎn)物的吸光度緩慢提高。體系pH為11時吸光度最高。由圖5中B可知，pH上升使產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度快速下降，說明pH值提高有利于美拉德修飾，結(jié)合QP-MRPs的DPPH·和·OH清除率發(fā)現(xiàn)，熒光強(qiáng)度較低的QP-MRPs清除率更高。

由圖6可知，美拉德反應(yīng)體系的pH值對反應(yīng)速度有顯著影響。pH過低會導(dǎo)致氨基質(zhì)子化，適宜的pH有利于中間產(chǎn)物進(jìn)一步反應(yīng)形成類黑精等終產(chǎn)物[27]。在EPR波譜圖中，pH增大，DPPH·和·OH的波譜信號減弱，表明QP-MRPs對DPPH·和·OH的清除率逐漸提高，說明提高反應(yīng)體系的pH有利于美拉德反應(yīng)的發(fā)生[28]。

2.4 溫度單因素試驗

由圖7中A可知，隨著溫度的上升，QP-MRPs的吸光度逐漸上升，說明隨著反應(yīng)溫度的上升，美拉德反應(yīng)的速度加快。在90～100 ℃條件下，QP-MRPs在294 nm和420 nm處的吸光度顯著低于其他組，說明在溫度較低的情況下，美拉德反應(yīng)較難發(fā)生[29]。當(dāng)溫度達(dá)到130～140 ℃區(qū)間時，QP-MRPs的吸光度上升速度有所減緩。由圖7中B可知，隨著溫度的上升，QP-MRPs的熒光強(qiáng)度下降，表明溫度的升高有利于進(jìn)一步修飾藜麥多肽，同時溫度升高還會使波長發(fā)生紅移，140 ℃組與90 ℃組的熒光光譜相比，發(fā)射波長紅移了5 nm，可能是QP-MRPs中的熒光產(chǎn)物逐漸向有色產(chǎn)物轉(zhuǎn)變[30]。

由圖8可知，反應(yīng)溫度對產(chǎn)物的抗氧化活性有顯著影響，在90～100 ℃條件下，通過EPR測得DPPH·和·OH的波譜信號較強(qiáng)，表明QP-MRPs的抗氧化活性相對較弱，而隨著反應(yīng)溫度的升高，DPPH·和·OH的波譜信號逐漸減弱，表明QP-MRPs對DPPH·和·OH的清除率逐漸升高，說明隨著溫度的升高，美拉德反應(yīng)的速度隨之加快，產(chǎn)生的抗氧化物質(zhì)（如雜環(huán)類化合物、類黑精等）的量逐漸增多[31]。

2.5 時間單因素試驗

由圖9中A可知，隨著反應(yīng)時間的增加，QP-MRPs的吸光度逐漸上升。在40～120 min區(qū)間，QP-MRPs在294 nm和420 nm處的吸光度均快速上升，而在160～240 min區(qū)間，產(chǎn)物在294 nm處的吸光度上升速度減緩，而在420 nm處的吸光度上升速度比294 nm處更快一些?？赡苁乔捌诜磻?yīng)已經(jīng)生成了較多的中間產(chǎn)物，在后期反應(yīng)中，中間產(chǎn)物生成速度減緩，并且有部分中間產(chǎn)物進(jìn)一步反應(yīng)生成了大分子物質(zhì)。由圖9中B可知，修飾時間延長會致使QP-MRPs的熒光強(qiáng)度下降，并發(fā)生紅移（240 min組相對40 min組紅移了5 nm）。

由圖10可知，隨著反應(yīng)時間的延長，通過EPR測得DPPH·和·OH的波譜信號逐漸下降，表明QP-MRPs對DPPH·和·OH的清除率快速提高，說明美拉德修飾時間的延長有利于產(chǎn)生更多的抗氧化活性物質(zhì)，提高QP-MRPs對自由基的清除能力[32]。

2.6 均勻試驗結(jié)果

為了進(jìn)一步探討肽糖比、反應(yīng)pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間4個因素對QP-MRPs抗氧化活性的影響，以DPPH·考察指標(biāo)設(shè)計均勻試驗，結(jié)果見表2。

利用Mathematics 9.0軟件分析得出：

ln[1]：= << Statistics`LinearRegression`

ln[2]：=data={{0.33，7，130，200，52.14}t，{0.33，10，110，160，51.05}，{0.5，7，150，80，57.02}，{0.5，10，120，40，42.42}，{0.67，6，100，240，34.31}，{0.67，9，140，160，69.48}，{1.5，6，110，120，39.49}，{1.5，9，150，40，53.19}，{2，5，130，240，56.66}，{2，8，100，200，55.46}，{3，5，140，120，47.78}，{3，8，120，80，57.49}};

ln[3]：=（regress=Regress[data，{1，x1，x2，x3，x4，x2^2，x3*x4，x3^2}，{x1，x2，x3，x4}];

Chop[regress，10^（-6）]）

Out[3]：={ParameterTable→

EstimateSETStatPValue

1476.611205.9992.313 660.081 703

X15.435 041.149 824.726 860.009 125 23

X219.195 45.854 453.278 770.030 535 9

X3-7.982 592.928 35-2.725 970.052 661 6

X4-0.915 6490.287 047-3.189 890.033 219 7

X22-0.952 1810.388 03-2.453 880.070 151 4

X3X40.008 249 370.002 296 123.592 740.022 905 8

X320.029 273 60.010 513 12.784 480.049 590 7

RSquared→0.961 637，AdjustedRSquared→0.894 502，

EstimatedVariance→9.314 48

ANOVATable→

DFSumofSqMeanSqFRatioPValue

Model7933.978133.42514.323 90.010 864 6

Error437.259 59.314 88

Total11971.237

以DPPH·清除率為考察指標(biāo)Y，肽糖比（X1）、反應(yīng)pH（X2）、反應(yīng)溫度（X3）、反應(yīng)時間（X4）為影響因素進(jìn)行回歸分析，得到回歸方程（P值為0.010 86）：Y=476.61+5.44X1+19.20X2－7.98X3－0.92X4－0.95X22－0.008 2X3X4+0.029X32。

由回歸分析的顯著性可以看出肽糖比（X1）、反應(yīng)pH（X2）、反應(yīng)時間（X4）對DPPH·的清除率具有顯著的影響，P值分別為0.009 1，0.030 5，0.033 2，反應(yīng)溫度（X3）的P值為0.052 7。影響QP-MRPs抗氧化活性的主次順序為肽糖比（X1）>反應(yīng)pH（X2）>反應(yīng)時間（X4）>反應(yīng)溫度（X3）；反應(yīng)溫度（X3）與反應(yīng)時間（X4）之間的交互作用影響顯著（P=0.022 9）。

經(jīng)過計算得到最佳優(yōu)化條件：肽糖比（X1）為1.5∶1，反應(yīng)pH（X2）為10，反應(yīng)溫度（X3）為140 ℃，反應(yīng)時間（X4）為240 min。該反應(yīng)條件下修飾的QP-MRPs抗氧化活性最強(qiáng)，理論DPPH·清除率為79.53%。在該反應(yīng)條件下修飾的QP-MRPs的DPPH·清除率為76.11%，高于各試驗值，表明該條件修飾的QP-MRPs抗氧化活性最強(qiáng)，優(yōu)化結(jié)果可靠。

2.7 美拉德修飾對藜麥多肽的影響

由圖11可知，修飾前的藜麥多肽（quinoa polypeptides，QP）抗氧化活性相對較低，DPPH·清除率和·OH清除率分別為11.44%和15.70%，抗氧化活性弱于抗壞血酸和QP-MRPs。藜麥多肽經(jīng)過修飾后，抗氧化活性得到了顯著的提升，DPPH·清除率和·OH清除率分別達(dá)到了76.11%和71.57%，可媲美同質(zhì)量濃度的抗壞血酸。

3 結(jié)論

為進(jìn)一步提高藜麥多肽的抗氧化活性，通過美拉德反應(yīng)修飾藜麥多肽。獲得了抗氧化活性更強(qiáng)的藜麥多肽美拉德產(chǎn)物（QP-MRPs）。利用紫外光譜、熒光光譜、DPPH·清除率和·OH清除率，探究了糖種類以及反應(yīng)條件對QP-MRPs的影響。核糖、木糖、葡萄糖、果糖反應(yīng)獲得的QP-MRPs均有抗氧化活性，其中核糖、木糖生成的QP-MRPs 的DPPH·清除率和·OH清除率較高，可能是因為核糖和木糖是五碳糖，碳鏈更短，反應(yīng)位阻更小。以DPPH·清除率為指標(biāo)，運(yùn)用均勻試驗設(shè)計法對條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳工藝條件為肽糖比1.5∶1、反應(yīng)pH 10、反應(yīng)溫度140 ℃、反應(yīng)時間240 min。使用木糖以優(yōu)化的最佳條件對藜麥多肽進(jìn)行修飾，QP-MRPs的DPPH·清除率為76.11%，·OH清除率為71.57%，結(jié)果表明經(jīng)過美拉德反應(yīng)修飾的藜麥多肽抗氧化活性得到了顯著提升，并且抗氧化效果與抗壞血酸相近。

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收稿日期：2023-06-14

基金項目：河南省科技攻關(guān)項目（182102110094）

作者簡介：郭浩彬（1998－），男，碩士，研究方向：食品科學(xué)與品質(zhì)安全。

*通信作者：章銀良（1963－），男，教授，博士，研究方向：食品科學(xué)與品質(zhì)安全。