抹茶對(duì)貯藏期間薏仁米脂質(zhì)氧化的影響

陳 嬋 黃 靖

(福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,福建 福州 350007)

薏仁米(coix seed)是一種優(yōu)質(zhì)的小雜糧,具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和藥用功效,素有“米中之王”的美稱[1]。相比稻米、高粱和小麥,薏仁米的脂肪含量較高,極易在貯藏期間陳化劣變,導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)流失,不良風(fēng)味產(chǎn)生[2]。脂質(zhì)氧化是導(dǎo)致薏仁米酸敗劣變的主要原因,而R·、內(nèi)源性脂肪酶和脂肪氧化酶是介導(dǎo)薏仁米脂質(zhì)氧化的主要因素[3-4]。迷迭香提取物等多酚類化合物可有效抑制薏仁米貯藏期間脂肪酸值和過(guò)氧化值的快速上升,從而延緩脂質(zhì)氧化[5]。

抹茶作為一種健康無(wú)害的天然食品添加劑,被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)[6]。抹茶是一種粉末茶,是以茶樹(shù)嫩葉為原料,經(jīng)過(guò)遮陰栽培、蒸青、冷卻、脫水、干燥、組合粉碎等多道工序制作而成[7]。抹茶能較好地保存茶葉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和活性成分,使其具有較高的營(yíng)養(yǎng)與保健價(jià)值[8]。抹茶中富含茶氨酸、茶多酚和生物堿等天然活性物質(zhì),具有較好的抗氧化和抗菌功效[9]。此外,抹茶茶粉的表面積較大,更容易附著在谷物表面,有效抑制脂質(zhì)氧化[10]。因此,抹茶可作為谷物貯藏抗脂質(zhì)氧化的潛在生物活性物質(zhì)。

目前,有關(guān)抹茶在薏仁米保鮮中的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。研究擬探究抹茶對(duì)薏仁米貯藏期間脂質(zhì)氧化的效果,比較抹茶添加量對(duì)薏仁米貯藏期間水分含量、脂肪酸值、過(guò)氧化值、丙二醛含量等各項(xiàng)指標(biāo)及菌落總數(shù)和脂質(zhì)氧化關(guān)鍵酶的演替規(guī)律,以期延長(zhǎng)薏仁米貨架期,為天然生物活性物質(zhì)在薏仁米貯藏保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

薏仁米:小白殼,貴州黔西南興仁某薏仁米種植基地(當(dāng)年產(chǎn)新鮮薏仁米);

抹茶:茂綠,浙江茶葉集團(tuán)有限公司;

苯、石油醚、三氯甲烷、乙醇、冰乙酸、硼酸、亞油酸、鹽酸、硫代巴比妥酸、可溶性淀粉、酚酞、氫氧化鉀、碘化鉀、硫代硫酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉:分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;

甲醇、正庚烷:色譜純,成都中錦隆科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高速萬(wàn)能粉碎機(jī):DFT-150型,上海壘固儀器有限公司;

電子天平:SQ-FA-2104型,蘇州順強(qiáng)機(jī)電設(shè)備有限公司;

旋渦混勻儀:Vortex-2A型,濟(jì)南博坤科學(xué)儀器有限公司;

恒溫干燥箱:DS-30H型,上海燈晟儀器科技有限公司;

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:R105050L型,鞏義市京華儀器有限責(zé)任公司;

恒溫培養(yǎng)箱:PS-3600A型,成都瑞派斯科技有限公司;

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):SH-6600型,江蘇盛奧華環(huán)?？萍加邢薰?

氣相色譜儀:GC-2010 Pro型,日本島津制作所。

1.3 方法

1.3.1 薏仁米貯藏 將新鮮薏仁米裝入7號(hào)自封袋(14 cm×20 cm)中,每袋200 g,共20袋,隨機(jī)分為4組:1組為自封袋組,不添加任何抗氧化劑;其余3組分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%,0.05%,0.08%的抹茶茶粉,分別為低、中、高劑量抹茶組,混勻后于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中貯藏4個(gè)月[5]。

1.3.2 水分及脂質(zhì)氧化各指標(biāo)測(cè)定

(1) 含水量:參照GB 5009.3—2016。

(2) 脂肪酸值:參照GB/T 5510—2011。

(3) 過(guò)氧化值:參照GB 5009.227—2016。

(4) 丙二醛:參照GB 5009.181—2016。

1.3.3 菌落總數(shù)測(cè)定 參照GB 4789.2—2016。

1.3.4 脂質(zhì)氧化關(guān)鍵酶測(cè)定

(1) 脂肪酶:參照GB/T 5523—2008。

(2) 脂肪氧化酶:根據(jù)李永富等[4]的方法提取粗酶液,參照魏林等[5,11]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 脂肪酸測(cè)定 參照GB 5009.168—2016。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 所有試驗(yàn)均重復(fù)3次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示;使用GraphPad Prism 8.0軟件繪圖;采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),字母不同表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間薏仁米含水量變化

由圖1可知,新鮮薏仁米的含水量為12.53%,表明新鮮薏仁米的貯藏時(shí)間較短,不加以貯藏則容易發(fā)生霉變,引起變質(zhì)[3]。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),各組薏仁米含水量不斷下降,其中自封袋組薏仁米含水量的下降速率較快,經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其含水量下降較慢。貯藏至4個(gè)月時(shí),自封袋組薏仁米含水量最低,僅為10.31%,低、中、高劑量抹茶組薏仁米含水量分別為10.47%,10.62%,10.66%,且顯著高于自封袋組(P<0.05)。這與魏林[5]的結(jié)論一致。因此,添加抹茶茶粉能抑制薏仁米貯藏期間含水量的降低,但存在一定的劑量依賴性,添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%,0.08%的抹茶茶粉保藏效果較好。

圖1 抹茶劑量對(duì)薏仁米含水量的影響

2.2 貯藏期間薏仁米脂肪酸值變化

由圖2可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),薏仁米脂肪酸值呈逐漸上升的趨勢(shì)。貯藏4個(gè)月后,不同劑量抹茶茶粉處理組薏仁米脂肪酸值顯著低于自封袋組(P<0.05),自封袋組和低、中、高劑量抹茶組薏仁米脂肪酸值分別為266.48,216.35,182.27,173.09 mg/100 g。這與代來(lái)鑫等[12]的研究結(jié)果具有相同趨勢(shì)。貯藏4個(gè)月后,中、高劑量組之間無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明經(jīng)不同劑量抹茶茶粉的處理能有效降低薏仁米脂質(zhì)水解速率,從而減緩脂肪酸值的升高。

圖2 抹茶劑量對(duì)薏仁米脂肪酸值的影響

2.3 貯藏期間薏仁米過(guò)氧化值變化

由圖3可知,新鮮薏仁米的過(guò)氧化值僅為33.28 mg/100 g,與魏林[5]的研究結(jié)果相似。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),各組薏仁米過(guò)氧化值均呈上升趨勢(shì),其中自封袋組薏仁米過(guò)氧化值的上升速率最快。貯藏4個(gè)月后,自封袋組薏仁米過(guò)氧化值最高,可達(dá)135.27 mg/100 g,而與自封袋組相比,低、中、高劑量抹茶組中薏仁米過(guò)氧化值分別降低了24.51%,30.77%,35.09%,均顯著低于自封袋組(P<0.05)。抹茶中含有多種天然活性物質(zhì),具有較好的抗氧化效果,可以清除超氧自由基,從而抑制脂質(zhì)氧化[6]。綜上,不同劑量抹茶茶粉處理均可在不同程度上減緩過(guò)氧化值的上升,具有劑量依賴性,添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%,0.08%抹茶茶粉的保藏效果較好。

圖3 抹茶劑量對(duì)薏仁米過(guò)氧化值的影響

2.4 貯藏期間薏仁米丙二醛含量變化

由圖4可知,薏仁米中丙二醛含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加,自封袋組丙二醛含量上升速率較快,而與自封袋組相比,經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其丙二醛含量上升較慢。貯藏4個(gè)月后,自封袋組薏仁米中丙二醛含量最高,高達(dá)0.87 μmol/g,低、中、高劑量抹茶組薏仁米中丙二醛含量比自封袋組分別降低了29.88%,44.83%,50.57%,均顯著低于自封袋組(P<0.05),與Jongberg等[13]的研究結(jié)果一致。貯藏4個(gè)月后,中、高劑量組之間無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明抹茶能夠抑制薏仁米脂質(zhì)氧化,減緩丙二醛的產(chǎn)生,避免酸敗劣變,增加薏仁米貯藏周期。

圖4 抹茶劑量對(duì)薏仁米丙二醛含量的影響

2.5 貯藏期間薏仁米菌落總數(shù)變化

新鮮薏仁米的菌落總數(shù)僅為2.67 lg(CFU/g)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),微生物生長(zhǎng)繁殖不斷加劇,其中自封袋組菌落總數(shù)增加較快,而經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其菌落總數(shù)增加較慢(見(jiàn)圖5)。貯藏4個(gè)月后,自封袋組薏仁米中菌落總數(shù)最多,為5.08 lg(CFU/g),顯著高于各處理組(P<0.05),中、高劑量抹茶組薏仁米中菌落總數(shù)分別為3.96,3.87 lg(CFU/g),二者無(wú)顯著差異(P>0.05),但顯著低于低劑量抹茶組[4.35 lg(CFU/g),P<0.05]。抹茶中含有具有抑菌的黃酮、多酚和茶堿等物質(zhì),能夠有效抑制腐敗微生物的生長(zhǎng)繁殖,從而維持薏仁米品質(zhì)[14]。

圖5 抹茶劑量對(duì)薏仁米菌落總數(shù)的影響

2.6 貯藏期間薏仁米脂肪酶和脂肪氧化酶活性變化

由圖6可知,各組薏仁米脂肪酶活性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸上升的趨勢(shì),其中自封袋組脂肪酶活性增加速率較快,而與自封袋組相比,經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其脂肪酶活性增加較慢。貯藏4個(gè)月后,自封袋組薏仁米脂肪酶活性最高,達(dá)9.76 mg/g,顯著高于各處理組(P<0.05),中、高劑量抹茶組薏仁米中脂肪酶活性分別為7.51,7.38 mg/g,二者無(wú)顯著差異(P>0.05),但顯著低于低劑量抹茶組(8.02 mg/g,P<0.05),與Yang等[15]的研究結(jié)果一致。

圖6 抹茶劑量對(duì)薏仁米脂肪酶活性的影響

脂肪氧化酶可將多不飽和脂肪酸加氧催化為氫過(guò)氧化物,且醛類物質(zhì)的產(chǎn)生量與脂肪氧化酶活性呈正相關(guān)[5,16]。脂肪氧化酶活性越高,其脂質(zhì)氧化程度越劇烈。由圖7可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),各組中薏仁米脂肪氧化酶活性均呈上升趨勢(shì)。貯藏4個(gè)月后,自封袋組薏仁米脂肪氧化酶活性為2.54 U/(g·min),是新鮮薏仁米的2.95倍,顯著高于各處理組(P<0.05),低、中、高劑量抹茶組中薏仁米脂肪氧化酶活性分別為2.07,1.81,1.75 U/(g·min),其中中、高劑量抹茶組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。這與劉小嬌等[17]的研究結(jié)果一致。綜上,抹茶可通過(guò)抑制貯藏期內(nèi)微生物生長(zhǎng)代謝,降低脂肪氧化關(guān)鍵酶的活性,具有減緩薏仁米脂質(zhì)氧化程度的作用。

圖7 抹茶劑量對(duì)薏仁米脂肪氧化酶活性的影響

2.7 貯藏前后薏仁米游離脂肪酸含量變化

由表1可知,薏仁米中檢測(cè)出棕櫚酸、油酸、亞麻酸、亞油酸和硬脂酸5種主要的脂肪酸,其中油酸和亞油酸含量最高,與Igbokwe等[1]的結(jié)論一致。貯藏4個(gè)月后,各組的脂肪酸組成不變,但含量差異較大。相比新鮮薏仁米,自封袋組薏仁米的油酸、棕櫚酸和硬脂酸含量分別增加了2.12%,3.95%,16.38%,而亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸含量分別減少了4.88%,24.64%。相比自封袋組,經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米各脂肪酸含量變化較小,尤其是中、高劑量抹茶組,二者的各脂肪酸含量更接近新鮮薏仁米,但中、高劑量組之間無(wú)顯著差異(P<0.05)。綜上,抹茶的添加有利于緩解薏仁米脂質(zhì)氧化,維持脂肪酸穩(wěn)定。

表1 抹茶劑量對(duì)薏仁米貯藏前后脂肪酸組成和含量的影響

3 結(jié)論

試驗(yàn)表明,與自封袋組相比,經(jīng)不同劑量抹茶茶粉處理均會(huì)抑制薏仁米貯藏期間脂肪酸值、過(guò)氧化值、丙二醛含量以及脂肪酶和脂肪氧化酶活性的上升,減少水分的消耗及微生物的生長(zhǎng)繁殖,游離脂肪酸組成和含量與新鮮薏仁米更相似,一定程度上抑制了薏仁米的脂質(zhì)氧化,有效延長(zhǎng)了薏仁米的貨架期。貯藏4個(gè)月后,添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%,0.08%的抹茶茶粉的保藏效果較好,二者差異較小。經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%抹茶茶粉處理的,貯藏4個(gè)月后,薏仁米中含水量和菌落總數(shù)分別為10.62%和3.96 lg(CFU/g),脂肪酸值、過(guò)氧化值和丙二醛含量分別為182.27 mg/100 g、93.64 mg/100 g和0.48 μmol/g,脂肪酶和脂肪氧化酶活性分別為7.51 mg/g和1.81 U/(g·min),有效減緩了貯藏期間薏仁米的脂質(zhì)氧化。后續(xù)將從分子水平揭示抹茶對(duì)薏仁米脂質(zhì)氧化的影響機(jī)制。