美拉德反應(yīng)體系的光譜特性、抗氧化活性及評價方法.pdf

1、美拉德反應(yīng)(MR)是食品原料中的糖與氨基酸、肽、蛋白質(zhì)等物質(zhì)在熱加工和貯藏過程中自然發(fā)生的一種非酶褐變，是食品化學(xué)中最復(fù)雜的反應(yīng)過程。研究表明MR對食品的風(fēng)味和色澤等感官品質(zhì)起關(guān)鍵作用；美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(MRPs)是具有抗氧化活性的天然產(chǎn)物，在食品加工和貯藏過程中實(shí)現(xiàn)積累。食品體系的pH、水分活度、物料種類和比例、加熱溫度和時間等因素影響了MR機(jī)制、途徑、產(chǎn)物種類等。目前，國外對MR的機(jī)制、動力學(xué)、產(chǎn)物性質(zhì)、與人體健康的關(guān)系等方面做了深入

2、的研究，但是國內(nèi)很少對MR進(jìn)行系統(tǒng)研究。賴氨酸是食品中對熱敏感的氨基酸，極易發(fā)生MR，賴氨酸的MRPs廣泛的存在于各種食品體系中。本文制備了賴氨酸的美拉德反應(yīng)模擬體系和反應(yīng)產(chǎn)物，分析了體系的光譜特性、產(chǎn)物的抗氧化活性、揮發(fā)性物質(zhì)種類等；根據(jù)分析結(jié)果建立了美拉德反應(yīng)過程中抗氧化評價方法，液態(tài)乳中美拉德反應(yīng)程度的評價方法；以鱈魚皮蛋白質(zhì)為原料，探討了制備肉香味的MR的可行性。 1．制備了不同pH、加熱不同時間的賴氨酸-葡萄糖簡單MR

3、模型體系，分析了體系的紫外-可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜。結(jié)果表明，中性和酸性介質(zhì)中，反應(yīng)速率較堿性介質(zhì)要慢；產(chǎn)物種類相對較少；顏色物質(zhì)的分子量相對較低，且結(jié)構(gòu)相對簡單；堿性介質(zhì)的顏色物質(zhì)表現(xiàn)出典型的高分子量類黑素的可見吸收光譜特征，以及典型的糖基化終產(chǎn)物熒光光譜特征。中性和酸性介質(zhì)中，反應(yīng)體系的OD220nm、ODE94nm和OD360nm與時間顯著線性相關(guān)(P＜0.001)；堿性介質(zhì)中，體系的OD220nm、OD294nm在60min

4、出現(xiàn)折點(diǎn)，增長速率減緩，表明環(huán)化、聚合等反應(yīng)開始占據(jù)主要地位，反應(yīng)進(jìn)入終極階段。 以小麥蛋白質(zhì)復(fù)合酶水解產(chǎn)物為原料，配以還原糖和L-半胱氨酸，制備了產(chǎn)生肉香味的實(shí)際MR生產(chǎn)體系。分析了不同溫度-時間組合下體系的紫外-可見吸收光譜和熒光發(fā)射光譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，體系的紫外光吸收和熒光強(qiáng)度對MR程度的表征具有一致性。提示，采用簡單的紫外-可見和熒光分光光度法可對復(fù)雜的MR產(chǎn)香過程進(jìn)行實(shí)時檢測，評價反應(yīng)程度，優(yōu)化工藝參數(shù)。 2．乳品

5、中賴氨酸含量豐富，熱加工時極易發(fā)生MR，使賴氨酸不能被人體消化利用，降低乳蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。乳品受熱程度的有效評價是分析乳品品質(zhì)的可靠方法之一。現(xiàn)有的乳品受熱程度的評價方法比較費(fèi)時、費(fèi)力、且耗資較高。本文根據(jù)賴氨酸．葡萄糖MR體系以及產(chǎn)生肉香味的小麥蛋白反應(yīng)體系中紫外-可見吸收光譜分析結(jié)果，即，中性和酸性介質(zhì)中，反應(yīng)體系的OD220nm、OD294nm與時間顯著線性相關(guān)(P＜0.001)，提示可用分光光度法評價乳品受熱程度。以酪蛋白-乳

6、糖為原料，建立液態(tài)乳模擬體系，以乳工業(yè)常規(guī)處理溫度對體系加熱，分析樣品的紫外-可見吸收光譜，發(fā)現(xiàn)樣品在290nm～300nm左右有特征吸收峰。引入?yún)?shù)OD'max，即1g蛋白質(zhì)mL-1溶液在290nm～300nm最大光吸收強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)OD'max與加熱時間線性相關(guān)，表明參數(shù)OD'max可以評價樣品的受熱程度。OD’max較糠氨酸含量評價方法具有更大的適用范圍，測定過程簡便、快速，所需儀器是生產(chǎn)和研究單位常規(guī)分析設(shè)備。應(yīng)用本文所建立的方法對

7、34中商品液態(tài)乳進(jìn)行了評價，結(jié)果表明OD'max能夠快速、有效的區(qū)分產(chǎn)品的受熱程度。 3．制備了不同pH、加熱不同時間的賴氨酸-葡萄糖MRPs，分析了產(chǎn)物的抗氧化活性，特別是對銅離子的螯合作用。結(jié)果顯示，賴氨酸．葡萄糖MRPs具有一定的還原能力、DPPH自由基清除能力和銅離子螯合能力。堿性介質(zhì)產(chǎn)物活性顯著高于中性和酸性介質(zhì)(P＜0.05)；加熱時間延長，產(chǎn)物抗氧化作用增強(qiáng)。一些小分子中間體對螯合銅離子有貢獻(xiàn)，螯合銅離子使小分子物

8、質(zhì)發(fā)生電子重排，并使產(chǎn)物損失部分的還原能力和自由基清除能力。提示，賴氨酸MRPs的抗氧化作用是多方面的，部分銅離子螯合位點(diǎn)對還原能力和自由基清除能力有貢獻(xiàn)。結(jié)合美拉德反應(yīng)的光譜特性，建議了一種實(shí)際食品體系中美拉德反應(yīng)過程中產(chǎn)物抗氧化活性快速、簡便的評價方法。 4．MRPs中揮發(fā)性物質(zhì)是熱加工食品香味的主要來源之一。通過溶劑萃取-GC-MS聯(lián)用儀分析了不同pH、加熱不同時間的賴氨酸-葡萄糖MRPs中揮發(fā)性物質(zhì)種類和相對含量。經(jīng)NI

9、ST02質(zhì)譜圖庫可鑒定的揮發(fā)物種類最多有26種，包括醛、酮、呋喃、吡喃、吡啶、吡嗪和吡咯類等各種食品風(fēng)味物質(zhì)。體系pH對產(chǎn)物種類具有決定性作用：堿性介質(zhì)產(chǎn)物種類多于中性和酸性介質(zhì)；堿性環(huán)境中主要是吡嗪類物質(zhì)，中性和酸性環(huán)境主要是呋喃類物質(zhì)，特別是酸性介質(zhì)時幾乎全部是呋喃衍生物。結(jié)果從理論上提示制備肉香味MR需在酸性環(huán)境進(jìn)行，利于含硫致香物質(zhì)的產(chǎn)生和積累。本文以鱈魚皮蛋白質(zhì)的復(fù)合酶深度水解產(chǎn)物為原料，對上述理論知識進(jìn)行了簡單應(yīng)用，設(shè)計了產(chǎn)