美拉德反應體系的光譜特性、抗氧化活性及評價方法.pdf

1、美拉德反應(MR)是食品原料中的糖與氨基酸、肽、蛋白質等物質在熱加工和貯藏過程中自然發(fā)生的一種非酶褐變，是食品化學中最復雜的反應過程。研究表明MR對食品的風味和色澤等感官品質起關鍵作用；美拉德反應產物(MRPs)是具有抗氧化活性的天然產物，在食品加工和貯藏過程中實現積累。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機制、途徑、產物種類等。目前，國外對MR的機制、動力學、產物性質、與人體健康的關系等方面做了深入

2、的研究，但是國內很少對MR進行系統(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模擬體系和反應產物，分析了體系的光譜特性、產物的抗氧化活性、揮發(fā)性物質種類等；根據分析結果建立了美拉德反應過程中抗氧化評價方法，液態(tài)乳中美拉德反應程度的評價方法；以鱈魚皮蛋白質為原料，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。結果表明，中性和酸性介質中，反應速率較堿性介質要慢；產物種類相對較少；顏色物質的分子量相對較低，且結構相對簡單；堿性介質的顏色物質表現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物熒光光譜特征。中性和酸性介質中，反應體系的OD220nm、ODE94nm和OD360nm與時間顯著線性相關(P＜0.001)；堿性介質中，體系的OD220nm、OD294nm在60min

4、出現折點，增長速率減緩，表明環(huán)化、聚合等反應開始占據主要地位，反應進入終極階段。 以小麥蛋白質復合酶水解產物為原料，配以還原糖和L-半胱氨酸，制備了產生肉香味的實際MR生產體系。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，結果發(fā)現，體系的紫外光吸收和熒光強度對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雜的MR產香過程進行實時檢測，評價反應程度，優(yōu)化工藝參數。 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，降低乳蛋白質的營養(yǎng)價值。乳品受熱程度的有效評價是分析乳品品質的可靠方法之一。現有的乳品受熱程度的評價方法比較費時、費力、且耗資較高。本文根據賴氨酸．葡萄糖MR體系以及產生肉香味的小麥蛋白反應體系中紫外-可見吸收光譜分析結果，即，中性和酸性介質中，反應體系的OD220nm、OD294nm與時間顯著線性相關(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)現樣品在290nm～300nm左右有特征吸收峰。引入參數OD'max，即1g蛋白質mL-1溶液在290nm～300nm最大光吸收強度，發(fā)現OD'max與加熱時間線性相關，表明參數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，所需儀器是生產和研究單位常規(guī)分析設備。應用本文所建立的方法對

7、34中商品液態(tài)乳進行了評價，結果表明OD'max能夠快速、有效的區(qū)分產品的受熱程度。 3．制備了不同pH、加熱不同時間的賴氨酸-葡萄糖MRPs，分析了產物的抗氧化活性，特別是對銅離子的螯合作用。結果顯示，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。堿性介質產物活性顯著高于中性和酸性介質(P＜0.05)；加熱時間延長，產物抗氧化作用增強。一些小分子中間體對螯合銅離子有貢獻，螯合銅離子使小分子物

8、質發(fā)生電子重排，并使產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對還原能力和自由基清除能力有貢獻。結合美拉德反應的光譜特性，建議了一種實際食品體系中美拉德反應過程中產物抗氧化活性快速、簡便的評價方法。 4．MRPs中揮發(fā)性物質是熱加工食品香味的主要來源之一。通過溶劑萃取-GC-MS聯用儀分析了不同pH、加熱不同時間的賴氨酸-葡萄糖MRPs中揮發(fā)性物質種類和相對含量。經NI

9、ST02質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味物質。體系pH對產物種類具有決定性作用：堿性介質產物種類多于中性和酸性介質；堿性環(huán)境中主要是吡嗪類物質，中性和酸性環(huán)境主要是呋喃類物質，特別是酸性介質時幾乎全部是呋喃衍生物。結果從理論上提示制備肉香味MR需在酸性環(huán)境進行，利于含硫致香物質的產生和積累。本文以鱈魚皮蛋白質的復合酶深度水解產物為原料，對上述理論知識進行了簡單應用，設計了產