论文部分内容阅读
乳清蛋白被认为是一种优质的蛋白质资源,由于其具有较好的功能性质而被普遍应用于食品工业中。近年来研究发现,美拉德反应对蛋白及肽的抗氧化性有增强作用,并且有天然抗氧化剂高效,低毒等特点,因而在食品应用中受到广泛的关注。超声波是一种新的绿色环保的加工技术,其特有的空穴作用可产生巨大的压力、剪切力,可改变原料的特性。目前,关于超声应用于美拉德反应体系中,主要集中于蛋白质与还原糖之间的反应,而关于超声对蛋白水解物与还原糖美拉德反应体系作用的研究还报道较少。本试验以乳清分离蛋白(WPI)及其水解物(WPH)分别与半乳糖(Ga)在超声辅助水浴加热条件下发生美拉德反应,对美拉德反应的进程、美拉德反应产物的结构及抗氧化性进行研究。研究的具体内容和结果如下:(1)、将不同水解时间(0,1,2,3,4,5 h)的乳清分离蛋白水解物与糖(葡萄糖、半乳糖、乳糖、葡聚糖、低聚异麦芽糖)发生美拉德反应,以还原力为指标,确定乳清分离蛋白水解物的水解时间及还原糖的种类。结果表明,在乳清分离蛋白水解物的水解时间为3 h,还原糖为半乳糖时,其美拉德反应产物的还原力最大,为0.63。以此确定后续的水解物的水解时间及还原糖的种类。(2)、通过分析美拉德反应体系的褐变程度、中间产物、接枝度和荧光光谱结果,来研究超声时间及超声功率对美拉德反应进程的影响。结果表明:当超声功率200 W时,WPI-Ga和WPH-Ga美拉德反应褐变程度在未超声时最大,为0.24和0.29,中间产物分别在60 min及未超声时最大,为1.37和1.08;当超声时间60 min时,中间产物分别在超声功率200 W和100 W时最大,为1.37和1.10。WPI-Ga美拉德反应接枝度超声30 min最大,为20.89%,显著高于未超声处理组(P<0.05),而WPH-Ga在未超声时最大,为21.80%;超声功率对两者接枝度的影响较为复杂,两者的接枝度均在未超声时最大。荧光光谱结果显示适当的超声处理能够对WPI-Ga和WPH-Ga美拉德反应后期产物的生成有促进作用。因此,适当的超声处理对美拉德反应进程有一定的促进作用。(3)、通过分析内源荧光光谱、紫外光谱和傅里叶红外光谱,研究超声处理对WPI-Ga和WPH-Ga美拉德反应产物结构的影响。内源荧光光谱表明,随着超声时间的延长和超声功率的增加,WPI-Ga与WPH-Ga产物最大发射波长会发生红移现象,说明超声会使美拉德反应产物的结构变得松散;紫外吸收光谱表明,超声处理的WPI-Ga和WPH-Ga产物的最大吸收峰值均显著大于未超声处理组,说明超声会使疏水性残基逐渐暴露,使相应的紫外吸收值增加;红外光谱表明,糖连接到乳清分离蛋白及其水解物上,使两者的结构发生改变,同时超声作用会使美拉德反应产物的二级结构发生一定变化。因此,超声作用对美拉德产物的结构有一定的影响。(4)、通过分析还原力、ABTS+自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、羟基自由基清除能力、抗脂质氧化能力等指标,分析超声时间及超声功率对美拉德反应产物抗氧化性的影响。结果表明,WPI-Ga和WPH-Ga产物的还原力均在超声200 W、60 min时最大,为0.481和0.699,均显著高于其未超声处理组(0.419,0.622)(P<0.05)。两者的的ABTS+自由基清除能力均在超声200 W、60 min时最大,为44.85%和51.71%,显著高于其未超声处理组(38.97%,43.16%)(P<0.05)。超声功率200 W时,WPI-Ga和WPH-Ga产物的DPPH自由基清除能力在超声30 min达到最大,为54.89%和83.83%。均显著高于其未超声处理组(49.95%,73.24%)(P<0.05);超声时间60 min时,两者的DPPH自由基清除能力在400 W达到最大,为54.56%,81.08%。WPI-Ga和WPH-Ga产物的羟基自由基清除能力在超声时间60 min时最强,为93.05%和93.39%,均显著高于未超声处理组(85.70%和86.44%)(P<0.05);当超声时间60 min时,WPI-Ga和WPH-Ga产物的羟基自由基清除能力在400 W时最大,为94.59%和96.47%。WPI-Ga和WPH-Ga产物抗脂质氧化能力在超声30 min最大,为56.59%和63.71%,显著高于未超声处理组(61.15%和45.96%)(P<0.05),随着超声功率的增加,WPI-Ga产物抗脂质氧化能力在200 W时最大,为51.48%,而WPH-Ga产物抗脂质氧化能力在超声400 W时最大(65.63%)。此外,除了羟基自由基清除能力外,WPH-Ga产物的其他抗氧化指标均显著高于WPI-Ga产物(P<0.05)。与常用抗氧化剂0.1 mg/m L Vc(维生素C)和0.1 mg/m L BHA(丁基羟基茴香醚)相比,超声、200 W、60 min的WPI-Ga和WPH-Ga产物的还原力和羟基自由基清除能力显著高于Vc和BHA(P<0.05),ABTS+自由基清除能力显著高于Vc(P<0.05),但低于BHA(P<0.05);Vc的DPPH自由基清除能力最强,其次是WPH-Ga产物、BHA、WPI-Ga产物;BHA抗脂氧化能力最强,其次是WPH-Ga产物。总体来说,WPI-Ga和WPH-Ga产物表现出较好的抗氧化能力,并且超声处理组高于未超声处理组。因此,适当的超声作用会使美拉德产物的抗氧化能力有所改善。