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美拉德反应对芝麻油氧化稳定性的影响

王楠楠  
【摘要】:美拉德反应产物(MRPs)是一种在食品加工和储存过程中生成的一类具有较强抗氧化活性的物质,目前,较多研究者认为芝麻中含有的还原糖和氨基酸在焙炒过程中生成的MRPs会增强芝麻油的氧化稳定性,但对于MRPs在芝麻油如何起抗氧化作用,还没有人对此做过系统的研究。所以本文以芝麻焙炒过程中氨基酸和还原糖的变化量以及MRPs和芝麻油氧化稳定性之间的联系为切入点,通过模拟美拉德反应过程和制备美拉德反应产物添加到芝麻油和猪油体系内,着重研究美拉德反应产物对芝麻油氧化稳定性的影响。主要研究内容及结果如下:(1)焙炒对芝麻油品质和芝麻主要成分的影响。随着焙炒温度升高时间延长,芝麻油色泽逐渐加深,酸价和脂肪酸组成均无显著性变化,过氧化值呈现出先升高后降低的趋势,氧化稳定性逐渐增强;风味物质的种类与含量发生改变。通过分析不同焙炒条件下脱脂芝麻粕中可溶性糖和氨基酸变化,初步推测焙炒芝麻中发生美拉德反应的重要氨基酸前体物质为丝氨酸、半胱氨酸、精氨酸和赖氨酸,重要可溶性糖前体物质为木糖、果糖和葡萄糖。(2)探索芝麻油本身含有的抗氧化物质与氧化稳定性的关系。通过研究不同焙炒条件下制备的芝麻油中抗氧化物质含量的差异及纯品芝麻酚对冷榨芝麻油氧化稳定性的贡献能力后,发现含量仅为13 mg/100g的芝麻酚并不是热榨芝麻油高氧化稳定性的主要原因;经相关性分析后发现MRPs与芝麻油氧化稳定性呈显著性正相关,故由此推测MRPs可能是造成焙炒后芝麻油氧化稳定性提升的重要因素。(3)模拟美拉德反应进程,探究各氨基酸和还原糖对焙炒芝麻油氧化稳定性的贡献情况。通过对各反应体系中反应物和生成物的含量进行测定后推测精氨酸、赖氨酸和还原糖发生了美拉德反应生成中间产物和褐色物质,半胱氨酸因含有巯基,羰基优先与巯基发生反应,抑制美拉德反应进行,丝氨酸主要发生自身的热降解和strecker降解反应;精氨酸和赖氨酸反应体系的自由基清除能力随着反应时间延长逐渐增强,且与褐变程度成正相关。根据反应体系中还原糖、氨基酸和自由基清除能力的变化情况推测虽然精氨酸、丝氨酸、赖氨酸、半胱氨酸在芝麻焙炒过程中损耗量最大,但造成焙炒芝麻油氧化稳定性增强和色泽加深的氨基酸主要是赖氨酸和精氨酸。(4)美拉德反应产物的制备。通过单因素实验和正交实验可知:葡萄糖-芝麻酶解蛋白反应的最佳工艺条件为:反应温度130℃,反应时间180 min,pH 6.5,糖-蛋白配比为6:1;果糖-芝麻酶解蛋白质反应的最佳工艺条件为:反应温度130℃,反应时间120 min,pH 6.5,糖-蛋白配比为10:1;木糖-芝麻酶解蛋白质最佳工艺条件为:反应温度130℃,反应时间180 min,pH 6.5,糖-蛋白配比为10:1。在最佳条件下制备的三种美拉德产物的DPPH自由基清除能力和还原能力均有一定程度提高,其中木糖-蛋白质美拉德反应产物的抗氧化活性最强。(5)采用Schaal烘箱加速氧化实验法,通过测定酸价、过氧化值、茴香胺值,探究MRPs对冷榨芝麻油氧化稳定性的影响及与其他抗氧化剂之间的相互作用类型。实验结果表明,MRPs能显著抑制冷榨芝麻油氧化生成氢过氧化物,且抗氧化效果呈现出剂量依赖性;2.0%MRPs添加量抗氧化效果最强,加速氧化20d后过氧化值、茴香胺值与空白油样相比下降了58.3%、31.8%。相比于添加到冷榨芝麻油内,MRPs在猪油体系中并未表现出良好的抗氧化活性,经相互作用分析,在猪油体系中,MRPs与芝麻酚、生育酚呈协同作用,协同价S_2%S_1%,表明MRPs和生育酚之间的协同作用尤其显著,由此推测MRPs与生育酚、芝麻酚之间的协同作用可能是导致热榨芝麻油氧化稳定性较强的重要因素。


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