谷滿屯，盛占武*，郝旺珺，商文婷，鄭麗麗,3，艾斌凌,3，張偉敏,*

（1.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站, 海南 ?？?570102；3.?？谑邢憬渡飳W(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?570102）

高蛋白中間水分食品貯藏過(guò)程中品質(zhì)和AGEs含量的變化

谷滿屯1,2，盛占武2,3,*，郝旺珺2，商文婷1，鄭麗麗2,3，艾斌凌2,3，張偉敏1,*

（1.海南大學(xué)食品學(xué)院，海南 ?？?570228；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站, 海南 ?？?570102；3.?？谑邢憬渡飳W(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 ?？?570102）

通過(guò)改變貯藏環(huán)境的水分活度和添加外源抗氧化劑白藜蘆醇到高蛋白食品模型體系中，評(píng)價(jià)不同白藜蘆醇用量、水分活度和貯藏時(shí)間對(duì)食品美拉德反應(yīng)程度、質(zhì)構(gòu)、顏色、可溶和不可溶性蛋白聚集等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，高蛋白食品在水分活度0.560的環(huán)境中貯藏時(shí)，美拉德反應(yīng)、硬度和不可溶性蛋白聚集呈現(xiàn)不斷增加趨勢(shì)，晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）含量較水分活度0.751時(shí)明顯增加；白藜蘆醇的添加可降低食品貯藏過(guò)程中的美拉德反應(yīng)程度，增加食品顏色的L*值，降低b*值和a*值；綜合各組測(cè)定指標(biāo)，水分活度0.751、白藜蘆醇用量500 μg/g時(shí)，30 ℃條件下貯藏的高蛋白中間水分食品模型的品質(zhì)及安全性最優(yōu)；水分遷移是導(dǎo)致高蛋白食品貯藏過(guò)程中蛋白聚集和質(zhì)地硬化的主要原因。

高蛋白中間水分食品；晚期糖基化終末產(chǎn)物；白藜蘆醇；質(zhì)地變硬；水分遷移

高蛋白中間水分食品是水分含量在10%～40%、蛋白質(zhì)含量在30%～50%、水分活度在0.5～0.9范圍的一類食品，具有加工能耗低、品質(zhì)好、口感柔軟、食用方便等優(yōu)點(diǎn)[1]。近年來(lái)，高蛋白中間水分食品的研發(fā)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，不僅用于軍用、航天以及應(yīng)急救援食品，還用于休閑和運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品[2-3]。在常溫條件下其保質(zhì)期一般為6～12 個(gè)月；對(duì)于軍事、航天以及應(yīng)急救援等特殊用途，保質(zhì)期要求達(dá)到36 個(gè)月[3]。目前，高蛋白食品發(fā)展的新趨勢(shì)是制造與傳統(tǒng)糖果營(yíng)養(yǎng)棒口味相似，且更具營(yíng)養(yǎng)、功能及保藏性的高蛋白營(yíng)養(yǎng)棒[4]。

高蛋白中間水分食品在貯藏過(guò)程中易發(fā)生美拉德反應(yīng)、水分遷移、相分離等物理和化學(xué)變化，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)質(zhì)地不斷硬化，貨架期大大縮短[2,5]。此外，在貯藏過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生晚期糖基化終末產(chǎn)物 （advanced glyca tion end products，AGEs），如營(yíng)養(yǎng)棒（6.96 mg羧甲基賴氨酸/100 g食品，1 784.38 mg羧甲基賴氨酸/kg蛋白質(zhì)，羧甲基賴氨酸為AGEs的一種）[6]。AGEs是由還原糖的羰基和蛋白質(zhì)、脂質(zhì)或核酸等的氨基反應(yīng)形成的穩(wěn)定聚合產(chǎn)物[7]。AGEs結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，大多具有交聯(lián)性、熒光性、對(duì)酶穩(wěn)定、不易被降解等特性。已鑒定的AGEs目前有20多種，包括羧甲基賴氨酸、吡咯素、交聯(lián)素、戊糖苷素等[8]，其生成途徑主要有美拉德反應(yīng)、葡萄糖氧化、脂肪過(guò)氧化和多元醇途徑[7,9]。AGEs分為內(nèi)源和外源型兩類。內(nèi)源型AGEs在體內(nèi)產(chǎn)生，其積累與一些慢性病如腎病、糖尿病等的發(fā)病機(jī)理密切相關(guān)[9]。外源型AGEs主要來(lái)源于食品與煙葉等，外源性AGEs是內(nèi)源型AGEs的重要來(lái)源[7]，可誘發(fā)多種疾病。因此，如何有效控制硬化和AGEs的產(chǎn)生是高蛋白中間水分食品貯藏過(guò)程中亟待解決的難題。

多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)可發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，適量的絡(luò)合有助于提高蛋白及其酶解物的抗氧化活性[10]。高蛋白中間水分食品品質(zhì)變硬與蛋白聚集有關(guān)[1]，而蛋白聚集又與AGEs有關(guān)，如蛋白質(zhì)在二羰基化合物如丙酮醛、乙二醛和3-脫氧葡萄糖醛酮等的作用下，生成賴氨酸二聚體[11]、精氨酸-賴氨酸聚集體[12]等蛋白交聯(lián)產(chǎn)物。Lavelli等[13]研究表明，添加茶多酚可提高中間水分蘋果 產(chǎn)品的抗氧化能力，降低產(chǎn)品中AGEs的含量，提升產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，將多酚類物質(zhì)添加到高蛋白中間水分食品中，不僅可改善食品品質(zhì)，而且還能抑制AGEs的形成。本研究通過(guò)改變貯藏環(huán)境的水分活度和添加白藜蘆醇到高蛋白中間水分食品中的方式，評(píng)價(jià)食品貯藏過(guò)程中的美拉德反應(yīng)、硬度、顏色等指標(biāo)，以期明確高蛋白中間水分食品貯藏過(guò)程中的品質(zhì)和AGEs形成的變化，為高蛋白食品的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乳清分離蛋白、葡萄糖、甘油（均為食品級(jí)）、三氯乙酸、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、考馬斯亮藍(lán)G-250、考馬斯亮藍(lán)R-250、Tris-Base（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；白藜蘆醇單體 美國(guó)Sigma公司；堿性蛋白酶 丹麥Novozymes A/S公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SPX-250B-2型恒溫生化培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；UV-1800紫外分光光度計(jì)、F-4500熒光分光光度計(jì)日本島津公司；SHA-CA數(shù)顯水浴恒溫振蕩器 常州普天儀器制造有限公司；HygroPalm AM1水分活度儀瑞士羅卓尼克公司；CR-400色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司；CT3 10K質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfi eld公司；凝膠電泳儀 美國(guó)伯樂(lè)公司；G BOX/EF2凝膠成像系統(tǒng)英國(guó)Syngene公司。

1.3 方法

1.3.1 高蛋白中間水分食品模型體系的建立

參照余園芳[1]方法。模型體系配方為乳清分離蛋白、葡萄糖、甘油和水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為45%、12.5%、30%和12.5%。制備步驟：將葡萄糖溶解于水，添加不同用量的白藜蘆醇（溶于食用乙醇），加入甘油，攪拌均勻；再加入乳清分離蛋白粉，用手揉成均勻的蛋白團(tuán)。將蛋白團(tuán)放入水分活度密閉容器中，室溫條件下平衡2 h，測(cè)定水分活度（0.552～0.600）。設(shè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照組為未添加抑制劑的蛋白團(tuán)；實(shí)驗(yàn)組分別為不同用量的白藜蘆醇AGEs抑制劑，用量梯度依次為50、200、350、500 μg/g。

1.3.2 貯藏實(shí)驗(yàn)

參照Lavelli等[13]方法。將蛋白團(tuán)放在覆有保鮮膜的自制細(xì)鐵絲架上一起放入食品保鮮盒，盒內(nèi)分別裝入飽和氯化鈉溶液（30 ℃，水分活度0.751±0.001）和飽和溴化鈉溶液（30 ℃，水分活度0.560±0.004），然后在

30 ℃條件下恒溫培養(yǎng)45 d。在貯藏期內(nèi)，根據(jù)所測(cè)指標(biāo)按期從不同水分活度的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中取樣測(cè)定。

1.3.3 美拉德反應(yīng)程度測(cè)定

樣品美拉德反應(yīng)程度的測(cè)定采用酶解比色法[14]。取250 mg蛋白團(tuán)樣品，用錫箔紙封口，放入冰箱（4 ℃）冷藏24 h，然后將樣品分別溶于10 mL pH 8的磷酸鹽緩沖溶液（10 mmol/L），磁力攪拌（轉(zhuǎn)速500 r/min）80 min，加入12 μL堿性蛋白酶，放入55 ℃水浴恒溫振蕩器中振蕩15 min。取出后加入1 mL三氯乙酸（800 g/L）溶液以沉淀蛋白和終止反應(yīng)，過(guò)濾取濾液，在420 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光度。取10 mL pH 8的磷酸鹽緩沖液（10 mmol/L）作為空白，方法與樣品液相同。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3 次。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

樣品質(zhì)構(gòu)特性用硬度衡量，選取直徑為2 mm的圓柱探頭，硬度是以此探頭用1 mm/s的速率下壓樣品高度25%的過(guò)程中測(cè)得的最大作用力來(lái)表征。測(cè)定前將所有樣品放在室溫條件下平衡2 h。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3 次。

1.3.5 色度的測(cè)定

樣品的表面顏色用色差儀測(cè)定，每個(gè)蛋白團(tuán)樣品取4 個(gè)不同位置進(jìn)行測(cè)定，記錄參數(shù)L*、a*和b*的平均值。其中L*代表明度（0表示黑色，100表示白色），a*和b*代表彩色特性，+a*表示紅色增加，-a*表示綠度增加，+b*表示黃度增加，-b*表示藍(lán)度增加。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3 次。

1.3.6 蛋白聚集的測(cè)定

不可溶性蛋白聚集的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定可溶性蛋白總量來(lái)推算[1]?？捡R斯亮藍(lán)試劑配制：稱取100 mg考馬斯G-250，溶于50 mL 95%乙醇溶液中，加入100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%的磷酸溶液，用水定容至1 000 mL。試劑常溫條件下避光保存。以乳清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白，以超純水為空白，繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線R2=0.996。取500 mg蛋白團(tuán)樣品，溶于10 mL超純水，攪拌（轉(zhuǎn)速500 r/min）80 min，隨后經(jīng)離心機(jī)（轉(zhuǎn)速4 000 r/min）離心30 min，取其上清液2 mL，加入2 mL NaN3溶液（0.5 g/L），混勻后置于冰箱冷藏（4 ℃）。測(cè)定樣品的具體過(guò)程：將制備好的樣液200 μL稀釋60 倍，取1 mL稀釋液，加入5 mL考馬斯亮藍(lán)溶液，振蕩10 s，靜置20 min，595 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光度。用60 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)蛋白液校正。以0 d的吸光度為基準(zhǔn)算出所有樣品蛋白質(zhì)的溶解率，再推導(dǎo)出不可溶性蛋白含量。

可溶性蛋白聚集的測(cè)定采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）法[15]，蛋白Marker為SDS-PAGE低分子質(zhì)量蛋白Marker（14.4～116 kU）。配制10%的分離膠和5%的濃縮膠。取500 mg蛋白團(tuán)樣品，溶于10 mL超純水，攪拌（轉(zhuǎn)速500 r/min）80 min，隨后經(jīng)離心機(jī)（轉(zhuǎn)速4 000 r/min）離心30 min，取其上清液2 mL，加入2 mL NaN3溶液（0.5 g/L），混勻后置于冰箱冷藏（4 ℃）。將凝膠電泳樣品緩沖液與樣品上清液以1∶1比例混勻，沸水浴 3 min，冰水冷卻后上樣（10 μL）。電泳結(jié)束后，取下膠版用考馬斯亮藍(lán)染色液振蕩染色4～6 h。染色結(jié)束后，倒出所有染色液，倒入脫色液脫色，直至膠版上的條帶清晰。脫色結(jié)束后的膠版進(jìn)行拍照，放在含有10%的甘油保護(hù)液中保存。

1.3.7 AGEs含量的測(cè)定

蛋白團(tuán)樣品中AGEs含量測(cè)定采用熒光光譜法[16]。取500 mg蛋白團(tuán)樣品，溶于10 mL超純水，攪拌（轉(zhuǎn)速500 r/min）80 min，樣品離心30 min后，取4 mL上清液凍藏（-20 ℃）。在激發(fā)波長(zhǎng)370 nm、發(fā)射波長(zhǎng)440 nm，狹縫寬度為5 nm條件下，用熒光分光光度計(jì)測(cè)定處理后各樣品液的熒光度，以熒光度表示AGEs含量。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3 次。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，并以各組數(shù)據(jù)平均值作圖，且作出相應(yīng)的誤差線。用SPSS 19.0軟件進(jìn)行顯著差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 美拉德反應(yīng)程度的變化

圖1 食品模型在水分活度0.751（a）和水分活度0.560（b）貯藏過(guò)程中美拉德反應(yīng)程度的變化Fig. 1 Time courses of Maillard reaction in model food system during storage at aw= 0.751 (a) and aw= 0.560 (b)

由圖1所示，不同水分活度條件下貯藏的樣品，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組吸光度逐漸升高，并在28 d后

呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。其中，水分活度0.751時(shí)，對(duì)照組及白藜蘆醇用量為500 μg/g的實(shí)驗(yàn)組在第45天的吸光度分別為0.085±0.002、0.070±0.003，而同一貯藏時(shí) 間，水分活度0.560的相應(yīng)各組的吸光度分別為0.119±0.002和0.087±0.002，即水分活度0.560貯藏的樣品吸光度顯著高于水分活度0.751（P＜0.05），表明其美拉德反應(yīng)較為劇烈，這一結(jié)果與Malec等[17]研究結(jié)果一致，即在溫度恒定的條件下，水分活度在0.52附近的美拉德反應(yīng)速率高于其他水分活度（0.33、0.43、0.69、0.85和0.98）。Pereyra等[18]研究表明水分活度會(huì)對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)生影響，主要是由于不同水分活度對(duì)反應(yīng)物產(chǎn)生了不同的集中或擴(kuò)散作用所致。從圖1可以看出，樣品在貯藏21 d后，實(shí)驗(yàn)組樣品的吸光度比對(duì)照組低，說(shuō)明在貯藏后期白藜蘆醇對(duì)食品中美拉德反應(yīng)的抑制效果開(kāi)始顯現(xiàn)，且隨著用量增加抑制效果增強(qiáng)，這可能是由于貯藏后期屬于美拉德反應(yīng)的高級(jí)階段，白藜蘆醇具有清除乙二醛、甲基乙二醛和3-脫氧葡萄糖醛酮等活性羰基化合物的能力[19]，進(jìn)而抑制了美拉德反應(yīng)。

2.2 食品硬度的變化

圖2 食品模型在水分活度0.751（a）和水分活度0.560（b）貯藏過(guò)程中質(zhì)構(gòu)的變化Fig. 2 Changes in the hardness of model food system during storage at aw= 0.751 (a) and aw= 0.560 (b)

高蛋白食品在貯藏過(guò)程中會(huì)因小分子物質(zhì)遷移、相分離及蛋白質(zhì)聚集等作用不斷發(fā)生硬化[1]。如圖2所示，樣品在兩種不同水分活度條件貯藏過(guò)程中，硬度變化各異。在水分活度0.560的環(huán)境下，樣品硬 度較高，這與其美拉德反應(yīng)結(jié)果一致，即美拉德反應(yīng)越劇烈，賴氨酸二聚體、精氨酸-賴氨酸聚集體等蛋白共價(jià)交聯(lián)產(chǎn)物越多[11-12]，導(dǎo)致蛋白聚集進(jìn)而使食品的硬度增強(qiáng)。水分活度0.751貯藏的樣品，除美拉德反應(yīng)的影響外，高水分活度環(huán)境為其提供了吸附周邊水分的機(jī)會(huì)，使因甘油等小分子發(fā)生遷移而變硬的蛋白團(tuán)逐漸軟化[20]。不同水分活度貯藏的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組樣品間的硬度差異較小，這可能是由于小分子遷移引起的體系結(jié)構(gòu)改變是高蛋白食品貯藏初期發(fā)生硬化的主要原因[21]，而非美拉德反應(yīng)?？梢?jiàn)，貯藏環(huán)境的水分活度對(duì)食品硬度影響較大，添加抗氧化劑對(duì)食品硬度的影響較小。

2.3 食品顏色的變化

圖3 食品模型在不同水分活度條件下貯藏過(guò)程中色度的變化Fig. 3 Changes in the chroma of model food system during storage at different water activities

由圖3a1、3a2所示，不同水分活度條件貯藏的樣品，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)亮度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)組樣品的L*值比對(duì)照組高，且隨著白藜蘆醇用量的增加L*值下降幅度降低，水分活度對(duì)L*值無(wú)明顯影響。樣品的a*值變化則呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)（圖3b1、3b2），貯藏前期a*值逐漸降低主要是由于美拉德反應(yīng)初始階段生成了大量無(wú)色的反應(yīng)中間體所致[22]；隨著美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，各組蛋白團(tuán)a*值不斷上升，這與美拉德反應(yīng)后期生成的產(chǎn)物類黑素有關(guān)[23]；從添加白藜蘆醇的抑制效果看，實(shí)驗(yàn)組樣品的a*值普遍比對(duì)照組低，這也印證了樣品的美拉德反應(yīng)在一定程度上得到了抑制的結(jié)果。樣品b*值的變化趨勢(shì)（圖3c1、3c2）與a*值變化趨勢(shì)相同。由此可見(jiàn)，高蛋白食品在貯藏過(guò)程中，通過(guò)添加抗氧化劑可以在一定程度上提高食品的L*值，降低食品的a*值和b*值，貯藏環(huán)境的水分活度對(duì)食品顏色影響較小。

2.4 食品中不可溶性蛋白聚集的變化

圖4 食品模型在水分活度0.751（a）和水分活度0.560（b）貯藏過(guò)程中不可溶性蛋白聚集的變化Fig. 4 Changes in insoluble protein aggregates of model food system during storage at aw= 0.751 (a) and aw= 0.560 (b)

蛋白聚集是蛋白質(zhì)通過(guò)巰基/二硫鍵交換重組和非共價(jià)鍵作用的自聚集交聯(lián)，美拉德反應(yīng)以及小分子遷移、相分離等物理作用引起的聚集[24]。如圖4所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品中不可溶性蛋白含量均呈上升趨勢(shì)，表明隨著美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，蛋白質(zhì)大分子之間通過(guò)共價(jià)交聯(lián)（非二硫鍵）形成了大量的蛋白聚集體[22]。其中，第45天對(duì)照組在水分活度0.751時(shí)的不可溶性蛋白含量為（27.83±0.40）%，與該組在水分活度0.560時(shí)的不可溶性蛋白含量（25.12±0.53）%相比有顯著性差異（P＜0.05），即樣品在水分活度0.751時(shí)所含的不可溶性蛋白含量較水分活度0.560時(shí)的高。這與其美拉德反應(yīng)程度相反，說(shuō)明在貯藏過(guò)程中不可溶性蛋白的聚集主要是小分子遷移、相分離等物理作用引起的聚集，其次是美拉德反應(yīng), 該結(jié)果與張靚等[21]研究高蛋白食品體系質(zhì)地硬化的結(jié)論一致。添加白藜蘆醇的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，不可溶性蛋白含量無(wú)明顯差異，表明抗氧化劑的添加對(duì)蛋白聚集沒(méi)有影響，蛋白聚集會(huì)導(dǎo)致食品質(zhì)地變硬，這也進(jìn)一步印證了添加抗氧化劑不改變高蛋白食品貯藏過(guò)程中硬度的結(jié)論。

2.5 食品 中可溶性蛋白聚集的變化

高蛋白食品模型的可溶性蛋白聚集采用SDS-PAGE測(cè)定，如圖5所示，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酪蛋白/乳球蛋白二聚體條帶呈現(xiàn)上移和逐漸變寬的趨勢(shì)，說(shuō)明蛋白糖基化反應(yīng)導(dǎo)致更大分子質(zhì)量蛋白的產(chǎn)生，如乳白蛋白二聚體的生成[1]，這主要是由于蛋白糖基化反應(yīng)具有隨機(jī)和非均一性，還原糖隨機(jī)與蛋白潛在的糖基化位點(diǎn)鏈接，從而形成非糖基化和糖基化程度不同的蛋白所致[23]。各組樣品的乳球蛋白和乳白蛋白條帶不斷變淺，同時(shí)在膠版上方觀察到可溶性高分子質(zhì)量蛋白聚集體（*）的產(chǎn)生，表明部分乳球蛋白和乳白蛋白參與了可溶性蛋白聚集體的形成并發(fā)生了交聯(lián)[25]。由此可見(jiàn)，美拉德反應(yīng)可導(dǎo)致高蛋白中間水分食品質(zhì)構(gòu)變硬，反應(yīng)初期影響較小，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蛋白發(fā)生糖基化修飾并通過(guò)共價(jià)鍵形成高分子質(zhì)量的聚集體，從而使蛋白質(zhì)構(gòu)變硬；而貯藏過(guò)程中的水分活度和抗氧化劑的添加對(duì)高蛋白食品中可溶性蛋白聚集的影響較小。

2.6 食品中AGEs含量的變化

圖5 食品模型貯藏過(guò)程中可溶性蛋白聚集的變化Fig. 5 Gel electrophoresis of soluble protein fractions in model food systems

圖6 食品模型在水分活度0.751（a）和水分活度 0.560（b）貯藏過(guò)程中AGEs含量變化Fig. 6 Changes in AGEs content of model food system during storage at aw= 0.751 (a) and aw= 0.560 (b)

食源性AGEs是體內(nèi)AGEs的重要來(lái)源，降低食品中AGEs的暴露量，可以有效防范其對(duì)人體構(gòu)成危害[9]。高蛋白中間水分食品貯藏過(guò)程中的AGEs含量變化如圖6所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各組樣品的AGEs含量均呈現(xiàn)先降后增的趨勢(shì)，在水分活度0.751貯藏樣品的AGEs含量下降較為明顯。高蛋白食品在貯藏過(guò)程中，前期是由乳清蛋白的氨基酸和葡萄糖通過(guò)親和加成反應(yīng)，形成可逆的席夫堿，席夫堿再發(fā)生Amadori重排形成穩(wěn)定的酸胺類產(chǎn)物，這些早期糖基化產(chǎn)物大多不具有熒光性質(zhì)，加之蛋白質(zhì)本身含有一些具有熒光性質(zhì)的氨基酸，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，氨基酸含量不斷下降，導(dǎo)致測(cè)定的AGEs含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[7,9]。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，Amadori產(chǎn)物經(jīng)過(guò)緩慢的脫氧、氧化和重排反應(yīng)產(chǎn)生活性羰基化合物，如丙酮醛、乙二醛等[7]，活性羰基化合物再與蛋白質(zhì)的自由氨基、巰基等反應(yīng)[26]，最終形成穩(wěn)定的AGEs，這就導(dǎo)致貯藏至28 d以后，樣品中AGEs的含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。水分活度對(duì)樣品中AGEs含量的影響結(jié)果與其美拉德反應(yīng)程度一致，在水分活度0.560貯藏的樣品，其美拉德反應(yīng)速率快，因此AGEs含量也相對(duì)較高。添加白藜蘆醇雖然未曾從根本上改變AGEs含量變化趨勢(shì)，但從實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的AGEs含量可以看出，隨著白藜蘆醇劑量的增加，AGEs含量普遍存在下降趨勢(shì)，這可能與白藜蘆醇清除Amadori產(chǎn)物重排過(guò)程中的活性羰基化合物有關(guān)[19,27]。

3 討 論

高蛋白食品的品質(zhì)主要受貯藏過(guò)程中水分遷移、相分離等物理變化和美拉德反應(yīng)、脂肪氧化等化學(xué)變化的影響，質(zhì)地硬化是目前困擾其發(fā)展的突出問(wèn)題[21,25]。硬化形成的機(jī)理主要有糖結(jié)晶、蛋白質(zhì)聚集和水分遷移[21]。本研究結(jié)果顯示，貯藏環(huán)境的水分活度影響高蛋白食品的硬度，提高水分活度可阻止食品質(zhì)地變硬。Loveday等[24]研究也表明，高蛋白食品中質(zhì)地硬化是由于水分從蛋白質(zhì)向葡萄糖和甘油遷移所致。因此，高蛋白食品在貯藏過(guò)程中水分在食品內(nèi)部不同組分/區(qū)域間會(huì)發(fā)生遷移運(yùn)動(dòng)和重新分布。貯藏過(guò)程中的美拉德反應(yīng)導(dǎo)致顏色的變化，但對(duì)硬度影響不大，表明水分遷移是貯藏過(guò)程中引

起蛋白聚集的主要原因；添加白藜蘆醇對(duì)食品的顏色和美拉德反應(yīng)程度雖有一定程度的改善，但對(duì)食品硬度沒(méi)有影響，由此可以推斷水分遷移是高蛋白食品體系貯藏過(guò)程中質(zhì)地變硬的主要原因。

外源抗氧化劑的添加可抑制食品中AGEs的形成，如竹葉抗氧化物、迷迭香提取物、茶多酚添加到曲奇[28]，槲皮素、阿魏酸和硫胺素添加至油炸麻花[29]，其作用機(jī)理主要是基于添加物的抗氧化活性，作用方式是通過(guò)清除美拉德反應(yīng)生成的活性羰基化合物[28-29]，進(jìn)而抑制了AGEs的形成。白藜蘆醇是公 認(rèn)的抗氧劑，美國(guó)將其作為膳食補(bǔ)充劑，日本將其作為食品添加劑[30]。本研究結(jié)果顯示，添加白藜蘆醇可抑制高蛋白食品貯藏過(guò)程中的美拉德反應(yīng)和減少AGEs的產(chǎn)生，其作用效果與添加量有關(guān)。我國(guó)市售虎杖提取物中白藜蘆醇含量在10%～98%不等，價(jià) 格與其他抗氧劑相當(dāng)，后續(xù)可將其添加至食品體系中滿足大量應(yīng)用的需求。然而，對(duì)于白藜蘆醇是否也通過(guò)清除乙二醛、丙酮醛等活性羰基化合物方式阻斷高蛋白食品中AGEs的產(chǎn)生，及其對(duì)乳清蛋白的糖基化作用位點(diǎn)和蛋白結(jié)構(gòu)的影響仍需要進(jìn)一步的深入研究。

4 結(jié) 論

高蛋白食品在水分活度0.560的環(huán)境中貯藏時(shí)，美拉德反應(yīng)程度、硬度和不可溶性蛋白聚集呈現(xiàn)不斷增加趨勢(shì)，AGEs的含量較水分活度0.751時(shí)明顯增加，而水分活度對(duì)食品貯藏過(guò)程中的顏色、可溶性蛋白聚集的影響較小。外源抗氧化劑-白藜蘆醇的添加可降低食品貯藏過(guò)程中的美拉德反應(yīng)程度，增加食品的L*值，降低b*值、a*值，而對(duì)食品的硬度、可溶性蛋白和不可溶性蛋白聚集影響較小。綜合所測(cè)指標(biāo)，水分活度0.751、白藜蘆醇用量500 μg/g時(shí)，更有利于改善高蛋白中間水分食品模型在30 ℃條件下貯藏的品質(zhì)及安全性。高蛋白食品在貯藏過(guò)程中水分在食品內(nèi)部不同組分/區(qū)域間會(huì)發(fā)生遷移運(yùn)動(dòng)和重新分布，水分遷移是導(dǎo)致高蛋白食品貯藏過(guò)程中蛋白聚集和質(zhì)地硬化的主要原因。

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Changes in Quality and Advanced Glycation End Products Contnet of Intermediate Moisture Foods Containing High Protein during Storage

GU Mantun1,2, SHENG Zhanwu2,3,*, HAO Wangjun2, SHANG Wenting1, ZHENG Lili2,3, AI Binling2,3, ZHANG Weimin1,*
(1. College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China; 2. Haikou Experimental Station, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou 570102, China; 3. Haikou Key Laboratory of Banana Biology, Haikou 570102, China)

This study aimed to evaluate the effect of antioxidant and storage conditions with different water activities (aw) on intermediate moisture foods (IMFs) containing high protein. A model system consisting of resveratrol was established. The degree of Maillard reaction, texture, color, insoluble protein aggregates, soluble protein aggregation and other indexes of the samples under different conditions of resveratrol concentration, water activity and storage time were investigated. The results indicated that the degree of Maillard reaction, insoluble protein aggregates, advanced glycation end products (AGEs) concentration and hardness of high-protein IMFs stored at a water activity of 0.560 were higher than those at water activity 0.751. The Maillard reaction of the model system with added resveratrol was inhibited, the color value L* was increased, and the color values b* and a* were decreased. Overall, at 30 ℃, the safety and quality of IMFs food model turned out to be the best when the concentration of resveratrol was added at 500 μg/g and water activity was 0.751. Moisture migration induced microstructure changes and decreased molecular mobility, which was the key factor that causes the aggregation of protein and hardening of high-protein IMFs during storage.

intermediate moisture foods containing high protein; advanced glycation end products; resveratrol; hardening of foods; moisture migration

10.7506/spkx1002-6630-20161040

TS201.4

A

1002-6630（2016）10-0232-08

谷滿屯, 盛占武, 郝旺珺, 等. 高蛋白中間水分食品貯藏過(guò)程中品質(zhì)和AGEs含量的變化[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(10): 232-239. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610040. http://www.spkx.net.cn

GU Mantun, SHENG Zhanwu, HAO Wangjun, et al. Changes in quality and advanced glycation end products contnet of intermediate moisture foods containing high protein during storage[J]. Food Science, 2016, 37(10): 232-239. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610040. http://www.spkx.net.cn

2015-09-17

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31201303）；海南省應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（ZDXM2014104）

谷滿屯（1991—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物的研究與開(kāi)發(fā)。E-mail：gumantunde163@163.com

*通信作者：盛占武（1981—），男，副研究員，博士研究生，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物化學(xué)。E-mail：shengzhanwu100@163.com張偉敏（1979—），男，副教授，碩士，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量安全。E-mail：zhwm1979@163.com