豈玉麗,高翠竹,王際輝,2,劉玉佳,
(1.大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院,遼寧大連 116034;2.東莞理工學(xué)院化能學(xué)院科技創(chuàng)新研究院,廣東東莞 523808)
南極磷蝦(Euphausia superba),又名大磷蝦或南極大磷蝦,是地球上數(shù)量最大的單種生物資源之一[1]。南極磷蝦資源豐富[2],生物量巨大[3],生物學(xué)年可捕量達(dá)1 億噸[4]。南極磷蝦脂肪含量豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì),在不同海域、不同季節(jié)捕撈的南極磷蝦,其脂肪含量為12%~50%,且南極磷蝦多不飽和脂肪酸(PUFA)和磷脂(PL)含量極為豐富[5]。此外,南極磷蝦富含蛋白質(zhì)和氨基酸,同時(shí)含有蝦青素、甲殼素等海洋活性成分[6-8]。
熱處理是南極磷蝦產(chǎn)品深加工的必要工序,周大勇[9]發(fā)明的一種低氟南極磷蝦去殼蝦粉的制備方法中,南極磷蝦肉需經(jīng)過(guò)60~90 ℃熱處理。但熱處理也影響蝦類產(chǎn)品的品質(zhì),高翠竹等[10]發(fā)現(xiàn)經(jīng)由85 ℃溫度下熱風(fēng)處理南極磷蝦肉2 h,此條件下與未經(jīng)加熱組相比油脂過(guò)氧化值、TBA 值、酸值均顯著性增加,表明熱處理方式降低南極磷蝦肉油脂品質(zhì)。同時(shí),也有其他學(xué)者報(bào)道,不同的熱處理方法會(huì)加速消化過(guò)程中油脂的氧化,Sun 等[11]研究了不同處理方法對(duì)豬肉在人體體外消化過(guò)程中脂質(zhì)消化率和膽固醇氧化產(chǎn)物(COPs)形成的影響。分別用烤箱、煎鍋、煮沸和微波方式將豬肉餡餅加熱至內(nèi)部溫度約85 ℃,然后用體外消化模型對(duì)豬肉肉餅的消化率進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)與其他蒸煮方法相比,微波加熱消化后導(dǎo)致油脂的游離脂肪酸和硫代巴比妥酸反應(yīng)性物質(zhì)含量增多。而由熱處理所導(dǎo)致南極磷油脂氧化的問(wèn)題,會(huì)不會(huì)在消化過(guò)程中加劇,如何削弱這種氧化反應(yīng)的產(chǎn)物影響目前尚未可知。
添加抗氧化劑是常用的食品生產(chǎn)加工過(guò)程中用來(lái)延緩氧化、延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的有效手段。食用油脂中允許使用的合成抗氧化劑有叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)、丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)和沒(méi)食子酸丙酯(PG)等,其中TBHQ、BHA和BHT 被允許添加在堅(jiān)果與籽類罐頭、膨化食品、油炸面制品、方便米面食品及風(fēng)干、烘干、壓干水產(chǎn)品中[12]。TBHQ 是《GB 2760-2014 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,允許使用的添加劑,最大使用劑量為0.2 g/kg[13]。研究表明,TBHQ 的抗氧化能力是BHA 和BHT 的2~5 倍,且在高溫下較穩(wěn)定[14]。吳丹蕾等[15]發(fā)現(xiàn)分別在140、160 和180 ℃下對(duì)菜籽油加熱30 min,添加TBHQ 會(huì)顯著降低油脂的過(guò)氧化值,對(duì)酸值和菜籽油感官品質(zhì)無(wú)明顯影響。
本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建體外模擬胃腸道消化模型,以油脂的過(guò)氧化值、丙二醛含量、酸值、蝦青素含量和脂肪酸組成為評(píng)價(jià)指標(biāo),研究三種不同處理方法的南極磷蝦肉油脂(未經(jīng)任何處理的空白組蝦肉油脂、熱處理(85 ℃)后的磷蝦肉油脂和添加抗氧化劑熱處理后的磷蝦肉油脂)經(jīng)胃道和胃腸道消化后氧化穩(wěn)定性和營(yíng)養(yǎng)成分的變化情況,反映熱處理對(duì)南極磷蝦肉油脂消化特性的影響情況以及添加抗氧化劑是否是削弱油脂消化品質(zhì)影響的防控辦法,以期為南極磷蝦的加工利用提供依據(jù)。
南極磷蝦肉 遼寧省大連海洋漁業(yè)集團(tuán)公司提供,置于-20 ℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?;正己烷、氯仿、甲醇、氯化亞鐵、硫氰酸鉀、氫氧化鈉、堿藍(lán)6B、硫代巴比妥酸、正丁醇、氫氧化鉀、乙二胺四乙酸二鈉、三氟化硼甲醇溶液 大連博諾生物化學(xué)試劑廠;TBHQ 浙江一諾生物科技有限公司;磷酸二氫鉀 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;脂肪酶(20000 U/g)、膽酸鈉美侖生物有限公司;胃蛋白酶(400 U/mg protein)、蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品 Sigma 公司;無(wú)水乙醇 遼寧泉瑞試劑有限公司;以上試劑 均為分析純;胰酶(USP級(jí))、三氯乙酸(分析純)、1,1,3,3-四乙氧基丙烷(分析純)、正庚烷(色譜純)阿拉丁。
FD-1C-50 真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康試驗(yàn)儀器;GFL-230 鼓風(fēng)干燥箱 天津市萊玻特瑞儀器公司;V-1000 可見(jiàn)分光光度計(jì) 翱藝儀器(上海)公司;6890N GC-5973 MSD 氣質(zhì)聯(lián)用儀 安捷倫公司;高效液相色譜儀E2695 Waters 公司;BJ-800A粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司。
1.2.1 南極磷蝦肉的處理及蝦油提取 將冷凍南極磷蝦肉于4 ℃解凍,瀝水后進(jìn)行三種不同的前處理:
空白組:蝦肉搗碎平鋪放至-80 ℃冰箱中預(yù)凍,冷凍干燥。
熱處理組:蝦肉搗碎后平鋪于不銹鋼盤中,放至85 ℃烘箱中加熱2 h,冷凍干燥。
熱處理及抗氧化劑TBHQ 預(yù)處理組:蝦肉搗碎平鋪稱重記錄,抗氧化劑添加方法如下[16]:稱取占蝦肉質(zhì)量5%的無(wú)水乙醇,按照國(guó)家食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)中TBHQ 的最大使用劑量(0.2 g/kg)將TBHQ 溶于乙醇,均勻噴灑于蝦肉表面;放至85 ℃烘箱中熱處理2 h,冷凍干燥。
取不同處理組的蝦粉經(jīng)由粉碎機(jī)粉碎得到均一細(xì)膩的南極磷蝦粉,每次取100 g 備用提油。參考田創(chuàng)[17]的方法,按料液比1:15(w/v)用正己烷和無(wú)水乙醇以2:1 配比提取南極磷蝦肉脂質(zhì),將混合液置于40 ℃恒溫磁力攪拌器中攪拌浸提90 min,浸提完成后靜置過(guò)夜[17]。取上清液進(jìn)行抽濾,在40 ℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去正己烷和乙醇溶液,用氮?dú)獯蹈珊蟮玫侥蠘O磷蝦肉油脂。
1.2.2 體外消化模型的建立
1.2.2.1 試劑配制 胃液:NaCl 3 g,KCl 1.06 g,CaCl2·2H2O 1.47 g,KH2PO40.47 g,MgCl2·6H2O 0.74 g,脂肪酶5.6304 g,胃蛋白酶23.4612 g,水1 L。
腸液:胰酶8 g,膽酸鈉25 g,水1 L。
1.2.2.2 體外模擬消化實(shí)驗(yàn) 胃消化階段:稱取0.1~0.2 g 油脂于50 mL 離心管中,準(zhǔn)確加入3 mL 胃液,用1 mol/L NaHCO3調(diào)pH 至4.0 左右,放至37 ℃、350 r/min 搖床中振蕩反應(yīng)30 min。再用1 mol/L 鹽酸溶液調(diào)pH 至2.0 左右,放于37 ℃、350 r/min 搖床中振蕩反應(yīng)30 min[18]。
胃腸消化階段:胃消化完成后,用1 mol/L NaHCO3溶液將pH 調(diào)至6.9,加入0.6 mL 腸液,用氮?dú)鉀_洗15 s,渦旋15 s,再用氮?dú)鉀_洗15 s 后密封,在37 ℃、350 r/min 搖床中振蕩反應(yīng)120 min。
1.2.3 過(guò)氧化值的測(cè)定 參照《GB/T 5009.37-2003食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中第二法—比色法測(cè)定試樣中的過(guò)氧化物,在500 nm 下測(cè)定橙紅色硫氰酸鐵配合物的吸光度,對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品的過(guò)氧化值[19],實(shí)驗(yàn)所需標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=0.0493x-0.0138,R2=0.997。
1.2.4 丙二醛含量的測(cè)定 參照《GB 5009.181-2016食品中丙二醛的測(cè)定》中分光光度法測(cè)定[20],通過(guò)在532 nm 測(cè)樣品的吸光度,帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線中計(jì)算丙二醛含量,實(shí)驗(yàn)所需標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=0.1279x-0.0003,R2=0.990。
1.2.5 酸值的測(cè)定 參照《GB 5009.229-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》中第三法,用熱乙醇指示劑滴定法測(cè)定南極磷蝦肉油脂的酸值[21]。
1.2.6 蝦青素含量的測(cè)定 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)曲線制備參照宋玉昆[22]的方法:準(zhǔn)確稱取2.5 mg 蝦青素標(biāo)準(zhǔn)品,加入10 mL 色譜級(jí)丙酮充分溶解,移至25 mL 棕色容量瓶中并用丙酮定容至刻度,此時(shí)蝦青素溶液濃度為100 μg/mL 為蝦青素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。將蝦青素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用色譜級(jí)丙酮稀釋成濃度分別為1、2、3、4 和5 μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)工作液,現(xiàn)配現(xiàn)用。使用高效液相色譜儀進(jìn)行檢測(cè),以蝦青素濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=99624x-37228,R2=0.983。
樣品處理:向體外消化后的樣品中加入5 mL 氯仿溶液,渦旋60 s 充分混勻,在4 ℃、2000×g 的條件下離心6 min,將氯仿相移至15 mL 離心管中,用氮?dú)獯蹈傻玫较蟮挠椭?。蝦青素的皂化參照宋玉昆[22]的方法,向離心管中加入5 mL 無(wú)水乙醇,再加入2 mL 氫氧化鈉-乙醇溶液(0.105 mol/L),用乙醇定容至10 mL,混合均勻。充氮密封。將離心管用錫紙避光,放至5 ℃冰箱中反應(yīng)3.5 h。再加入2 mL磷酸-乙醇溶液(0.105 mol/L),混合均勻,5000 r/min離心10 min,取上清液,過(guò)0.22 μm 濾膜后進(jìn)行液相分析。蝦青素含量計(jì)算公式如下:
式中:X 表示試樣蝦青素含量,μg/g;A 表示試樣的峰面積,mAU×min;12 表示蝦青素測(cè)定體系總體積,mL;m 表示油脂質(zhì)量,g。
1.2.7 脂肪酸組成分析 脂肪酸的甲酯化參照陰法文[24]的方法并略作修改:向體外消化后的樣品中加入5 mL 氯仿溶液,渦旋60 s 充分混勻,在4 ℃、2000×g的條件下離心6 min,將氯仿相移至厭氧管中,用氮?dú)獯蹈?。取吹干油脂于厭氧管中,加? mL KOHCH3OH 溶液(2 mol/L),密封后于85 ℃加熱2 h 進(jìn)行皂化,皂化結(jié)束后趁熱加入1.5 mL BF3-CH3OH溶液,在85 ℃水浴30 min;冷卻后加入1 mL 色譜級(jí)正庚烷,超聲振蕩5 min,再加入1 mL 飽和NaCl溶液洗滌,振蕩30 s,置于4 ℃冰箱靜置分層后取上層液體進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析。
GC-MS 分析脂肪酸組成檢測(cè):參考陰法文[24]的方法并略作修改。使用氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行分析,選用HP-5-MS 毛細(xì)管柱(30 m×0.25 m×0.25 μm)作為色譜柱。初始溫度50 ℃,保持1 min,以50 ℃/min升高至170 ℃,以4 ℃/min 升高至290 ℃,保持10 min。進(jìn)樣體積為5 μL,分流比50:1,使用氦氣為載氣。質(zhì)譜分析采用EI 源(70 eV),選取Scan 模式,掃描范圍50~550 m/z,溶劑延遲4 min。根據(jù)GC-MS 中各組分保留時(shí)間及質(zhì)譜圖,在NIST08 庫(kù)檢索鑒定,通過(guò)歸一法計(jì)算各脂肪酸的百分比。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,并采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)所得各組數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA 中的Tukey),在P<0.05 時(shí)認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
將三種不同處理組的油脂在體外消化模型中經(jīng)由胃消化和胃腸消化,用比色法測(cè)定消化前后油脂的過(guò)氧化值,結(jié)果如圖1 所示。
圖1 體外消化前后油脂過(guò)氧化值的變化Fig.1 Changes in lipid peroxidation value before and after in vitro digestion
過(guò)氧化值是衡量油脂氧化變質(zhì)的重要指標(biāo)之一,但過(guò)氧化物只是油脂氧化初期的產(chǎn)物,只能用來(lái)衡量油脂初期氧化酸敗的程度[25]。分析圖1 可知,經(jīng)過(guò)胃消化和胃腸消化后的油脂,不同處理組過(guò)氧化值均有不同程度的上升??瞻捉M油脂經(jīng)胃消化后,過(guò)氧化值由0.884 meq/kg 顯著上升至2.005 meq/kg(P<0.05),說(shuō)明胃部的消化加速了油脂的初級(jí)氧化,這個(gè)結(jié)果可能是胃液中的各種無(wú)機(jī)鹽和胃蛋白酶中的金屬離子等導(dǎo)致的。胃腸消化后油脂過(guò)氧化值為1.528 meq/kg,較起始狀態(tài)過(guò)氧化值顯著升高(P<0.05),較胃消化過(guò)氧化值略有降低,可能是脂肪酶和膽酸鹽加速了脂質(zhì)的氧化進(jìn)程,氫過(guò)氧化物生成的速度小于分解的速度,所以在胃腸消化過(guò)氧化值低于胃消化。85 ℃熱處理組油脂經(jīng)胃消化過(guò)氧化值由1.219 meq/kg 顯著升高至1.799 meq/kg(P<0.05),胃腸消化后略有降低至1.696 meq/kg,與空白組變化趨勢(shì)相似。添加TBHQ 組脂質(zhì)起始、胃消化、胃腸消化的過(guò)氧化值均無(wú)顯著差異(P>0.05)。與Larsson等[18]研究的魚(yú)肝油及魚(yú)肝油乳液體外消化過(guò)程中過(guò)氧化值變化趨勢(shì)一致,均隨體外消化過(guò)程的進(jìn)行,油脂過(guò)氧化值水平升高,說(shuō)明體外消化過(guò)程加速油脂的初級(jí)氧化。
采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,計(jì)量資料以(均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)表示,采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以(n,%)表示,采用χ2檢驗(yàn),以P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
南極磷蝦肉油脂體外消化的油脂氧化程度指標(biāo)結(jié)果表明,空白組和85 ℃熱處理組油脂在起始、胃消化和胃腸消化的過(guò)氧化值無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明熱處理對(duì)油脂消化過(guò)程中氫過(guò)氧化物含量無(wú)影響。比較85 ℃熱處理組和添加TBHQ 熱處理組在起始、胃消化和胃腸消化的過(guò)氧化值,發(fā)現(xiàn)熱處理及TBHQ 預(yù)處理組脂質(zhì)在胃消化、胃腸消化過(guò)氧化值較85 ℃處理組雖有略微下降,但二者相比無(wú)顯著差異(P>0.05),但TBHQ 預(yù)處理組的起始、胃消化、胃腸消化的過(guò)氧化值均無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明TBHQ 在胃消化、胃腸消化過(guò)程中具有一定的抗氧化作用,但在熱處理?xiàng)l件下抗氧化效果并不顯著,其抗氧化效果不足以抵消熱處理的促氧化效果。
將三種不同處理組的油脂在體外消化模型中經(jīng)由胃消化和胃腸消化,用比色法測(cè)定消化前后油脂的丙二醛含量,體外消化前后蝦肉油脂丙二醛含量的變化如圖2 所示。
圖2 體外消化前后油脂丙二醛含量的變化Fig.2 Changes in lipid malondialdehyde content before and after in vitro digestion
丙二醛是油脂氧化變質(zhì)生成的過(guò)氧化脂質(zhì),在熱、光、重金屬等過(guò)氧化物分解因子存在下,進(jìn)一步分解產(chǎn)生的一種醛類物質(zhì)[26]。其含量可以用來(lái)表征油脂次級(jí)氧化的程度。由圖2 可知,空白組、85 ℃熱處理組和添加TBHQ 熱處理組油脂經(jīng)過(guò)胃消化、胃腸消化,丙二醛含量均呈上升趨勢(shì)。經(jīng)由胃腸消化后的空白組、85 ℃熱處理組丙二醛含量顯著高于起始的丙二醛含量(P<0.05)??瞻捉M油脂經(jīng)胃消化后丙二醛含量由11.97 mg/kg 上升至151.36 mg/kg,經(jīng)胃腸消化后上升至185.29 mg/kg;85 ℃熱處理組油脂經(jīng)胃腸消化后丙二醛含量由起始的13.67 mg/kg升高至362.44 mg/kg;添加TBHQ 熱處理組油脂經(jīng)胃消化和胃腸消化后丙二醛含量由54.64 mg/kg分別上升至106.35、210.47 mg/kg。與Larsson 等[18]研究的魚(yú)肝油及魚(yú)肝油乳液體外消化過(guò)程中硫代巴比妥酸值變化趨勢(shì)一致,均隨體外消化過(guò)程的進(jìn)行,油脂丙二醛含量升高,說(shuō)明體外消化過(guò)程加速油脂的氧化。同時(shí),在文獻(xiàn)[27-30]的研究中,均發(fā)現(xiàn)熱處理會(huì)加速不同肉品如火雞肉、豬肉、雞肉消化過(guò)程的丙二醛含量,與本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
胃消化沒(méi)有使不同處理組丙二醛含量有顯著差異的原因可能是胃部消化系統(tǒng)脂肪酶含量低,不足以促使油脂次級(jí)氧化劇烈發(fā)生。經(jīng)過(guò)胃腸消化反應(yīng)后,丙二醛含量顯著上升(P<0.05),可能是胰脂肪酶和膽酸鹽發(fā)揮了促氧化作用。比較分析胃腸消化后三種油脂的丙二醛含量變化,發(fā)現(xiàn)熱處理導(dǎo)致丙二醛含量明顯上升,促進(jìn)油脂次級(jí)氧化程度加深,添加TBHQ 能夠有效抑制熱處理后蝦肉油脂的丙二醛生成,降低油脂丙二醛含量,使其與空白組相比無(wú)顯著差異(P>0.05)。目前普遍認(rèn)為TBHQ 的抗氧化機(jī)理與其它常用酚類抗氧化劑作用機(jī)理相同,主要表現(xiàn)為:TBHQ 作為自由基吸收劑提供氫質(zhì)子與油脂自由基結(jié)合將其還原為甘三酯分子或與油脂過(guò)氧化自由基結(jié)合生成氫過(guò)氧化物以終止自由基連鎖反應(yīng)的傳遞,而生成的酚類自由基活性很低,可形成穩(wěn)定的共振體或參與鏈終止反應(yīng),從而中斷油脂的氧化[31]。
將三種不同處理組的油脂在體外消化模型中經(jīng)由胃消化和胃腸消化,用熱乙醇滴定法測(cè)定消化前后油脂的酸值,體外消化前后南極磷蝦肉油脂酸值的變化如圖3 所示。
圖3 體外消化前后油脂酸值的變化Fig.3 Changes in lipid acid value before and after in vitro digestion
酸值表示的是中和1 g 脂肪中的游離脂肪酸所需要的氫氧化鈉的毫克數(shù)[32]。由圖3 可以看出,南極磷蝦油脂酸值隨著胃消化、胃腸消化作用,呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),三種不同處理組油脂胃消化后的酸值水平均高于胃腸消化后的酸值水平,胃消化、胃腸消化后酸值水平均高于起始狀態(tài)酸值。同時(shí),三種不同處理組在同一消化環(huán)境下的酸值無(wú)組間差距,說(shuō)明在體外消化過(guò)程中,熱處理和TBHQ 對(duì)油脂酸值無(wú)顯著影響(P>0.05)。Ju 等[33]研究的大豆蛋白-花青素大豆油乳液體外消化過(guò)程后游離脂肪酸的含量隨體外消化過(guò)程進(jìn)行而增加,說(shuō)明體外消化過(guò)程加速油脂水解生成游離脂肪酸,同本文研究結(jié)果一致。
胃消化后酸值顯著上升(P<0.05),表明游離脂肪酸增多,且胃消化后油脂酸值水平高于胃腸消化后油脂酸值水平,推測(cè)可能的原因有以下兩個(gè);一是胃中的強(qiáng)酸環(huán)境對(duì)此過(guò)程有促進(jìn)作用,導(dǎo)致游離脂肪酸增多,所以胃消化后的酸值上升程度非常明顯,二是可能胃脂肪酶對(duì)脂肪進(jìn)行特異性消化作用導(dǎo)致,且胃中的鹽離子對(duì)此過(guò)程可能有協(xié)同作用。胃消化后的物質(zhì)進(jìn)入腸道,在胰脂肪酶和膽酸鹽的作用下繼續(xù)被消化。經(jīng)過(guò)胃腸消化后油脂的酸值較起始狀態(tài)有顯著升高(P<0.05),可能是腸道中的胰脂肪酶和膽酸鹽發(fā)揮了作用,促使油脂發(fā)生水解。胃腸消化后酸值較胃消化后酸值水平低,可能是由于腸道較胃道pH 變化使得中和1 g 化學(xué)物質(zhì)所需的氫氧化鉀(KOH)的毫克數(shù)減少導(dǎo)致。
將三種不同處理組的油脂在體外消化模型中進(jìn)行胃消化和胃腸消化,重提油脂,用高效液相色譜法測(cè)定蝦青素含量的變化,結(jié)果如圖4 所示。
圖4 體外消化前后蝦青素含量的變化Fig.4 Changes in astaxanthin content before and after in vitro digestion
蝦青素是一種萜烯類不飽和化合物,具有很長(zhǎng)的共軛雙鍵,且含有不飽和酮基和羥基。蝦青素的抗氧化能力極強(qiáng),且是一種的天然抗氧化劑,蝦青素穩(wěn)定性不高,易氧化、易見(jiàn)光分解。在南極磷蝦中主要以蝦青素酯的形式存在,而酯化的蝦青素更加穩(wěn)定。分析圖4 可知,起始階段三組不同處理組油脂的蝦青素含量并無(wú)顯著差異(P>0.05),經(jīng)過(guò)胃消化、胃腸消化后空白組和85 ℃處理組油脂蝦青素含量顯著降低(P<0.05),TBHQ 預(yù)處理組油脂蝦青素也略有降低,這可能是蝦青素在胃消化、胃腸消化過(guò)程中能夠有效淬滅單線態(tài)氧、清除自由基、中止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、抑制油脂過(guò)氧化,導(dǎo)致自身消耗所致[34]。
Nuntarat 等[35]觀察到蝦青素保留率隨著儲(chǔ)存時(shí)間和溫度的增加而降低。與低溫(5、25 和37 ℃)相比,在高溫(55 和70 ℃)條件下的蝦青素保留率較低,且蝦青素降解速率隨貯藏溫度的升高而增大。
三種不同處理組的油脂在體外消化模型中進(jìn)行胃消化和胃腸消化,重提油脂,脂肪酸組成變化結(jié)果如表1 所示。
表1 體外消化前后脂肪酸組成的變化Table 1 Changes in fatty acid composition before and after in vitro digestion
分析表1 數(shù)據(jù)可知,三種不同處理組油脂起始階段和胃消化后飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸占比無(wú)顯著性差異(P>0.05),胃消化和胃腸消化后飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸占比無(wú)顯著差異(P>0.05)。三種不同處理組油脂的單不飽和脂肪酸在體外消化過(guò)程中無(wú)明顯變化(P>0.05),熱處理或添加抗氧化劑對(duì)單不飽和脂肪酸占比無(wú)影響。說(shuō)明熱處理和TBHQ 添加對(duì)南極磷蝦肉油脂的消化過(guò)程脂肪酸組成并無(wú)顯著作用。
南極磷蝦肉油脂體外消化過(guò)程中油脂氧化程度指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分變化結(jié)果表明:空白組油脂的過(guò)氧化值、酸值、丙二醛含量經(jīng)胃腸消化后顯著提高(P<0.05),蝦青素含量顯著下降(P<0.05),脂肪酸組成無(wú)顯著變化(P>0.05),說(shuō)明胃腸消化過(guò)程可以加速油脂初級(jí)氧化、次級(jí)氧化進(jìn)程,并且伴隨著加速游離脂肪酸產(chǎn)生和蝦青素的抑制脂質(zhì)過(guò)氧化,導(dǎo)致蝦青素含量的減少;85 ℃熱處理組油脂經(jīng)胃腸消化后的過(guò)氧化值、丙二醛含量、酸值、蝦青素含量和脂肪酸組成變化趨勢(shì)與空白組基本保持一致。但與空白組相比,85 ℃熱處理組經(jīng)胃腸消化后丙二醛含量顯著高于空白組(P<0.05),說(shuō)明85 ℃熱處理加速了油脂消化的次級(jí)氧化進(jìn)程;添加抗氧化劑TBHQ 預(yù)處理組油脂過(guò)氧化值和丙二醛含量較起始無(wú)顯著變化,表明添加抗氧化劑TBHQ 可以有效延緩油脂在胃腸消化中的初級(jí)、次級(jí)氧化反應(yīng),但對(duì)游離脂肪酸產(chǎn)生和蝦青素含量下降無(wú)作用;熱處理和TBHQ 添加后模擬體外消化過(guò)程對(duì)南極磷蝦肉油脂飽和脂肪酸比和不飽和脂肪酸比例無(wú)顯著影響。本研究證明了消化過(guò)程對(duì)南極磷蝦肉油脂的氧化促進(jìn)作用,同時(shí)探討了熱處理對(duì)南極磷蝦肉油脂在消化過(guò)程中的氧化加劇,以及TBHQ 在熱處理和消化過(guò)程的抗氧化作用,為熱處理南極磷蝦肉產(chǎn)品的消化特性解析及防控辦法提供理論依據(jù)。