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油茶(Camema oleifera Abel.)系山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia L.)植物, 为我国特有的木本油料树种,油茶籽油中除了含有90%以上的不饱和脂肪酸,还富含多种维生素、微量元素、甾醇、角鲨烯和多酚等营养成分,是联合国粮农组织重点推广的健康食用油。目前我国油茶籽油年产量已达50多万吨,位列国家重点发展的四大油种之一[1]。
美拉德反应(Maillard reaction,MR)也称羰氨反应,是指氨基化合物和羰基化合物间发生的非酶促褐变反应。美拉德反应进程包括初始阶段、中间阶段和最终阶段3个阶段,且美拉德反应产物(Maillard reaction products,MRPs)种类众多。MRPs包括还原酮、杂环化合物、类黑精等,这些物质具有显著的抗氧化性[2]。如魏长庆等[3]研究了亚麻籽油中Maillard源挥发性香气形成的机理,结果表明炒籽30~40 min亚麻籽油会形成较多的醛类、酮类及杂环类挥发性化合物,美拉德反应产物具有一定的抗氧化作用。Durmaz等[4]研究了焙烤对杏仁油氧化稳定性和抗氧化能力的影响,结果表明,180℃下,随着焙烤时间增加,杏仁油氧化稳定性和抗氧化能力呈增强趋势,可以通过适当的烘烤来改善油性坚果和种子的保质期。
油茶籽在生产和压榨过程中一般经过剥壳、破碎、蒸炒[5]等高温工艺,具有产生美拉德反应的温度条件。在油茶籽油制备过程中,预处理压榨工段对油茶籽的出油率和油茶籽油产品的品质影响较大。研究发现油茶籽含油量较高,带壳压榨可增大物料的散落性和弹性,保障压榨稳定性,但出油率和油品质降低,油色泽加深、油中杂质含量增加;去壳压榨可保证出油率和油品质,但压榨不稳定影响设备输出。还有研究发现油茶籽壳中含有茶皂素、总黄酮等一些抗氧化活性成分[6]。罗凡等[7]研究压榨条件对油茶籽油挥发性成分和营养成分的变化规律,推荐压榨时采用20%的含壳率,即全籽的壳去掉50%为最佳。本文针对脱壳与油茶籽中美拉德反应发生的温度条件,对其产物含量与抗氧化性进行测定分析,以期摸清油茶籽在加工过程中氧化稳定性的变化规律,为优化油茶籽加工工艺以及油茶籽工业生产中应用MRPs提供参考。
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UV-2550紫外分光光度计(日本岛津公司);S-114电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);Avanti J-E离心机(美国贝克曼库尔特公司);CM-3600A分光测色计(柯尼卡美能达(中国)投资有限公司);LC-10AT型液相色谱仪和SPD-10A型紫外检测器(日本岛津公司)。
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在浙江康能食品有限公司油茶基地(浙江天台)选取新鲜成熟的油茶籽,干燥后分别经90、120、150℃红外热处理0、20、40、60、90、120 min。热处理后,将摊晒加速冷却后的一部分剥壳得到油茶籽仁样品,另一部分未剥壳为油茶籽样品。油茶籽仁与油茶籽经过液压压榨后得到饼粕,将饼粕粉碎、浸提、干燥后分别得到脱脂油茶籽仁样品和脱脂油茶籽样品。
葡萄糖标准品(纯度98%)购自上海源叶生物科技有限公司;2, 2-联苯基-1-苦基肼基(96%)购自Sigma-Aldrich公司;5-羟甲基糠醛购自Sigma-Aldrich公司;3-脱氧奥苏糖及乙二醛均购自TRC公司;丙酮醛溶液购自麦克林公司;甲醇(HPLC级)β-胡萝卜素(纯度96%)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;亚油酸(纯度95%,HPLC级)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;吐温-20购自国药集团化学试剂有限公司;其它试剂均为分析纯,实验用水为超纯水。
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称取5 g脱脂油茶籽样品,加入乙酸乙酯50 mL,置于高速均质机中均质提取5 min后,再置于高速离心机10000 ×g、4℃离心10 min。取上清液,氮气吹干,并用甲醇定容至10 mL,得到MRPs提取液,冷藏备用[8-9]。
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DPPH法测定:取1 mL MRPs提取液,加入0.2 mmol/LDPPH甲醇溶液3 mL。室温条件避光反应30 min,以甲醇作参比,517 nm波长下测其吸光值。DPPH自由基清除活性按下列计算[10]:
自由基清除活性=[A0-(A1-A2)]/A0×100%
式中,A0为未加MRPs时DPPH溶液的吸光度;A1为MR一定时间后DPPH溶液的吸光度;A2为MRPs的吸光度。
β-胡萝卜素-亚油酸法测定[11]:将0.2 mg β-胡萝卜素溶于50 mL氯仿中,加入50 μL亚油酸及400 mg吐温-20。混匀后于40℃水浴中除去氯仿,加入100 mL蒸馏水,剧烈振荡,即配成反应介质溶液,同时设置空白。于具塞试管中逐一加入3 mL反应介质溶液,100 μL MRPs提取液或空白溶液混匀,置于50℃水浴中恒温。在470 nm波长下测定初始以及t=60 min时的吸光度,每个样品3个平行,油茶籽油中抗氧化活性系数(the percent antioxidant activity,AA)的计算公式:
$ A A=\left[1-\left(A_{0}-A_{t}\right) /\left(A_{0}^{0}-A_{t}^{0}\right)\right] \times 100 \% $
式中,A0、A00分别表示初始样品和对照的吸光度;At、At0为分别为t=60 min时样品和对照的吸光度;AA为抗氧化活性系数。
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5-羟甲基糠醛高效液相色谱检测条件:流动相A:0.1%冰醋酸溶液,流动相B:甲醇,流速0.7 mL·min-1,柱温:40℃,进样量:10 μL,检测波长280 nm,色谱柱型号ZORBAX SB-Aq(4.6 mm×250 mm,5 μm),检测器:SPD紫外检测器,洗脱程序如表 1所示。
表 1 5-羟甲基糠醛的液相色谱洗脱程序
Table 1. Liquid chromatographic elution procedure for hydroxymethylfurfural
洗脱程序Time program/min B液浓度B solution concentration/% 0.01~50.00 35 50.01~52.00 53 52.01~60.00 3 二羰基化合物的高效液相色谱检测条件:流动相A:0.1%冰醋酸溶液,流动相B:甲醇,流速:0.8 mL·min-1,柱温:40℃,进样量:10 μL。检测波长314 nm,色谱柱型号ZORBAX SB-Aq(4.6 mm×250 mm,5 μm),检测器:SPD紫外检测器,洗脱程序如表 2所示。
表 2 二羰基化合物的液相色谱洗脱程序
Table 2. Liquid chromatographic elution procedure for dicarbonyl compounds
洗脱程序Time program/min B液浓度B solution concentration/% 0.01~15.00 2843 15.01~31.00 4375 36.01~38.00 7528 38.01~60.00 28
油茶籽中美拉德反应产物的抗氧化性及其含量分析
Antioxidant Activity and Content Analysis of Maillard Reaction Products in Camellia Seed
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摘要:
目的 研究前处理对油茶籽的抗氧化性影响。 方法 采用红外加热对油茶籽进行不同时间与温度的处理,并测定处理前后油茶籽和油茶籽仁中美拉德反应产物含量及其抗氧化性。 结果 研究发现随加热时间的延长,美拉德反应产物5-羟甲基糠醛、丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖的生成量逐渐增多;在150℃下反应120 min后,油茶籽中5-羟甲基糠醛、丙酮醛、乙二醛、3-脱氧奥苏糖的含量分别为10.929、34.620、11.054和36.627 μg·g-1,油茶籽仁中其含量分别为16.950、55.217、20.216和72.390 μg·g-1,后者分别是前者的1.55、1.59、1.8和1.97倍,说明美拉德反应主要在油茶籽仁中发生。对美拉德反应产物氧化活性的测试数据表明,油茶籽中的美拉德反应产物均具有抗氧化活性,在150℃下反应120 min时,油茶籽仁和油茶籽清除DPPH自由基与抗氧化活性均达到最高,前者分别为99.18%和81.47%,后者分别为97.44%和74.97%。 结论 比较发生美拉德反应的油茶籽仁与油茶籽的DPPH清除率与抗氧化活性发现,油茶籽仁抗氧化活性强于油茶籽抗氧化活性。 Abstract:Objective To study the effect of pre-treatment treatment on the antioxidant activity of Camellia oleifera seeds. Method The C. oleifera seeds were treated with different time and temperature by infrared heating, and the content and antioxidant capacity of Maillard products in C. oleifera seeds and C. oleifera seed kernels were determined before and after treatment. Result It was found that the formation of Maillard product 5-hydroxymethylfurfural, pyruvic aldehyde, glyoxal and 3-deoxyosucate increased with the prolongation of heating time. The amount of 5-hydroxymethylfurfural, pyruvic aldehyde, glyoxal and 3-deoxyosucate in whole seeds were 10.929, 34.620, 11.054 and 36.627 μg·g-1 respectively after 120 min reaction at 150℃. Their contents in C. oleifera seed kernels were 16.950, 55.217, 20.216 and 72.390 μg·g-1, respectively, which were 1.55, 1.59, 1.8 and 1.97 times of the former, indicating that the Maillard reaction was occurred mainly in Camellia seed kernels. The test data of the oxidation activity of Maillard products showed that the Maillard reaction products in C. oleifera had antioxidative activity. When reacted at 150℃ for 120 min, the DPPH free radicals and antioxidant activities of C. oleifera seeds and seed kernels reached the highest, which for the former being 99.18% and 81.47%, while that for the latter being 97.44% and 74.97% respectively. Conclusion The antioxidant activity of C. oleifera seed kernels is stronger than that of whole seed. -
Key words:
- Camellia seed
- / Maillard reaction
- / oxidation resistance
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表 1 5-羟甲基糠醛的液相色谱洗脱程序
Table 1. Liquid chromatographic elution procedure for hydroxymethylfurfural
洗脱程序Time program/min B液浓度B solution concentration/% 0.01~50.00 35 50.01~52.00 53 52.01~60.00 3 表 2 二羰基化合物的液相色谱洗脱程序
Table 2. Liquid chromatographic elution procedure for dicarbonyl compounds
洗脱程序Time program/min B液浓度B solution concentration/% 0.01~15.00 2843 15.01~31.00 4375 36.01~38.00 7528 38.01~60.00 28 -
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