[01673454]利用美拉德反应制备天然食品抗氧化剂研究

食品氧化，尤其是脂类自身氧化产生的大量自由基可能是导致多种疾病的诱因，在食品中添加抗氧化剂是防止食品氧化腐败、延长食品贮藏期的主要方法。以往常用的食品抗氧化添加剂，主要是化学合成的酚类化合物，如叔丁基对苯二酚（TBHQ）、丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）和生育酚（AH2）等。由于潜在的毒副作用，BHA，BHT，AH2已被许多国家禁用，TBHQ的应用也受到严格的限制。因此，亟待研究开发无毒副作用的食品抗氧化剂，特别是天然的抗氧化剂。美拉德反应（Maillard Reaction，MR）是食品原料中的氨基化合物（氨基酸、肽和蛋白质）和羰基化合物（糖类）在食品加工和储藏过程中自然发生的反应，美拉德反应产物（MRPs）包含类黑精、还原酮类及一系列含氮、硫的挥发性杂环化合物，是加工食品色泽和风味的主要来源。近年来研究发现，MRPs中的某些成分具有良好的抗氧化作用。由于MRPs是食品加工和储藏过程中产生的一类天然类似物质，并在食品的消费过程中被证明无毒副作用，所以利用美拉德反应制备生产天然的食品抗氧化剂是一条非常有效的途径。《利用美拉德反应制备天然食品抗氧化剂研究》课题于2004年由河北省科技厅立项（编号：32201104），同时，在项目的实施过程中，也得到了河北省科技厅计划项目（食品抗氧化剂的绿色合成研究，编号：05276441）的资助。几年来，在科技厅的大力支持下，在河北大学、校科技处、学院各级领导的具体指导和帮助下，课题组成员严肃认真，做了大量研究工作，以葡萄糖、木糖、麦芽糖等和各种氨基酸为原料，系统研究了不同反应条件（时间、pH 和摩尔比等）下的美拉德反应，建立了测定评价美拉德反应产物抗氧化活性的方法，分别测试了反应产物的抗氧化性，筛选并制备了抗氧化能力较强的木糖-赖氨酸美拉德反应产物，有望开发一类新的食用抗氧化剂。对进一步研究美拉德反应产物中抗氧化活性有效成分、发现高效食用抗氧化剂具有重要意义。主要研究内容及创新点有： （1）研究内容1) 系统研究了常见糖类（葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、麦芽糖及蔗糖等）与氨基酸（甘氨酸、谷氨酸、赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸，苏氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸等）美拉德反应产物的抗氧化活性，发现葡萄糖、木糖与甘氨酸、赖氨酸的反应产物具有较好的抗氧化性能。2) 进一步研究了上述体系的反应条件与抗氧化活性的关系，优化了制备较高活性产物的反应条件：葡萄糖－甘氨酸体系，反应溶液起始pH= 7，反应物摩尔比1:2， 110℃油浴加热8 h；葡萄糖－赖氨酸体系，反应溶液起始pH= 7，反应物摩尔比1:2，110℃油浴加热9 h；木糖－甘氨酸体系，反应溶液起始pH= 5，反应物摩尔比1:1，90℃油浴加热6 h；木糖－赖氨酸体系，反应溶液起始pH= 7，反应物摩尔比1:2，90℃油浴加热8 h。3) 研究并建立了简便快速测定评价糖－氨基酸MRPs抗氧化活性的方法。采取硫氰酸铁法，以油酸为底物、Tween-40为乳化剂、磷酸盐缓冲溶液，恒温空气氧化，利用SCN-－Fe(III)显色体系，经比色分析，由吸光度换算得到其相对抗氧化活性。4) 分别测定上述最佳条件下制备的美拉德反应产物的抗氧化活性，并与TBHQ进行对比，在一定浓度下，其抗氧化活性为：木糖－赖氨酸MRPs＞木糖－甘氨酸MRPs≈葡萄糖－赖氨酸MRPs＞TBHQ＞葡萄糖－甘氨酸MRPs。 （2）主要创新点系统研究了糖类和各种氨基酸的美拉德反应及不同反应条件的美拉德产物反应与抗氧化活性的关系。测定比较了反应产物的抗氧化活性，并对反应条件进行了优化，筛选出具有较高抗氧活性的木糖－赖氨酸体系， 制备了较高抗氧活性美拉德反应产物，该体系原料价廉易得、制备方法简便；建立了简便快速测定评价糖－氨基酸MRPs抗氧化活性的方法。为进一步开发研究天然绿色食用抗氧化剂奠定了基础。