郭麗萍，王鳳舞，劉翠翠

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266109）

木糖與甘氨酸美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性能的研究

郭麗萍，王鳳舞，劉翠翠

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266109）

以木糖和甘氨酸為底物，控制不同的物質(zhì)的量（木糖與甘氨酸物質(zhì)的量之比分別為1∶0.1、1∶0.2、1∶0.4）進(jìn)行美拉德反應(yīng)，制備了三種不同的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，并通過還原能力、清除H2O2能力、清除羥基自由基（·OH）、清除超氧陰離子自由基（O2-·）、清除亞硝酸根（NO2-）等體系研究了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化性能。結(jié)果表明，三種反應(yīng)產(chǎn)物均具有較強(qiáng)的抗氧化能力，隨著反應(yīng)產(chǎn)物濃度的增加，抗氧化能力增強(qiáng)；三種產(chǎn)物的還原能力和清除O2-·的能力相當(dāng)；木糖與甘氨酸物質(zhì)的量之比為1∶0.2的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除H2O2、·OH和NO2-的能力要強(qiáng)于物質(zhì)的量之比為1∶0.1和1∶0.4的反應(yīng)產(chǎn)物。

木糖，甘氨酸，美拉德反應(yīng)，抗氧化性能

美拉德反應(yīng)被稱為非酶褐變，是食品原料中氨基化合物（氨基酸、肽和蛋白質(zhì)）和羰基化合物（糖類）在食品加工和儲藏過程中自然發(fā)生的反應(yīng)[1]。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性是由Franzke和Iwainsky[2]于1954年首次發(fā)現(xiàn)的，他們對加入甘氨酸－葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)物的人造奶油的氧化穩(wěn)定性進(jìn)行了相關(guān)報(bào)道。直至上世紀(jì)八十年代，關(guān)于美拉德產(chǎn)物抗氧化活性研究才逐漸增多，并成為當(dāng)今食品營養(yǎng)學(xué)和食品化學(xué)的熱門課題[3]。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物被認(rèn)為是天然的具有抗氧化活性的物質(zhì)，其中某些物質(zhì)的抗氧化能力可以與食品中常用的抗氧化劑相媲美[4-6]。本實(shí)驗(yàn)以木糖和甘氨酸為反應(yīng)底物，制備了三種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，并研究了產(chǎn)物的抗氧化能力，為美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘氨酸 生化試劑；D-木糖、鄰苯三酚、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、鄰二氮菲、硫酸亞鐵、雙氧水、抗壞血酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、鐵氰化鉀、鹽酸、三氯化鐵、亞硝酸鈉、三氯乙酸等藥品 均為分析純。

WFL UV-2000紫外可見分光光度計(jì) 尤尼柯（上海）儀器有限公司；Anke TDL-5飛鴿牌離心機(jī)、ETTLer AE100電子秤 上海天達(dá)儀器有限公司；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋 龍口市尼科儀器有限公司；PHS-3C精密pH計(jì) 上海雷磁儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備[7-9]稱取木糖7.5065g三份，分別加入甘氨酸0.3754、0.7507、1.5014g，用蒸餾水溶解，用0.15mol/L的NaHCO3溶液調(diào)節(jié)pH為7.5，溶液總體積為50mL，使木糖與甘氨酸的物質(zhì)的量比分別為1∶0.1、1∶0.2、1∶0.4，在100℃回流加熱510min，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物（MRPS）。

1.2.2 還原能力的測定[10]向2mL pH6.6的磷酸鹽緩沖液中，分別加入不同體積的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶液，然后加入1%的鐵氰化鉀溶液2mL，混合均勻后在50℃恒溫水浴鍋上水浴20min，然后再加入2mL 10%的三氯乙酸溶液，然后以3000r/min離心分離10min。離心之后取上層清液4mL，加入蒸餾水4mL以及0.1% FeCl3溶液0.8mL，定容至50mL的容量瓶中，在700nm處測定吸光度，吸光度越高，還原能力越強(qiáng)。

1.2.3 清除H2O2能力的測定 用pH7.4的磷酸鹽緩沖液配制10mmol/L的H2O2，取4mL上述已經(jīng)配好的溶液分別加入100mL的容量瓶中，然后分別加入不同體積的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶液，混合均勻后加水定容至100mL，在248nm波長處測得其吸光度為A1，實(shí)驗(yàn)中以不加反應(yīng)產(chǎn)物溶液的H2O2吸光度為A0，以不加H2O2的反應(yīng)產(chǎn)物溶液吸光度為A2。

1.2.4 清除羥基自由基（·OH）能力的測定[11-12]取5mmol/L的鄰二氮菲溶液1.2mL，加入pH7.4的磷酸鹽緩沖液1.6mL，加入7.5mol/L的FeSO4溶液0.8mL，充分混勻，再加入1.0mol/L H2O20.8mL，用蒸餾水補(bǔ)充至10.0mL，于37℃加熱1h，在510nm波長處測定吸光度為A1；之后分別加入不同體積的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶液，再加入1.0mol/L的H2O20.8mL，在37℃加熱1h后，測吸光度，此吸光度為A2；不加反應(yīng)產(chǎn)物和H2O2的吸光度為A0。

1.2.5 清除超氧陰離子自由基（O2-·）能力的測定[13]向容量瓶中分別加入不同體積的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶液，然后加入pH8.2的磷酸鹽緩沖溶液4.5mL，再加入50mmol/L鄰苯三酚溶液5mL，迅速搖勻定容，在322nm波長處測吸光度A；空白以蒸餾水代替樣品液，測定吸光度A0。

1.2.6 清除亞硝酸離子（NO2-）能力的測定[13]準(zhǔn)確量取5mg/L NaNO2溶液1.6mL，置于50mL的容量瓶中，然后分別加入不同體積的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶液，在37℃恒溫水浴中反應(yīng)10min，取出后加入0.4%的對氨基苯磺酸1.6mL，搖勻靜置4min，再加入2.0%鹽酸萘乙二胺0.8mL，搖勻加水定容，之后靜置15min，于538nm波長處測量吸光度，按照下式計(jì)算樣品液對NO2-的清除率。不添加美拉德反應(yīng)產(chǎn)物時所測定的吸光度為A2，其他添加量下所測得的為樣品吸光度A1。

2 結(jié)果與分析

2.1 還原能力的測定

從圖1可以看出，還原能力隨著反應(yīng)產(chǎn)物濃度的增加而增大，但是當(dāng)產(chǎn)物溶液添加到0.4mL以上時，還原能力增加緩慢，且三種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的還原能力相當(dāng)；測得加入相同濃度的抗壞血酸溶液1.5mL時，吸光度為0.582，說明美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的還原能力要強(qiáng)于抗壞血酸溶液。

圖1 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的還原能力Fig.1 Reducing power of MRPs

2.2 清除H2O2的能力

圖2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除H2O2的能力Fig.2 Scavenging effect of MRPs on the hydrogen peroxide

從圖2中可以看出，隨著美拉德反應(yīng)產(chǎn)物濃度的增加，清除H2O2的能力不斷增大；其中，木糖-甘氨酸摩爾比為1∶0.2的反應(yīng)產(chǎn)物清除H2O2的能力最強(qiáng)，當(dāng)添加量為0.4mL時，清除率就接近90%，而摩爾比1∶0.1、1∶0.4的清除率分別為20%、60%；測得加入相同濃度的抗壞血酸溶液0.4mL時，清除率就達(dá)到了100%，可見美拉德產(chǎn)物清除H2O2的能力稍弱于抗壞血酸。

2.3 清除羥基自由基（·OH）的能力

由圖3可以看出，清除羥基自由基的能力與美拉德反應(yīng)產(chǎn)物濃度有一定關(guān)系，即隨著產(chǎn)物濃度的增加，清除能力不斷增大；其中木糖-甘氨酸摩爾比為1∶0.2的反應(yīng)產(chǎn)物清除羥基能力最強(qiáng)，1∶0.4的次之，1∶0.1的最弱；當(dāng)產(chǎn)物添加量為0.8mL時，清除羥基能力分別為73.21%、51.32%、36.76%；測得加入相同濃度的抗壞血酸溶液0.4mL時，清除率就達(dá)到80%以上，加入0.8mL時，達(dá)到了100%，可見美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除羥基的能力比抗壞血酸要差一些。

圖3 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除羥基自由基的能力Fig.3 Scavenging effect of MRPs on the hydroxyl radical（·OH）

2.4 清除超氧陰離子自由基（O2-·）的能力

圖4 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除超氧陰離子自由基的能力Fig.4 Scavenging effect of MRPs on the hydrogen peroxide

結(jié)果如圖4，三種美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除超氧陰離子自由基的能力相當(dāng)，清除率保持在30%~40%；當(dāng)產(chǎn)物添加量達(dá)到0.2mL后，清除能力增加不明顯；測得加入相同濃度的抗壞血酸溶液0.4mL時，清除率達(dá)到86%，說明美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化能力比抗壞血酸要差。

2.5 清除亞硝酸根（NO2-）的能力

圖5 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除亞硝酸根的能力Fig.5 Scavenging effect of MRPs on the nitrite

由圖5中可以看出，隨著美拉德反應(yīng)產(chǎn)物濃度的增加，清除亞硝酸根的能力不斷增大；其中木糖-甘氨酸摩爾比為1∶0.2的反應(yīng)產(chǎn)物清除亞硝酸根能力最強(qiáng)，1∶0.4的次之，1∶0.1的最弱，當(dāng)添加量達(dá)到1.0mL后，1∶0.2和1∶0.4的反應(yīng)產(chǎn)物清除能力基本趨于一致，達(dá)到60%；測得加入相同濃度的抗壞血酸溶液0.5mL時，清除率達(dá)到60%左右，說明美拉德反應(yīng)產(chǎn)物清除亞硝酸根能力較抗壞血酸要弱一些。

3 結(jié)論

本研究以木糖、甘氨酸為反應(yīng)底物，制備了三種不同摩爾比的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，并對各種產(chǎn)物的抗氧化能力進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，各種產(chǎn)物均具有較好的抗氧化能力，隨著濃度的增加，抗氧化能力增強(qiáng)；其中三種產(chǎn)物的還原能力和清除超氧陰離子自由基的能力相當(dāng)，木糖-甘氨酸摩爾比為1∶0.2的反應(yīng)產(chǎn)物清除H2O2能力、清除羥基自由基能力和清除亞硝酸根的能力強(qiáng)于其它兩種反應(yīng)產(chǎn)物。由此可見，木糖-甘氨酸美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有較好的抗氧化能力，可以清除體內(nèi)過剩的自由基，但對于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的具體組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。且木糖-甘氨酸美拉德反應(yīng)初期產(chǎn)物也具有抗氧化能力[9]，對于反應(yīng)過程中產(chǎn)物的抗氧化能力的變化也有待于研究，找出抗氧化能力相對較強(qiáng)的產(chǎn)物，對于其應(yīng)用具有實(shí)際意義。

[1]付莉，李鐵剛.簡述美拉德反應(yīng)[J].食品科技，2006（12）：9-11.

[2]Franzke C，Iwainsky H.Antioxidant capacity of melanoidin[J]. Dtsch Lebensm Rundsch，1954，50：251-254.

[3]JING H KITTS D D.Chemical and biochemical properties of casein-sugar Maillard reaction products[J].Food and Chemical Toxicology，2002，40：1007-1015.

[4]王惠英，孫濤，周冬香，等.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化性能研究進(jìn)展[J].食品科技，2007（8）：12-16.

[5]趙希榮.殼聚糖與葡萄糖發(fā)生美拉德反應(yīng)的條件及產(chǎn)物的抗氧化性能[J].食品科學(xué)，2004，25（6）：61-63.

[6]龔平，闞建全.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35（4）：141-146.

[7]周冬香，王惠英，孫濤，等.三種L-賴氨酸與葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化性能[J].食品科技，2010，35（4）：224-227.

[8]尹姿，孫倩，景浩.木糖-甘氨酸美拉德反應(yīng)藍(lán)色產(chǎn)物的生成及其抗氧化性能[J].食品工業(yè)科技，2009，30（6）：131-134.

[9]MURAKAMI M，SHIGEEDA A，DANJO K，et al.Radicalscavenging activity and brightly colored pigments in the early stage of the Maillard reaction[J].Food Science，2002，67（1）：93-96.

[10]DORMAN H J D，KOSAR M，KAHLOS K，et al.Antioxidant properties and composition of aqueous extracts from Mentha apecies，hybrids，varieties and cultivars[J].Agricultural and Food Chemistry，2003，51：4563-4569.

[11]張燕平，戴志遠(yuǎn)，陳肖毅.紫蘇提取物體外清除自由基能力的研究[J].食品工業(yè)科技，2003，24（10）：67-70.

[12]AmarowiczR.Free-radicalscavengingcapacityand antioxidant activity of selected plant species from the Canadian prairies[J].Food Chemistry，2004，84：551-562.

[13]任娜，郭麗萍，劉玉環(huán)，等.國產(chǎn)葡萄酒清除自由基作用的研究[J].食品科學(xué)，2009，30（15）：90-93.

Study on antioxidant ability of Maillard reaction products of xylose and glycine

GUO Li-ping，WANG Feng-wu，LIU Cui-cui
（College of Food Science&Engineering，Qingdao Agriculture University，Qingdao 266109，China）

The Maillard reaction products（MRPs）were prepared using xylose and glycine（the molar ratio of xylose to glycine was 1∶0.1，1∶0.2，1∶0.4）by Maillard reaction.The antioxidant ability of MRPs were studied by reducing ability，scavenging effect on the H2O2，hydroxyl radical，thydrogen peroxide and the nitrite.The results showed that three kinds of MRPs exhibited good antioxidant abilities.The reducing power and scavenging effect on O2-·of the three kinds of MRPs were equal.The scavenging effects on H2O2，·OH and NO2-of the molar ratio of xylose to glycine was 1∶0.2 were stronger than others.

xylose；glycine；Maillard reaction；antioxidant ability

TS201.2

A

1002-0306（2012）07-0079-03

2011－07－06

郭麗萍（1981-），女，講師，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物的純化及生理活性。

國家教育部高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（TS10943）。