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基于蛋白质氧化的湘派休闲豆干贮藏过程中品质变化研究

2023-01-05夏璜金陈玉涟郭慧君

农产品加工 2022年21期
关键词:羰基巯基活度

夏璜金,陈玉涟, 谢 恒,郭慧君

(1.邵阳学院食品与化学工程学院,湖南邵阳 422000;2.豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室,湖南邵阳 422000)

0 引言

休闲豆干是一种富含蛋白等营养物质的食品[1],湘派休闲豆干因其独特的口感与风味愈加受到消费者的青睐[2],湘派休闲豆干在贮藏过程中受温度等因素的影响,蛋白质可发生氧化[3],蛋白质氧化及其产物对豆干的质构、风味等品质影响较大[4]。

目前,对于休闲豆干贮藏期品质的研究大多集中在水分含量、蛋白质含量、脂肪含量、风味、质构特性等指标方面[5-11],对休闲豆干贮藏期间蛋白质氧化方面的研究甚少。

选取4 种代表性的市售湘派休闲豆干为研究对象,在测定其pH 值、水分活度、水分含量、挥发性盐基氮等指标的基础上,进一步探究休闲豆干在不同贮藏温度(37,25,4 ℃)下,蛋白质氧化规律及其对豆干品质的影响,并建立相关的回归模型,以期为休闲豆干在贮藏过程中的品质与货架期提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

休闲豆干A,B,C,D 品牌,选自湖南省豆制品企业;其他试剂,均为国产分析纯。

1.2 主要仪器与设备

JCS-5103B 型电子天平,上海然浩电子有限公司产品;150326AF 型色度仪,上海生工生物工程股份有限公司产品;EL20 型pH 计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司产品;HD-3A 型水分活度测定仪,无锡市华科仪器仪表有限公司产品;DZKW-4 型电热恒温水浴锅,北京永光明上海科恒有限公司产品;VELOCITY 14/14R 型高速冷冻离心机,上海莱睿科学仪器有限公司产品;紫外可见分光光度计,南京菲勒仪器有限公司产品。

1.3 方法

1.3.1 休闲豆干处理和贮藏方式

将4 种代表性湘派休闲豆干(真空包装)样品分别置于37,25,4 ℃条件下贮藏100 d,每间隔10 d 对豆干样品的色泽、水分活度、pH 值、羰基含量、巯基含量进行测定。

1.3.2 色泽测定

参照毛佳怡[12]测豆干色差的方法。每个品牌的休闲豆干称取20.00 g,通过使用150326AF 型便携式色差仪,测定待测样品的3 个点。测定样品前要先用校正板对色差仪进行校正。将样品放入样品槽中测量样品的色泽参数L 值(亮度:0 为黑,100 为白)、a*值(红绿度:负值表示绿色程度,正值表示红色程度)、b*值(黄蓝度:负值表示蓝色程度,正值表示黄色程度)。

1.3.3 水分活度测定

参照Pérez-Reyes Marco E 等人[13]测质构的方法,称取不同品牌的豆干各5.00 g,将其切碎成微粒。再将其装入规格为60 min 的培养皿中,分别做好标记。再用水分活度仪分别测定不同品牌豆干的水分活度,每隔15 min 记录一次数据。

1.3.4 pH 值测定

取5.00 g 不同品牌的豆干于研钵中研磨2 min,每次测之前,pH 计的探头用蒸馏水润洗一下,再测量渗出液。

1.3.5 休闲豆干蛋白质的提取

先取100 mL,浓度为20 mmol/L 的Tris -顺丁烯二酸缓冲液于烧杯中,并放入冰箱预冷备用。取5 g豆干磨碎,加少量上述缓冲液将豆干研磨成浆。磨完以后倒入50 mL 离心管内,并添加缓冲液至45 mL刻度线。趁组织匀浆还未沉淀分层,马上量取1 mL的蛋白样液于另一做好标记的50 mL 离心管内。

1.3.6 蛋白质羰基浓度的测定

参照陈晓楠等人[14]的方法。结果按照下式计算羰基浓度,最终结果表示为μmol/L。

式中:C——羰基浓度,μmol/L;

A——蛋白溶液于波长370 nm 处的吸光度;

ε——摩尔消光系数,此处取值为22 L/(μmol·cm);

L——光程,1 cm。

1.3.7 蛋白质活性巯基浓度的测定

参照王乐田[15]的方法并作修改,吸取4 mL 8.0 mol/L 的尿素溶液于做好标签的具塞试管中,再向试管中加入1 mL 的不同品牌的蛋白质提取液各1 mL,混匀。并滴加0.01 mL(10 μL)DNTB 溶液,充分混合均匀,静置10 min。此次测得吸光度的波长为412 nm,活性巯基含量用下式求得:

式中:C——总巯基含量,μmol/L;

A——蛋白溶液于波长412 nm 处的吸光度;

ε——摩尔消光系数,此处取值为13.6 L/(μmol·cm);

L——光程,1 cm。

1.3.8 数据处理

利用SPSS 19.0 软件进行显著性分析,p<0.05 时说明有显著差异,图表利用Excel,Origin 2018 软件进行绘制,结果数据用平均数±标准误差来表示。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度下休闲豆干的色差变化

休闲豆干的总色差值变化见图1。

色差值是反映豆干色泽变化的主要指标,将测得的L,a,b 用总色差ΔE 来表示,即为样品的总色差,其中ΔE 数值越大,代表色差越大,反之则越小[16]。其数值可以通过下面的公式计算:

而通过对比分析不同贮藏温度下的休闲豆干样品的色差值ΔE(见图1),随着贮藏日期的增加,相同品牌不同贮藏温度下豆干的色差值变化都十分明显,且变化趋势是先增大后略微减小。由A 品牌豆干的色差值变化可以看出,25 ℃与37 ℃的豆干,在0~90 d 贮藏期间的色差值一直处于增大趋势,而在90 d 之后,出现了明显的下降,说明在这2 个贮藏温度之下的豆干在90 d 时色度差异较大,且最终值分别为初始色差值的2.47 倍,2.56 倍。而于4 ℃条件下贮藏的该品牌豆干的色差值变化是三者中最小的,最终值为初始值的2.45 倍。B 品牌豆干的总体色差值变化较小,最终色差值分别为初始值的1.41 倍(37 ℃),1.19 倍(25 ℃),1.36 倍(4 ℃)。C 品牌豆干的色差值变化皆处于上升趋势,且最终值分别为初始值的1.7 倍(37 ℃),1.48 倍(25 ℃),1.72 倍(4 ℃)。D 品牌豆干的色差值变化是4 种豆干中最显著的,其在80 d 时的色差值均达到了2 000 NBS,且最终色差值分别为起始值的2.21 倍(37 ℃),2.18 倍(25 ℃),2.06 倍(4 ℃)。

图1 休闲豆干的总色差值变化

2.2 不同贮藏温度下休闲豆干的pH 值变化

休闲豆干的pH 值变化见图2。

图2 休闲豆干的pH 值变化

pH 值是休闲豆干品质的重要评价指标[8]。由图2可以看出,A,D 2 种品牌豆干的pH 值变化趋势都是先升高再降低,之后再升高;B,C 2 种豆干的pH 值变化趋势为持续下降。而从整体来看,最初休闲豆干的pH 值为6 左右。但随着贮藏时间的增加,可能是由于贮藏期间体系内脂质的氧化产生了大量酸类物质,使得pH 值逐渐呈下降趋势。而后续pH 值逐渐上升的原因,可能是蛋白质氧化后,使得体系中产生氨与胺类等碱性物质,进而导致pH 值逐渐上升[17]。

2.3 不同贮藏温度下休闲豆干的水分活度变化

休闲豆干的水分活度变化见图3。

图3 休闲豆干的水分活度变化

水分活度是反映食品腐败程度的重要指标[18],Aw(水分活度)与食品中水及非水组分的结合程度呈负相关,Aw 较低时,食品的稳定性较好,食品不易腐败变质。在贮藏期间,Aw 的变化与水分的散失速度及水分结合状态均有关系[19]。而由图3 可以看出,这4 种在37,25,4 ℃条件下贮藏的豆干,其水分活度变化趋势均随着贮藏时间的延长而增大。而水分活度值的增大也表明了在贮藏后期,休闲豆干中的游离水与食品组分的结合逐渐变弱,从4 种豆干的水分活度变化趋势可得出,在90 d 时,水分活度都有了较为明显的增大趋势,与豆干的质构变软等现象相符。

2.4 不同贮藏温度下休闲豆干的羰基浓度变化

休闲豆干的蛋白质羰基浓度变化见图4。

图4 休闲豆干的蛋白质羰基浓度变化

高蛋白食品在贮藏期间其蛋白质经氧化会产生羰基及其化合物[20]。研究发现,随着贮藏时间越来越久,每种品牌休闲豆干的羰基化合物也逐渐变多。由图4 可以看出。4 种品牌的豆干在37,25,4 ℃的贮藏条件下的蛋白质羰基值浓度变化大致呈上升趋势,且37 ℃与25 ℃的羰基浓度始终大于4 ℃豆干的羰基浓度。

2.5 不同贮藏温度下休闲豆干的巯基浓度变化

休闲豆干的蛋白质活性巯基浓度变化见图5。

图5 休闲豆干的蛋白质活性巯基浓度变化

蛋白质氧化变性集合的程度化可由巯基浓度的变化反映出来[21]。蛋白质在氧化过程中空间结构发生变化,巯基被暴露,极易氧化生成二硫键,并且蛋白质氧化程度的大小与巯基浓度呈反比。由图5 可以看出,在休闲豆干贮藏期间,巯基浓度受贮藏温度与时间的影响较严重。在整个贮藏期间,4 种豆干的巯基浓度均处于逐渐下降的趋势。

2.6 回归方程的拟合

根据对各主要指标的相关性分析,用SPSS 19.0软件对4 种品牌蛋白质羰基浓度、巯基浓度变化拟合出回归方程。

蛋白质羰基浓度的拟合方程见表1,蛋白质巯基浓度的拟合方程见表2。

表1 蛋白质羰基浓度的拟合方程

表2 蛋白质巯基浓度的拟合方程

由表1 和表2 可以看出,蛋白质羰基浓度的回归方程拟合度最高的为Y=-0.007+(1.36×10-4)t+(2.057×10-3)T,其中t 为贮藏时间(d),T 为贮藏温度(℃);而蛋白质巯基值的最佳回归拟合方程为Y=0.119-0.001t+(1×10-4)T,t 为贮藏时间(d),T 为贮藏温度(℃)。

2.7 回归方程的验证

为验证所建立回归方程的可靠性,随机选取在37,25,4 ℃条件下贮藏的各品牌豆干的羰基浓度与巯基浓度进行验证。

蛋白质羰基浓度回归方程的验证见表3,蛋白质巯基浓度回归方程的验证见表4。

表3 蛋白质羰基浓度回归方程的验证

表4 蛋白质巯基浓度回归方程的验证

由表3 和表4 可以看出,2 个回归方程的验证误差均小于10%,验证情况符合事实。

3 结论

A,B,C,D 4 种品牌休闲豆干在不同贮藏温度下,随着贮藏时间逐渐延长,蛋白质羰基浓度的逐渐上升、蛋白质活性巯基浓度的逐渐下降、水分活度的不断增大。根据各指标的相关性分析,可得蛋白质羰基浓度与巯基浓度的拟合回归方程分别为Y=-0.007+(1.36×10-4)t+(2.057×10-3)T;Y=0.119-0.001t+(1×10-4)T。该方程能为湘派休闲豆干品质变化模型的建立提供理论指导。

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