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戚风蛋糕是常见的蛋糕品种之一,其主要成分为小麦粉、鸡蛋蛋清、白砂糖、植物油。在高温烘焙条件下,蛋糕中的油脂、蛋白质及糖类会发生一系列化学反应,包括油脂氧化、美拉德反应、焦糖化作用,可能会产生高活性的1,2-二羰基化合物如乙二醛(glyoxal,GO)、丙酮醛(methylglyoxal,MGO)及晚期糖基化终产物(advanced glycation end products,AGEs)。而该类物质摄入体内,蓄积后会诱发糖尿病并发症和心脑血管疾病等慢性病症,危害人体健康。本文分别建立油脂体系、卵白蛋白(OVA,ovalbumin)-糖体系和戚风蛋糕体系,研究蛋糕加工过程中产生GO/MGO和AGEs的影响因素,并添加抑制剂(主要为五种黄酮:槲皮素、芦丁、染料木素、儿茶素、木犀草素),对体系中GO/MGO和AGEs的形成进行有效调控,从而提高烘焙食品安全性。1、油脂体系:采用rancimat油脂氧化稳定性测定仪考察烘焙油脂配方中几种常用油脂(玉米油、大豆油、棕榈油、植物黄油)在不同温度下,油脂诱导时间,过氧化值(POV)以及GO/MGO形成量的变化过程,并研究黄酮(槲皮素、芦丁、染料木素、儿茶素、木犀草素)或抗氧化剂(TBHQ)对油脂氧化和形成GO/MGO过程的影响。结果表明:(1)同种油脂随着温度升高,诱导时间降低;不同种油脂在同种温度下的诱导时间递增顺序依次为大豆油、玉米油、植物黄油、棕榈油。(2)POV随着时间的延长均增大到最大值,而后或维持在最大值或逐步降低;同一温度下玉米油达到POV值极值点最为迅速,最易氧化;同种油脂在不同温度下POV值达到最高值时间大于诱导时间,且随着温度的升高逐渐接近诱导时间。(3)油脂在高温加热(130-210℃)过程中均会产生GO/MGO,其中GO生成量远高于MGO,且在油脂氧化变质(诱导时间点)之前即已产生,过氧化值达到最高点后GO产生的量持续增加到一定值达到平衡。不同温度差异性显著。(4)黄酮能减缓油脂氧化进程,使得诱导时间推迟2-3倍;且在添加量1.00 mmol/L,反应1h对GO/MGO的抑制率分别达到64.80%和21.96%,TBHQ与本实验所选黄酮相比抑制油脂氧化的效果最强,但对GO和MGO的抑制作用较弱。2、OVA-糖体系:模拟烘焙蛋糕体系,考察该体系产生GO/MGO和荧光性AGEs的影响因素:底物、底物浓度、温度、pH值、黄酮。以上各因素对体系中GO/MGO和AGEs的形成均有影响。(1)不同糖种类引发OVA蛋白糖基化产生GO与MGO量总和由高到低依次为木糖、阿拉伯糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、木糖醇,与荧光性AGEs生成量一致。(2)随着底物浓度的增加、温度的升高及反应时间的延长,GO/MGO和AGEs产生量逐步增加到一定时间维持在一定的量。(3)在高温(≥ 150℃)条件下,GO和AGEs,反应到一定时间后均出现大幅下降趋势;温度越高,底物浓度越大,到达下降点的时间越短,下降趋势越明显。(4)碱性越强GO/MGO和AGEs生成量越高,且达到平衡期的时间越短。(5)天然黄酮随着添加浓度的增加抑制效果不断增强,对荧光性AGEs与GO+MGO的共同抑制作用相一致,由高到低依次为:槲皮素、芦丁、木犀草素、染料木素、儿茶素。当槲皮素添加量为1.00 mmol/L时,对荧光性AGEs及GO+MGO的共同抑制率分别达到80.02%和50.59%。3、市售蛋糕中GO的含量范围为12.2-36.0 μg/g DW,平均值为21.3 μg/g DW;MGO的含量范围为16.6-97.8 μg/g DW,平均值为44.3 μg/g DW。本章以戚风蛋糕为研究对象,选择不同加工工艺(蒸、烤、温度、时间)及配方(糖种类、油脂种类、酸度调节剂、蛋白蛋黄比例),分析了蛋糕中GO、MGO及AGEs含量的变化,并通过添加天然黄酮(槲皮素、芦丁、染料木素、木犀草素、儿茶素)对抑制烘焙蛋糕中GO、MGO及AGEs形成。(1)温度:体系中GO/MGO和AGEs的含量随着温度的升高(150-190℃)及时间的延长(20-35 min)呈正相关,MGO含量随温度上升的幅度高于GO;同一温度下MGO值均高于GO值。(2)糖种类对蛋糕中GO/MGO和AGEs的影响与OVA—糖体系较为一致。(3)油脂对GO/MGO和AGEs生成量的影响由高到低依次为玉米油、大豆油、棕榈油、植物黄油,与油脂体系中GO/MGO生成量排序一致。(4)两种加工方式中GO/MGO和AGEs的含量随着酸度调节剂的增加,蛋糕体系pH值(8.5-5.4)降低,而呈下降趋势。(5)添加蛋黄低于40%,随着蛋黄的添加量减少有害指标均能显著降低。(6)由于高温烘焙,烤蛋糕中有害产物GO/MGO和AGEs高于蒸蛋糕;(7)黄酮(槲皮素、芦丁、染料木素、木犀草素、儿茶素)对蛋糕中GO+MGO的总抑制效果及AGEs的抑制效果与OVA-葡萄糖体系排序一致,蛋糕体系最佳添加量为0.3%。在考虑蛋糕口感的前提下,优选芦丁、染料木素、儿茶素、木犀草素。高温条件下黄酮稳定性下降,剩余率依次为:染料木素(97.79%)、芦丁(90.73%)、儿茶素+儿茶素异构体(42.84%+21.59%)(加热后部分儿茶素转化为同分异构体);采用LC-MS分析芦丁和儿茶素在蛋糕烘焙过程中的结构变化,发现两种黄酮均有捕获MGO的加合产物(芦丁-MGO或儿茶素-MGO)形成。