玉米皮低聚糖阿魏酸酯对美拉德反应风味和中间产物的影响

摘要

低聚糖阿魏酸酯（FOs）因具有多种生理活性已引起了国内外浓厚的研究兴趣。FOs作为一种新型的功能性食品配料被美国FDA批准在焙烤食品等10多种食品中使用，且被列入“一般认为安全”（GRAS）的名单中。本研究利用玉米皮制备低聚糖阿魏酸酯，探讨其在美拉德反应过程中对4种α-二羰基化合物以及焙烤风味形成的影响，主要结论如下：
　　1、玉米皮低聚糖阿魏酸酯的制备
　　采用草酸水解法从玉米皮中提取低聚糖阿魏酸酯，在静态及动态吸附条件下比较HP-20和 D301两种树脂对低聚糖阿魏酸酯的纯化效果并比较不同浓度的乙醇对其洗脱的效率，最终确定选用HP-20树脂为吸附树脂，70％的乙醇为洗脱剂对低聚糖阿魏酸酯进行纯化。采用本法纯化的低聚糖阿魏酸酯的各项指标分别为：总糖734.3mg/g，还原糖178.9mg/g，总阿魏酸93.6mg/g，游离阿魏酸5.8mg/g，低聚糖的平均聚合度为4.1。
　　2、低聚糖阿魏酸酯对美拉德反应挥发性物质的影响
　　采用1mmol葡萄糖分别与1mmol天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸在160℃反应15min构建美拉德反应3种模拟体系，并以焙烤面团构建焙烤食品体系。利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC/MS），研究添加不同浓度的低聚糖阿魏酸酯对美拉德反应体系风味物质形成的影响。研究结果表明：添加低聚糖阿魏酸酯（1%和5%）显著促进糠醛、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚和对乙烯基愈疮木酚的形成，但抑制麦芽酚、雪松醇、吡嗪类、吡咯类和呋喃类等焙烤特征性风味物质的形成。因此，作为一种新型的天然功能性食品配料，低聚糖阿魏酸酯虽然被允许在焙烤食品中大量添加，但是考虑到其对食品风味的不良影响，在应用时应谨慎评估其添加量。
　　3、低聚糖阿魏酸酯在不同pH值下对美拉德反应中4种α-二羰基化合物形成的影响
　　以1mmol葡萄糖分别与1mmol天冬氨酸，天冬酰胺，谷氨酸构建美拉德反应3种模拟体系，研究不同pH条件下（5.0、6.0、7.0、8.0），添加低聚糖阿魏酸酯对4种α-二羰基化合物（乙二醛，丙酮醛，2,3-丁二酮，3-脱氧奥苏糖）形成的影响。结果显示，低聚糖阿魏酸酯显著抑制美拉德反应中二羰基化合物的产生。
　　添加0.1%的低聚糖阿魏酸酯后，乙二醛（GO）在葡萄糖/天冬氨酸、葡萄糖/天冬酰胺、葡萄糖/谷氨酸反应体系中的最大抑制率分别为79.6%、73.7%和77.0%；添加3%的低聚糖阿魏酸酯后，乙二醛的抑制率进一步增大，在pH8.0的条件下3种模拟体系中已检测不到乙二醛。pH值对乙二醛的抑制率影响显著，pH越高，乙二醛的抑制率越高。
　　在这3种模拟体系中，添加0.1%的低聚糖阿魏酸酯后，丙酮醛（MGO）的最大抑制率分别为59.7%、79.7%和66.0%；添加3%低聚糖阿魏酸酯后，丙酮醛的最大抑制率分别为92.9%、97.5%和71.6%。pH值对丙酮醛的抑制率影响显著，pH越高，丙酮醛的抑制率越高。
　　在这3种模拟体系中，添加0.1%的低聚糖阿魏酸酯后，3-脱氧奥苏糖（3-DG）的最大抑制率分别为62.9%、27.9%和36.0%；添加3%低聚糖阿魏酸酯后，3-脱氧奥苏糖的最大抑制率分别为94.9%、94.1%和79.9%。同样，pH值对3-脱氧奥苏糖的抑制率影响显著，pH越高，3-脱氧奥苏糖的抑制率越高。
　　在这3种模拟体系中，添加0.1%的低聚糖阿魏酸酯后，2,3-丁二酮（2,3-BD）的最大抑制率分别为80.6%、25.8%和59.9%；添加3%低聚糖阿魏酸酯后，2,3-丁二酮的最大抑制率分别为87.8%、76.4%和63.9%。pH值对2,3-丁二酮的抑制率影响显著，在葡萄糖/天冬氨酸体系中pH越高，抑制率越高；在葡萄糖/天冬酰胺体系中pH越低，抑制率越高；在葡萄糖/谷氨酸反应体系中，中性条件下抑制率最高。
　　4、低聚糖阿魏酸酯对美拉德反应3种模拟体系中晚期糖基化终产物（AGEs）的影响
　　在构建美拉德反应3种模拟体系后，采用荧光法研究低聚糖阿魏酸酯对晚期糖基化终产物形成的影响。结果显示，低聚糖阿魏酸酯的添加明显抑制了美拉德反应模拟体系中晚期糖基化终产物的产生。添加0.1%的低聚糖阿魏酸酯后，美拉德反应模拟体系的晚期糖基化终产物的形成受到了明显抑制；但在pH5.0和6.0时，葡萄糖/天冬氨酸体系中添加0.1%低聚糖阿魏酸酯表现出微弱的促进作用。当低聚糖阿魏酸酯添加量为3%时，所有模拟体系中的晚期糖基化终产物在所选取的pH值下都表现出强烈的抑制作用。

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第一章 绪论

1.1玉米麸皮

1.2阿魏酸

1.3低聚糖阿魏酸酯

1.4美拉德反应与食品风味

1.5美拉德反应中间产物

1.6 美拉德反应晚期糖基化终产物

1.7 立题背景与立题意义

1.8主要研究内容及创新之处

第二章 玉米皮低聚糖阿魏酸酯的制备

2.1前言

2.2实验材料与设备

2.3实验方法

2.4结果与分析

2.5本章小结

第三章 低聚糖阿魏酸酯对美拉德反应挥发性产物形成的影响

3.1 前言

3.2实验材料与设备

3.3 实验方法

3.4结果与分析

3.5本章小结

第四章 低聚糖阿魏酸酯对α-二羰基化合物和AGEs形成的影响

4.1前言

4.2实验材料与设备

4.3实验方法

4.4结果与分析

4.5本章小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在校期间发表论文情况

致谢

附录