含花青素大豆蛋白可食膜对油脂贮藏的影响

马 越张 超赵晓燕马 丹,岳喜庆雷安亮

(北京市农林科学院蔬菜研究中心1,北京 100097)

(沈阳农业大学食品学院2,沈阳 110161)

含花青素大豆蛋白可食膜对油脂贮藏的影响

马 越1张 超1赵晓燕1马 丹1,2岳喜庆2雷安亮2

(北京市农林科学院蔬菜研究中心1,北京 100097)

(沈阳农业大学食品学院2,沈阳 110161)

研究了含花青素可食性大豆蛋白膜(BEF)对油脂贮藏中品质的影响。使用保鲜膜、大豆蛋白膜以及分别含有VE、BHA和花青素大豆蛋白膜等包装油脂,检测贮藏过程中油脂酸价、过氧化值和羰基价等变化。与大豆蛋白膜相比,BEF具有较强抑制油脂氧化、延缓油脂酸败的能力;同时,BEF还具有最强的抗拉强度[(3.80±0.782)MPa]以及较低的水蒸气透过率 [(15.7±0.113)g·m-2·d-1·MPa-1]和透氧率[(17.0±0.474)mL·m-2·d-1·MPa-1],也比目前常用的 PE保鲜膜具有更好的阻隔能力。因此,BEF作为包装材料可以有效延长油脂贮藏期。

可食性膜 大豆蛋白 花青素 油脂 贮藏

可食膜是一种可食用、可降解的新型环保包装材料[1]。具有较强阻水和阻氧能力的可食膜将有效保持产品品质和延长产品贮藏期[2-3]。Khwaldia等[4]研究发现乳清蛋白膜包装肉制品可以减少肉制品汁液流失,色泽变化以及脂肪氧化。Rojas-Graü等[5]使用多糖膜包装鲜切苹果,既延长货架期,还减少微生物污染。

目前,预防油脂氧化主要是使用高阻隔性包装材料和添加抗氧化剂(VE或BHA等)两条途径。然而,在追求天然、安全和营养的潮流中,人们趋向于使用天然抗氧化剂。花青素作为一种抗氧化剂,具有天然、安全、营养和色彩艳丽等优点[6]。并且,花青素对人类还具有抵抗疲劳和保护视力等功能[7-8],是一种兼具抗氧化和营养功能的优质食品添加剂,将具有取代合成抗氧化剂的潜力。

本课题组研究发现大豆蛋白膜具有良好的阻油性和阻隔性[9]。因此,本试验拟向可食性大豆蛋白膜中添加花青素,利用膜的阻隔性和花青素的抗氧化性来延长油脂的贮藏期。该膜优点在于可食用、可降解,符合环保要求;同时花青素作为一种天然抗氧化剂,符合时代需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

大豆分离蛋白(GS5000型):谷神生物科技集团有限公司;甘油:北京化工厂;油脂:猪油,市售;越橘花青素(BE):纯度 25%,桂林莱茵生物科技股份有限公司;维生素 E(VE):北京世纪银丰科技发展有限公司;叔丁基对羟基茴香醚(BHA):Sigma公司。

BM-1型混合仪:日本 Nihonseiki公司;S M-112型测厚仪:日本 TECLOCK公司;UV-3802型紫外可见分光光度计:龙尼柯仪器有限公司;VAC-V1型气体渗透仪:兰光机电技术发展中心;TA-XT2i质构仪:TA公司。

1.2 大豆蛋白膜制备方法

大豆蛋白膜(SPIF)制备方法参照本课题组已报道方法[9]。其中,花青素大豆蛋白膜 (BEF)、VE膜(VEF)和 BHA膜 (BHAF)制备与 SPIF区别在于在成膜液中分别添加BE、VE和BHA(1.5 g/100 mL)。

1.3 过氧化值、羰基价和酸价测定方法

猪油在温度 36℃、湿度 40%和自然光照条件下贮藏 5周。其过氧化值 (POV)测定方法参照 GB/T 5538—1995;羰基价(CV)测定方法参照 GB/T 5009. 37—2003;酸价(AV)测定方法参照 GB/T 5009.37—2003。

1.4 膜性能测定方法

膜的厚度、膜抗拉强度、断裂伸长率(E%)、透氧率和水蒸气透过率(WVP)均参照本课题组已报道方法进行测定[9]。

1.5 数据处理

每个试验均有 3组以上平行试验,剔去不合理的试验结果,取其平均值,计算标准偏差,并进行显著性分析(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏方式对油脂品质的影响

首先比较不同贮藏方式对油脂性质的影响分别考察直接向油脂中添加 BE、使用 SPIF和 BEF包装对贮藏过程中猪油品质的影响(图 1)。

图1 BE、SPIF和BEF对油脂贮藏过程中性质的影响

POV反映每千克猪油中含有过氧化物的物质的量,是评价油脂酸败最敏感和最广泛使用的指标[10-11]。CV是评价猪油中酮类物质和羟基自由基数量的指标,一般随油脂酸败而增加[11]。AV反映猪油酸败的程度,但是,研究显示猪油酸败是由多种因素共同作用,比如水解反应会提高 AV,而酯化反应降低 AV[10]。因此,只有在简单的系统中,AV会随着油脂的酸败而升高。在本研究中,AV主要受到猪油和水或氧气,及其猪油和抗氧化剂的相互作用的影响,因此,AV升高代表猪油酸败程度增加。

BE组在第 4～5周有效延缓的猪油氧化现象,与Viljanen等[12]结论一致。因为,猪油 POV在贮藏第 4～5周中与对照组具有显著性差别,而且猪油的AV在第 3～5周中也与对照组具有显著性差别。SPIF组在第 3～5周有效延缓猪油氧化现象。其中,猪油的 POV在贮藏期间均与对照组具有显著性差别,而CV和AV在贮藏第 3～5周与对照组具有显著性差别。类似的结论在使用 SPIF包装沙丁鱼[13]和牛肉[14-15]中也获得证实。BEF在贮藏的第 2～5周均有效抑制猪油酸败的发生,其 CV和AV在贮藏期间与对照组相比均具有显著性差别。所以,BEF比BE组和 SPIF具有更强的抗氧化性能。

因此,抑制猪油氧化能力顺序为:BEF>SPIF> BE>对照组。

2.2 不同膜对油脂贮藏的影响

不同贮藏方式对猪油品质影响研究中发现BEF能有效抑制猪油酸败。Osés等[16]研究发现在可食膜中添加一些抗氧化剂,如牛至提取物、迷迭香提取物和葡萄籽提取物等,能够有效延缓牛肉、猪肉或沙丁鱼产品的酸败,延长货架期[13-15,17-18]。而上述的抗氧化剂中,花青素是主要物质之一。但是,在 SPIF中添加BE对猪油贮藏的影响还未见报道。

分别用 PE保鲜膜(PEF)、VEF、BHAF和BEF为包装材料,考察猪油贮藏过程中品质变化 (表 1)。PEF组的 POV在第 3～5周与BEF组呈现显著性差别,CV和AV在第 5周与BEF组具有显著性差别。因此,PEF延缓油脂氧化能力低于 BEF。VEF组在第4～5周与BEF组显示显著性差别,由于 POV是一种对氧化非常敏感的指标[10-11],因此证明 BEF在4周以内是可以有效防止猪油氧化。同时,VEF组CV和AV的变化与 BEF组相似。相似的结果也在预制牛肉饼中获得验证[14,17]。BHAF组延缓猪油氧化的效果与 BEF组相似。与研究结论相似,Kleen等[18]发现在玉米蛋白膜中添加 BHA也有效抑制被包装油脂的氧化现象。

因此,BEF抗氧化性能比 PEF和 VEF强,与BHAF的抗氧化能力相当。

表1 不同包装膜对猪油品质的影响

2.3 各种膜机械及其阻隔性能的比较

研究发现 SPIF、VEF、BHAF和BEF均有较好的阻油性,可以包装油脂,与 Wang等[19]研究结果类似。因此,进一步研究各种膜的机械和阻隔性能,结果见表2。

表2 各种膜机械及其阻隔性能

BEF的抗拉强度与 SPIF相似,而 VEF和BHAF的抗拉强度显著低于 SPIF。Sivarooban等[20]指出花青素与蛋白质结合强度与多种因素有关,如花青素类型、花青素组成和蛋白质结构等。结果证明BE与大豆蛋白未发生显著的结合,未显著提高膜的抗拉强度。而 VE和 BHA的添加显著降低其膜抗拉强度,原因可能在于其分子具有较强的疏水性。

BEF的 WVP在所有测试膜中是最低的,并与SPIF、VEF和 BHAF具有显著性差别。BEF的透氧率在所有测试膜中也是最低的,与VEF和BHAF具有显著性差别。原因在于花青素与大豆蛋白亲水性侧链相互交联[21],提高对水分和氧气的阻隔能力。值得注意的是 BEF的透氧率 (17.0 mL·m-2·d-1·MPa-1)显著低于 PEF(108.3 mL·m-2·d-1· MPa-1)。

3 结论

在 5周的贮藏期中,BEF有效延缓猪油酸败现象。BEF具有比 PEF和 VEF更强抑制猪油氧化的能力,与BHAF具有相似的抗氧化能力;另一方面, BEF还具有较强的抗拉强度和较低的WVP和透氧率。因此,BEF可有有效包装油脂类产品。

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Soybean Protein Edible Fil m Incorporated with Anthocyanins Effective on Grease Storage

Ma Yue1Zhang Chao1Zhao Xiaoyan1Ma Dan1,2Yue Xiqing2LeiAnliang2

(Beijing Academy ofAgriculture and Forestry Sciences,Vegetable Research Center1,Beijing 100097)
(College of Food Science and Technology,ShenyangAgriculture University2,Shenyang 100161)

The effect of soybean isolate protein edible fil m incorporated with anthocyanins(BEF)on the storage of grease was evaluated.The peroxide value,carbonyl value,and acid value of grease packaged byBEF was compared with those of the polyethylene fil m and soybean isolate protein fil m incorporated with VE orBHA.Results:The antiox2 idant effect ofBEF is better than that of the polyethylene films and isolate protein edible film incorporated with VE. Further more,BEF presents stronger tensile strength[(3.80±0.782)MPa],lowerwater vapor permeability[(15.7± 0.113)g·m-2·d-1·MPa-1]and oxygen per meability[(17.0±0.474)mL·m-2·d-1·MPa-1].BEF has ad2 vantages of both the strong antioxidant capacity ofBE and the tow oxygen permeability of SPIF.Therefore,BEF,being used as a packingmaterial,can extend the storage period of grease effedively.

edible film,soybean isolate protein,anthocyanin,grease,storage

TS201.9 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)03-0022-04

2009-03-29

马越,女,1971年出生,副研究员,食品功能性因子的研究

赵晓燕,女,1969年出生,研究员,食品功能性因子的研究