木糖与甘氨酸美拉德反应产物抗氧化性能的研究

郭丽萍，王凤舞，刘翠翠

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109）

木糖与甘氨酸美拉德反应产物抗氧化性能的研究

郭丽萍，王凤舞，刘翠翠

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109）

以木糖和甘氨酸为底物，控制不同的物质的量（木糖与甘氨酸物质的量之比分别为1∶0.1、1∶0.2、1∶0.4）进行美拉德反应，制备了三种不同的美拉德反应产物，并通过还原能力、清除H2O2能力、清除羟基自由基（·OH）、清除超氧阴离子自由基（O2-·）、清除亚硝酸根（NO2-）等体系研究了美拉德反应产物的抗氧化性能。结果表明，三种反应产物均具有较强的抗氧化能力，随着反应产物浓度的增加，抗氧化能力增强；三种产物的还原能力和清除O2-·的能力相当；木糖与甘氨酸物质的量之比为1∶0.2的美拉德反应产物清除H2O2、·OH和NO2-的能力要强于物质的量之比为1∶0.1和1∶0.4的反应产物。

木糖，甘氨酸，美拉德反应，抗氧化性能

美拉德反应被称为非酶褐变，是食品原料中氨基化合物（氨基酸、肽和蛋白质）和羰基化合物（糖类）在食品加工和储藏过程中自然发生的反应[1]。美拉德反应产物的抗氧化活性是由Franzke和Iwainsky[2]于1954年首次发现的，他们对加入甘氨酸－葡萄糖反应产物的人造奶油的氧化稳定性进行了相关报道。直至上世纪八十年代，关于美拉德产物抗氧化活性研究才逐渐增多，并成为当今食品营养学和食品化学的热门课题[3]。美拉德反应产物被认为是天然的具有抗氧化活性的物质，其中某些物质的抗氧化能力可以与食品中常用的抗氧化剂相媲美[4-6]。本实验以木糖和甘氨酸为反应底物，制备了三种美拉德反应产物，并研究了产物的抗氧化能力，为美拉德反应产物的应用提供了一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘氨酸 生化试剂；D-木糖、邻苯三酚、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、邻二氮菲、硫酸亚铁、双氧水、抗坏血酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、铁氰化钾、盐酸、三氯化铁、亚硝酸钠、三氯乙酸等药品 均为分析纯。

WFL UV-2000紫外可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；Anke TDL-5飞鸽牌离心机、ETTLer AE100电子秤 上海天达仪器有限公司；DK-S24型电热恒温水浴锅 龙口市尼科仪器有限公司；PHS-3C精密pH计 上海雷磁仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 美拉德反应产物的制备[7-9]称取木糖7.5065g三份，分别加入甘氨酸0.3754、0.7507、1.5014g，用蒸馏水溶解，用0.15mol/L的NaHCO3溶液调节pH为7.5，溶液总体积为50mL，使木糖与甘氨酸的物质的量比分别为1∶0.1、1∶0.2、1∶0.4，在100℃回流加热510min，得到美拉德反应产物（MRPS）。

1.2.2 还原能力的测定[10]向2mL pH6.6的磷酸盐缓冲液中，分别加入不同体积的美拉德反应产物溶液，然后加入1%的铁氰化钾溶液2mL，混合均匀后在50℃恒温水浴锅上水浴20min，然后再加入2mL 10%的三氯乙酸溶液，然后以3000r/min离心分离10min。离心之后取上层清液4mL，加入蒸馏水4mL以及0.1% FeCl3溶液0.8mL，定容至50mL的容量瓶中，在700nm处测定吸光度，吸光度越高，还原能力越强。

1.2.3 清除H2O2能力的测定 用pH7.4的磷酸盐缓冲液配制10mmol/L的H2O2，取4mL上述已经配好的溶液分别加入100mL的容量瓶中，然后分别加入不同体积的美拉德反应产物溶液，混合均匀后加水定容至100mL，在248nm波长处测得其吸光度为A1，实验中以不加反应产物溶液的H2O2吸光度为A0，以不加H2O2的反应产物溶液吸光度为A2。

1.2.4 清除羟基自由基（·OH）能力的测定[11-12]取5mmol/L的邻二氮菲溶液1.2mL，加入pH7.4的磷酸盐缓冲液1.6mL，加入7.5mol/L的FeSO4溶液0.8mL，充分混匀，再加入1.0mol/L H2O20.8mL，用蒸馏水补充至10.0mL，于37℃加热1h，在510nm波长处测定吸光度为A1；之后分别加入不同体积的美拉德反应产物溶液，再加入1.0mol/L的H2O20.8mL，在37℃加热1h后，测吸光度，此吸光度为A2；不加反应产物和H2O2的吸光度为A0。

1.2.5 清除超氧阴离子自由基（O2-·）能力的测定[13]向容量瓶中分别加入不同体积的美拉德反应产物溶液，然后加入pH8.2的磷酸盐缓冲溶液4.5mL，再加入50mmol/L邻苯三酚溶液5mL，迅速摇匀定容，在322nm波长处测吸光度A；空白以蒸馏水代替样品液，测定吸光度A0。

1.2.6 清除亚硝酸离子（NO2-）能力的测定[13]准确量取5mg/L NaNO2溶液1.6mL，置于50mL的容量瓶中，然后分别加入不同体积的美拉德反应产物溶液，在37℃恒温水浴中反应10min，取出后加入0.4%的对氨基苯磺酸1.6mL，摇匀静置4min，再加入2.0%盐酸萘乙二胺0.8mL，摇匀加水定容，之后静置15min，于538nm波长处测量吸光度，按照下式计算样品液对NO2-的清除率。不添加美拉德反应产物时所测定的吸光度为A2，其他添加量下所测得的为样品吸光度A1。

2 结果与分析

2.1 还原能力的测定

从图1可以看出，还原能力随着反应产物浓度的增加而增大，但是当产物溶液添加到0.4mL以上时，还原能力增加缓慢，且三种美拉德反应产物的还原能力相当；测得加入相同浓度的抗坏血酸溶液1.5mL时，吸光度为0.582，说明美拉德反应产物的还原能力要强于抗坏血酸溶液。

图1 美拉德反应产物的还原能力Fig.1 Reducing power of MRPs

2.2 清除H2O2的能力

图2 美拉德反应产物清除H2O2的能力Fig.2 Scavenging effect of MRPs on the hydrogen peroxide

从图2中可以看出，随着美拉德反应产物浓度的增加，清除H2O2的能力不断增大；其中，木糖-甘氨酸摩尔比为1∶0.2的反应产物清除H2O2的能力最强，当添加量为0.4mL时，清除率就接近90%，而摩尔比1∶0.1、1∶0.4的清除率分别为20%、60%；测得加入相同浓度的抗坏血酸溶液0.4mL时，清除率就达到了100%，可见美拉德产物清除H2O2的能力稍弱于抗坏血酸。

2.3 清除羟基自由基（·OH）的能力

由图3可以看出，清除羟基自由基的能力与美拉德反应产物浓度有一定关系，即随着产物浓度的增加，清除能力不断增大；其中木糖-甘氨酸摩尔比为1∶0.2的反应产物清除羟基能力最强，1∶0.4的次之，1∶0.1的最弱；当产物添加量为0.8mL时，清除羟基能力分别为73.21%、51.32%、36.76%；测得加入相同浓度的抗坏血酸溶液0.4mL时，清除率就达到80%以上，加入0.8mL时，达到了100%，可见美拉德反应产物清除羟基的能力比抗坏血酸要差一些。

图3 美拉德反应产物清除羟基自由基的能力Fig.3 Scavenging effect of MRPs on the hydroxyl radical（·OH）

2.4 清除超氧阴离子自由基（O2-·）的能力

图4 美拉德反应产物清除超氧阴离子自由基的能力Fig.4 Scavenging effect of MRPs on the hydrogen peroxide

结果如图4，三种美拉德反应产物清除超氧阴离子自由基的能力相当，清除率保持在30%~40%；当产物添加量达到0.2mL后，清除能力增加不明显；测得加入相同浓度的抗坏血酸溶液0.4mL时，清除率达到86%，说明美拉德反应产物的抗氧化能力比抗坏血酸要差。

2.5 清除亚硝酸根（NO2-）的能力

图5 美拉德反应产物清除亚硝酸根的能力Fig.5 Scavenging effect of MRPs on the nitrite

由图5中可以看出，随着美拉德反应产物浓度的增加，清除亚硝酸根的能力不断增大；其中木糖-甘氨酸摩尔比为1∶0.2的反应产物清除亚硝酸根能力最强，1∶0.4的次之，1∶0.1的最弱，当添加量达到1.0mL后，1∶0.2和1∶0.4的反应产物清除能力基本趋于一致，达到60%；测得加入相同浓度的抗坏血酸溶液0.5mL时，清除率达到60%左右，说明美拉德反应产物清除亚硝酸根能力较抗坏血酸要弱一些。

3 结论

本研究以木糖、甘氨酸为反应底物，制备了三种不同摩尔比的美拉德反应产物，并对各种产物的抗氧化能力进行了测定。结果表明，各种产物均具有较好的抗氧化能力，随着浓度的增加，抗氧化能力增强；其中三种产物的还原能力和清除超氧阴离子自由基的能力相当，木糖-甘氨酸摩尔比为1∶0.2的反应产物清除H2O2能力、清除羟基自由基能力和清除亚硝酸根的能力强于其它两种反应产物。由此可见，木糖-甘氨酸美拉德反应产物具有较好的抗氧化能力，可以清除体内过剩的自由基，但对于美拉德反应产物的具体组成、结构和性质以及作用机理有待进一步研究。且木糖-甘氨酸美拉德反应初期产物也具有抗氧化能力[9]，对于反应过程中产物的抗氧化能力的变化也有待于研究，找出抗氧化能力相对较强的产物，对于其应用具有实际意义。

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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

郭丽萍（1981-），女，讲师，硕士，研究方向：天然产物的纯化及生理活性。

国家教育部高等学校特色专业建设项目（TS10943）。