冲泡温度对蜂蜜品质影响分析(一)
2022-07-19李琪琪李思忆王小斐
李琪琪,李思忆,王小斐
(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100193)
蜂蜜是由蜜蜂采集到的花蜜、花粉以及蜜蜂自身的分泌物混合而成的天然物质[1]。蜂蜜功效繁多,如润肠通便、抗氧化[2-3]、抑菌、调节血糖[4]、保护肝脏[5]等。蜂蜜中的主要营养物质是糖类,还原性的果糖和葡萄糖约占总糖的85%,除此之外还有蛋白质和一些微量物质[6-8],这些物质的共同作用对蜂蜜的功效和口味起到重要影响[9-10]。夏培康提出蜂蜜的食用方式应当是温水冲饮[11],并指出开水调和因水温过高会破坏其中酶、维生素等热不稳定营养物质,同时高温下会产生有害物质5-HMF。历年来关于蜂蜜适宜冲饮条件的研究多认为60℃以下的水温冲泡可避免其中热不稳定营养成分的丧失,如酶、维生素、多酚等,且以40~55℃的水温最优[11-13]。现阶段关于冲泡温度对蜂蜜品质影响的研究尚不足,未有实际数据指明蜂蜜随冲泡水温变化造成的关键营养成分的改变量及5-HMF 的生成量。基于此,通过模拟不同水温冲泡处理,对蜂蜜水中5 项理化指标(还原糖、5-HMF、淀粉酶、蔗糖转换酶、过氧化氢酶) 和感官评价综合分析,利用具体营养成分损失率及有害物质的产率来验证蜂蜜水应当用温水冲泡这一说法的科学性,并就营养成分丧失可能对功效造成的影响展开推测。
1 材料与方法
1.1 试验材料
实验选用市售槐花蜂蜜和枣花蜂蜜作为研究对象。使用仪器为超高效液相色谱串联四极杆质谱仪(美国waters 公司),配有ACQUITY UPLC-class 型超高效液相色谱仪,Xevo TQ-S型质谱仪;F200 型多功能酶标仪(瑞士Tecan公司);DZKW-S-8 型电热恒温水浴锅(北京市永光明医疗仪器有限公司);IMS-50 型全自动雪花制冰机(常熟市雪科电器有限公司);MX-S型混匀仪、TopPette 型移液器(北京大龙公司);H203-H 型金属浴(卡尤迪生物科技宜兴有限公司);i9 型紫外分光光度计(济南海能仪器股份有限公司);BSA124S-CW 型万分之一分析天平(德国赛多利斯公司)。
药品为斐林试剂A+B:福州飞净生物科技有限公司;葡萄糖(ACS)、乙酸(≥99%)、氯 化 钠(99.96% ±0.02%)、 可 溶 性 淀 粉(ACS)、碘(ACS)、甲酸(AR)、亚铁氰化钾(AR)、乙酸锌(AR):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;土壤蔗糖转换酶(S-SC)活性检测试剂盒(规格50T/24S):北京索莱宝科技有限公司;过氧化氢酶检测试剂盒(规格100T):上海碧云天生物技术有限公司;次甲基蓝(AR):天津市登峰化学试剂厂;5- 羟甲基糠醛(98%):上海思域化工科技有限公司。
1.2 测定指标与方法
实验模拟正常冲饮条件,以0℃、40℃、85℃三种水温的纯净水对槐花蜜和枣花蜜按0.1g/mL 浓度冲泡,置于室温下摇匀作为样品液,静止10 min 后进行成分分析。测定指标包括:还原糖、淀粉酶、蔗糖转换酶、过氧化氢酶、5-HMF、感官评价。
1.2.1 还原糖
试验采用直接滴定法。取标定过的斐林甲、乙液各5 mL、样品液5 mL 于锥形瓶加热至沸后加入0.1%次甲基指示剂2 滴,用葡萄糖标准溶液滴定至蓝色刚好消失,记录体积;加入斐林甲溶液、乙溶液各5 mL、样品液5 mL、比预试验结果少1.00 mL 的葡萄糖标准溶液于锥形瓶中,重复上述步骤记录用量。
1.2.2 淀粉酶
采用试管法设计淀粉酶含量的测定实验。样品液中加入酚酞指示剂1 滴, 用氢氧化钠溶液中和后定容至100 mL。取大小相同的试管12 只,按顺序分别加入蜂蜜溶液、蒸馏水、0.02 mol/L 乙酸溶液、0.1 mol/L 氯化钠溶液和1%淀粉溶液, 混匀后立即浸入40℃±2℃水浴中,放置1 h。取出后立即在冰浴中冷却,每一个试管中加入1 滴0.05 mol/L 碘溶液,摇匀后立即观察(必要时可多加1 滴碘溶液后观察)。此时各试管的颜色顺序为由黄色、红色、紫红色、紫色至蓝色。根据紫红色试管号数由表1 查得被测样品的淀粉酶值。
表1 蜂蜜淀粉酶值
1.2.3 蔗糖转换酶
采用可见分光光度法测定酶活性,按试剂盒说明书依次操作,于540 nm 处在酶标仪中测量。
1.2.4 过氧化氢酶
采用普通紫外分光光度法设计过氧化氢酶活性的测定实验,按试剂盒说明书依次操作,于240 nm 处在紫外分光光度计下测量。
1.2.5 5-HMF
5-HMF 标品,随后稀释至800、1 000、2 000、4 000PPB 浓度的标准品,形成5-HMF的标准曲线。各样品液分别取10 mL,加入4 mL 甲酸(0.01 mol/L),涡旋。每个试管中加入Carrez 试剂I、Carrez 试剂II 各0.5 mL,涡旋摇匀,静置30 min,以5 000 g 离心5 min,取上清液通过0.22 μm 的滤膜后,装入色谱小瓶,置于4℃条件下备用。
色谱柱:ACOUITY UPLC HSS-TS(100 mm×2.1 mm,1.8μm);流动相:A 为水,B 为乙腈;梯度洗脱:0~2.0 min,A 相维持99%,B相维持1%;2.0~3.0 min,A 相由99%变化至98.5%,B 相由1%变化至1.5%;3.0~4.0 min,A 相由98.5%变化至55%,B 相由1.5%变化至45%,4.0~5.0 min,A 相由55%变化至50%,B 相由45%变化至50%,5.0~6.0 min,A 相由50%变化至20%,B 相由50%变化至80%,6~7 min,A 相由20%变化至99%,B 相由80%变化至1%;7~8 min,A 相维持99%,B相维持1%。流速0.3 mL/min,柱温40℃,进样量1μL。
质谱条件,离子化模式:电喷雾负离子模式;毛细管电压:2.40 KV;源温度:150 ℃;脱溶剂气温度:550 ℃;雾化气流速:1000 L/h;采集模式:daughter scan。
1.2.6 感官评定
试验采用区别检验法设计实验。按0.2 g/mL 浓度比,用0℃、40℃、85℃的水温冲泡反复摇晃至完全溶解,优选30 名评级员组成感官评定小组,对3 种水温分别冲泡的槐花、枣花蜂蜜水进行品尝,按评分标准(见表2) 打分。
表2 感官评定标准
1.4 统计分析
对原始数据进行标准化处理,用差异倍数进行显著性分析,用EXCEL 作图。
2 结果分析
2.1 冲泡温度对蜂蜜水中酶值的影响
蜂蜜中含有大量的生物酶,主要有蔗糖转化酶、淀粉酶、过氧化氢酶等[14]。酶的活性常用于判断蜂蜜质量,如新鲜度、热加工程度、是否掺假等[15],除此之外,酶也是蜂蜜发挥助消化、抗氧化功效的重要原因[16]。
2.1.1 淀粉酶值变化及分析
蜂蜜中的淀粉酶包括α- 淀粉酶和β-淀粉酶[17],能将淀粉水解成糊精和麦芽糖。在动物饲料中已证实,淀粉酶补充剂可以提高能量利用率和营养消化率[18]
槐花蜜的冰水组和温水组酶值均为8.3,枣花蜂蜜中温水组酶值为10.9,略高于冰水组,两种蜂蜜中热水组淀粉酶值均低于此方法的检出限(见表1、表2)。陶琼[19]对蜂蜜进行热处理,用分光光度法测定淀粉酶值,发现处理时间为1 h、温度大于45℃时,酶活性随温度升高而降低。刘楠楠[20]对蜂蜜进行热处理,用目光比色法测定淀粉酶值,发现处理时间为1 h,温度大于60℃时,随温度升高,酶活性降低。本实验也遵循同样规律,认为;冰水冲泡对酶的活性有所抑制,且能在40℃水浴中逐步恢复活性[21],高温则不可逆地破坏了淀粉酶的活性。
2.1.2 蔗糖转化酶值变化及分析
蔗糖转化酶能将蔗糖分解为葡萄糖和果糖,这一过程在贮藏过程中也在持续进行。已有研究证明蔗糖转化酶活性受高温影响比淀粉酶大,更适合作为蜂蜜质量的测量指标[22]。与淀粉酶相似,蔗糖转化酶可以与幼龄动物消化系统内的酶起到互补的作用帮助消化[23-24]。
两种蜂蜜温水组与热水组之间的蔗糖转换酶含量均有显著性差异(表3),槐花蜜热水组较温水组蔗糖转换酶含量降低92.6%(图2),枣花蜜热水组较温水组蔗糖转换酶含量降低97.0%。槐花蜜温水组与冰水组之间也存在显著性差异,冰水组比温水组低13.7%,枣花蜜温水组与冰水组没有显著性差异。因为本方法需在37℃中保温24 h,被冰水可逆性抑制活性后,蔗糖转化酶在保温过程中逐渐恢复活性,故无法认定冰水冲泡与温水冲泡后蔗糖转换酶含量相同。薛艳辉[25]在一定温度和时间范围内对蜂蜜进行热处理,用铁氰化钾滴定法测定蔗糖转化酶含量,得出当温度大于30℃时,随温度的升高和时间的增加,蔗糖转化酶活性减少。这与本实验结果规律相同,温水冲泡蜂蜜中蔗糖转化酶活性较高,热水冲泡会导致蔗糖转换酶严重失活。
图2 不同水温冲泡对蜂蜜水中过氧化氢酶含量的影响
表3 不同水温冲泡槐花蜂蜜淀粉酶比色
表4 不同水温冲泡下枣花蜂蜜淀粉酶比色
表5 不同水温冲泡对蜂蜜中物质含量的影响
图1 不同水温冲泡对蜂蜜水中蔗糖转换酶含量的影响
2.1.3 过氧化氢酶值变化及分析
过氧化氢酶能催化底物的氧化还原反应,动物饲料中添加外源过氧化氢酶具有抗氧化[26]、抗炎[27]、免疫[28]、改善高脂膳食对肠道菌群产生的不利影响[29]等功能。
三种水温冲泡组间过氧化氢酶值皆有显著性差异(表3)。温水组中过氧化氢酶活性最高,达到120 ~160 ug/g·min-1,冰水组较之减少了50%,热水组较之减少了90% (图3),胡静等人[30]以不同温度水浴处理酵母菌液,用注射器法测定了过氧化氢酶活力,在0~60℃内,随温度升高,酵母菌过氧化氢酶活性先增大后减小;陈立等人[31]以不同温度水浴处理沙蛤过氧化氢酶液,用钼酸铵显色法测定酶活力,在20~70℃内,随温度升高,沙蛤过氧化氢酶活力先增大后减小,最适温度为30℃。本实验结果也遵循相同规律,三种温度冲泡的蜂蜜中,温水组活性最高,冰水组活性显著降低,热水组活性最低。
(未完待续)