含花青素大豆蛋白可食膜對油脂貯藏的影響

馬 越張 超趙曉燕馬 丹,岳喜慶雷安亮

(北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心1,北京 100097)

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院2,沈陽 110161)

含花青素大豆蛋白可食膜對油脂貯藏的影響

馬 越1張 超1趙曉燕1馬 丹1,2岳喜慶2雷安亮2

(北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心1,北京 100097)

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院2,沈陽 110161)

研究了含花青素可食性大豆蛋白膜(BEF)對油脂貯藏中品質(zhì)的影響。使用保鮮膜、大豆蛋白膜以及分別含有VE、BHA和花青素大豆蛋白膜等包裝油脂,檢測貯藏過程中油脂酸價、過氧化值和羰基價等變化。與大豆蛋白膜相比,BEF具有較強(qiáng)抑制油脂氧化、延緩油脂酸敗的能力;同時,BEF還具有最強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度[(3.80±0.782)MPa]以及較低的水蒸氣透過率 [(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保鮮膜具有更好的阻隔能力。因此,BEF作為包裝材料可以有效延長油脂貯藏期。

可食性膜 大豆蛋白 花青素 油脂 貯藏

可食膜是一種可食用、可降解的新型環(huán)保包裝材料[1]。具有較強(qiáng)阻水和阻氧能力的可食膜將有效保持產(chǎn)品品質(zhì)和延長產(chǎn)品貯藏期[2-3]。Khwaldia等[4]研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白膜包裝肉制品可以減少肉制品汁液流失,色澤變化以及脂肪氧化。Rojas-Graü等[5]使用多糖膜包裝鮮切蘋果,既延長貨架期,還減少微生物污染。

目前,預(yù)防油脂氧化主要是使用高阻隔性包裝材料和添加抗氧化劑(VE或BHA等)兩條途徑。然而,在追求天然、安全和營養(yǎng)的潮流中,人們趨向于使用天然抗氧化劑。花青素作為一種抗氧化劑,具有天然、安全、營養(yǎng)和色彩艷麗等優(yōu)點(diǎn)[6]。并且,花青素對人類還具有抵抗疲勞和保護(hù)視力等功能[7-8],是一種兼具抗氧化和營養(yǎng)功能的優(yōu)質(zhì)食品添加劑,將具有取代合成抗氧化劑的潛力。

本課題組研究發(fā)現(xiàn)大豆蛋白膜具有良好的阻油性和阻隔性[9]。因此,本試驗(yàn)擬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來延長油脂的貯藏期。該膜優(yōu)點(diǎn)在于可食用、可降解,符合環(huán)保要求;同時花青素作為一種天然抗氧化劑,符合時代需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

大豆分離蛋白(GS5000型):谷神生物科技集團(tuán)有限公司;甘油:北京化工廠;油脂:豬油,市售;越橘花青素(BE):純度 25%,桂林萊茵生物科技股份有限公司;維生素 E(VE):北京世紀(jì)銀豐科技發(fā)展有限公司;叔丁基對羥基茴香醚(BHA):Sigma公司。

BM-1型混合儀:日本 Nihonseiki公司;S M-112型測厚儀:日本 TECLOCK公司;UV-3802型紫外可見分光光度計:龍尼柯儀器有限公司;VAC-V1型氣體滲透儀:蘭光機(jī)電技術(shù)發(fā)展中心;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀:TA公司。

1.2 大豆蛋白膜制備方法

大豆蛋白膜(SPIF)制備方法參照本課題組已報道方法[9]。其中,花青素大豆蛋白膜 (BEF)、VE膜(VEF)和 BHA膜 (BHAF)制備與 SPIF區(qū)別在于在成膜液中分別添加BE、VE和BHA(1.5 g/100 mL)。

1.3 過氧化值、羰基價和酸價測定方法

豬油在溫度 36℃、濕度 40%和自然光照條件下貯藏 5周。其過氧化值 (POV)測定方法參照 GB/T 5538—1995;羰基價(CV)測定方法參照 GB/T 5009. 37—2003;酸價(AV)測定方法參照 GB/T 5009.37—2003。

1.4 膜性能測定方法

膜的厚度、膜抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率(E%)、透氧率和水蒸氣透過率(WVP)均參照本課題組已報道方法進(jìn)行測定[9]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

每個試驗(yàn)均有 3組以上平行試驗(yàn),剔去不合理的試驗(yàn)結(jié)果,取其平均值,計算標(biāo)準(zhǔn)偏差,并進(jìn)行顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏方式對油脂品質(zhì)的影響

首先比較不同貯藏方式對油脂性質(zhì)的影響分別考察直接向油脂中添加 BE、使用 SPIF和 BEF包裝對貯藏過程中豬油品質(zhì)的影響(圖 1)。

圖1 BE、SPIF和BEF對油脂貯藏過程中性質(zhì)的影響

POV反映每千克豬油中含有過氧化物的物質(zhì)的量,是評價油脂酸敗最敏感和最廣泛使用的指標(biāo)[10-11]。CV是評價豬油中酮類物質(zhì)和羥基自由基數(shù)量的指標(biāo),一般隨油脂酸敗而增加[11]。AV反映豬油酸敗的程度,但是,研究顯示豬油酸敗是由多種因素共同作用,比如水解反應(yīng)會提高 AV,而酯化反應(yīng)降低 AV[10]。因此,只有在簡單的系統(tǒng)中,AV會隨著油脂的酸敗而升高。在本研究中,AV主要受到豬油和水或氧氣,及其豬油和抗氧化劑的相互作用的影響,因此,AV升高代表豬油酸敗程度增加。

BE組在第 4～5周有效延緩的豬油氧化現(xiàn)象,與Viljanen等[12]結(jié)論一致。因?yàn)?豬油 POV在貯藏第 4～5周中與對照組具有顯著性差別,而且豬油的AV在第 3～5周中也與對照組具有顯著性差別。SPIF組在第 3～5周有效延緩豬油氧化現(xiàn)象。其中,豬油的 POV在貯藏期間均與對照組具有顯著性差別,而CV和AV在貯藏第 3～5周與對照組具有顯著性差別。類似的結(jié)論在使用 SPIF包裝沙丁魚[13]和牛肉[14-15]中也獲得證實(shí)。BEF在貯藏的第 2～5周均有效抑制豬油酸敗的發(fā)生,其 CV和AV在貯藏期間與對照組相比均具有顯著性差別。所以,BEF比BE組和 SPIF具有更強(qiáng)的抗氧化性能。

因此,抑制豬油氧化能力順序?yàn)?BEF>SPIF> BE>對照組。

2.2 不同膜對油脂貯藏的影響

不同貯藏方式對豬油品質(zhì)影響研究中發(fā)現(xiàn)BEF能有效抑制豬油酸敗。Osés等[16]研究發(fā)現(xiàn)在可食膜中添加一些抗氧化劑,如牛至提取物、迷迭香提取物和葡萄籽提取物等,能夠有效延緩牛肉、豬肉或沙丁魚產(chǎn)品的酸敗,延長貨架期[13-15,17-18]。而上述的抗氧化劑中,花青素是主要物質(zhì)之一。但是,在 SPIF中添加BE對豬油貯藏的影響還未見報道。

分別用 PE保鮮膜(PEF)、VEF、BHAF和BEF為包裝材料,考察豬油貯藏過程中品質(zhì)變化 (表 1)。PEF組的 POV在第 3～5周與BEF組呈現(xiàn)顯著性差別,CV和AV在第 5周與BEF組具有顯著性差別。因此,PEF延緩油脂氧化能力低于 BEF。VEF組在第4～5周與BEF組顯示顯著性差別,由于 POV是一種對氧化非常敏感的指標(biāo)[10-11],因此證明 BEF在4周以內(nèi)是可以有效防止豬油氧化。同時,VEF組CV和AV的變化與 BEF組相似。相似的結(jié)果也在預(yù)制牛肉餅中獲得驗(yàn)證[14,17]。BHAF組延緩豬油氧化的效果與 BEF組相似。與研究結(jié)論相似,Kleen等[18]發(fā)現(xiàn)在玉米蛋白膜中添加 BHA也有效抑制被包裝油脂的氧化現(xiàn)象。

因此,BEF抗氧化性能比 PEF和 VEF強(qiáng),與BHAF的抗氧化能力相當(dāng)。

表1 不同包裝膜對豬油品質(zhì)的影響

2.3 各種膜機(jī)械及其阻隔性能的比較

研究發(fā)現(xiàn) SPIF、VEF、BHAF和BEF均有較好的阻油性,可以包裝油脂,與 Wang等[19]研究結(jié)果類似。因此,進(jìn)一步研究各種膜的機(jī)械和阻隔性能,結(jié)果見表2。

表2 各種膜機(jī)械及其阻隔性能

BEF的抗拉強(qiáng)度與 SPIF相似,而 VEF和BHAF的抗拉強(qiáng)度顯著低于 SPIF。Sivarooban等[20]指出花青素與蛋白質(zhì)結(jié)合強(qiáng)度與多種因素有關(guān),如花青素類型、花青素組成和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等。結(jié)果證明BE與大豆蛋白未發(fā)生顯著的結(jié)合,未顯著提高膜的抗拉強(qiáng)度。而 VE和 BHA的添加顯著降低其膜抗拉強(qiáng)度,原因可能在于其分子具有較強(qiáng)的疏水性。

BEF的 WVP在所有測試膜中是最低的,并與SPIF、VEF和 BHAF具有顯著性差別。BEF的透氧率在所有測試膜中也是最低的,與VEF和BHAF具有顯著性差別。原因在于花青素與大豆蛋白親水性側(cè)鏈相互交聯(lián)[21],提高對水分和氧氣的阻隔能力。值得注意的是 BEF的透氧率 (17.0 mL·m-2·d-1·MPa-1)顯著低于 PEF(108.3 mL·m-2·d-1· MPa-1)。

3 結(jié)論

在 5周的貯藏期中,BEF有效延緩豬油酸敗現(xiàn)象。BEF具有比 PEF和 VEF更強(qiáng)抑制豬油氧化的能力,與BHAF具有相似的抗氧化能力;另一方面, BEF還具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和較低的WVP和透氧率。因此,BEF可有有效包裝油脂類產(chǎn)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 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)03-0022-04

2009-03-29

馬越,女,1971年出生,副研究員,食品功能性因子的研究

趙曉燕,女,1969年出生,研究員,食品功能性因子的研究