改性纤维素乳液稳定性评价及对晚期糖基化末端产物抑制的研究

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发酵酱制品是一类生活中经常食用的传统美食,由于其加工工序繁多,导致发酵酱制品在加工过程中可能出现许多食品安全问题。如发酵酱制品原料在贮藏及前期加工过程中,由于Maillard反应的发生和油脂的氧化这些反应都可能产生对人体十分有害的物质。本研究主要关注晚期糖基化末端产物(Advanced Glycosylation End Products,AGEs)的产生与以改性纤维素为乳化剂的大豆油、花生油、亚麻荠籽油和菜籽油乳液物理化学稳定性之间的关系,以及通过调控改性纤维素乳液物理化学稳定性来分析对AGEs产生的影响。AGEs与多种人类常见的慢性疾病有着紧密的关系,特别是在糖尿病及其并发症上以及心血管疾病中。关于AGEs的研究大多是集中在医学领域,在食品领域研究的较少。作为一种本身被证实的有害物质,关注其在食品中的含量是一件极其重要的事情。对于传统的发酵酱制品由于风味以及口感的需要,往往加工过程中会涉及到油脂的添加,而油脂的氧化更加会促进AGEs的产生。建立含脂的糖基化模型是研究上述传统发酵酱制品中产生AGEs的一种有效的简化方法,避免了简单从发酵酱制品这个复杂体系出发所带来的多种复杂因素共同影响的问题。虽然大多数的糖基化模型是建立在水溶体系下的,但是通过对微乳液的研究发现,Pickering乳液中所建立的含脂糖基化模型可以有效解决这个问题。本研究中主要内容及结论如下:(1)通过TEMPO介导催化氧化纤维素,得到的改性纤维素成功在六位碳上氧化修饰形成了羧基,有效的增加了改性纤维素的水溶性。在对改性纤维素性质分析中,由于改性纤维素的晶型保持不变仍然为纤维素I型,所得到的XRD图谱与天然纤维素保持了一致。但是跟天然纤维素相比,改性后的纤维素会在FT-IR图谱中1700cm-1左右多出一个羧基峰,这是证明改性纤维素修饰成功的依据。(2)通过对大豆油、花生油、亚麻荠籽油和菜籽油与改性纤维素浓度分别为0.5%、1%、1.5%和2%形成稳定乳液的实验发现,由于改性纤维素六位碳上氧化修饰上一个羧基后,其水溶性加强的同时,对油脂的乳化能力也相应的减弱。另一方面,如果乳化剂浓度选择太高也会造成改性纤维素分散体系出现絮凝的现象,乳化剂的浓度不能选择太高,本实验中最高的乳化剂浓度为2%。综合上述二点因素只有花生油适合形成稳定的微乳液。(3)通过对花生油改性纤维素微乳液的物理稳定性的研究发现,相比于同浓度下建立的花生油果胶微乳液,花生油改性纤维素微乳液具有更优的粒径电位测量结果,说明从物理稳定性来看花生油改性纤维素微乳液比相同浓度的花生油果胶微乳液更稳定。进一步,从二者在第0天的光学显微镜照片中可以看出,花生油改性纤维素微乳液相比较于相同浓度的花生油果胶微乳液具有更小的油滴大小和更加均匀的油滴分布。(4)通过对花生油改性纤维素微乳液的化学稳定性分析发现,相比于同浓度下建立的花生油果胶微乳液,其在0-6天的贮藏氧化稳定性实验中,其PV的峰值(6.481mmol/kg oil)大约在第3天出现而花生油果胶微乳液的PV峰值(7.595mmol/kg oil)也在第3天左右出现,整体相比较在乳化剂浓度0.5%2%范围内,花生油改性纤维素微乳液各组PV值要小于花生油果胶微乳液各组实验值。同样的在TBA值分析中,能够得到以果胶为乳化剂的对照组TBA增长趋势比以改性纤维素为乳化剂的实验组更明显。在对花生油微乳液产生的AGEs和抑制的实验中,通过添加儿茶素对微乳液体系中油脂氧化进行优化控制避免活性羰基化合物伴随着脂肪的氧化而大量产生,通过实验发现添加儿茶素后PV出现的峰值提前到第1天,而且不管是花生油改性纤维素微乳液实验组还是花生油果胶微乳液对照组都表现出PV值显著减小(P<0.05)的趋势,TBA值增长的趋势也显著的减小(P<0.05)。AGEs的前体物质GO值也随着儿茶素的添加也出现了显著的减小(P<0.05)。由于形成AGEs的前体物质醛酮化合物类物质的减少,因此添加儿茶素后检测到的荧光性AGEs的含量也显著降低(P<0.05),这在液相色谱与质谱联用测量CML这种非荧光性的AGEs时也有相同的趋势。(5)进一步,通过ESR选取羟基自由基分析其自由基信号强度,对于改性纤维素实验组添加儿茶素和不添加儿茶素羟基自由基强度大约有1个数量级的差距而果胶对照组大约有2个数量级的差距,说明添加儿茶素后对以果胶为乳化剂的花生油微乳液羟基自由基的减少更显著。同样的,对比不添加儿茶素的花生油改性纤维素微乳液和花生油果胶微乳液,羟基自由基前者大约是后者的1/5,这些结果说明花生油改性纤维素所形成的微乳液具有更好的氧化稳定性,而更好的氧化稳定性则能使微乳液体系中产生更少的AGEs。
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