迷迭香提取物、TBHQ、柠檬酸及其复合抗氧化剂对花生综合品质的比较研究及其协同抗氧化特性和相互作用评价

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Food Research International 7.0

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  为解决花生因高脂质和蛋白质易氧化影响品质与货架期的问题,研究人员开展迷迭香提取物(RE)、TBHQ、柠檬酸(CA)及其组合(RE-TBHQ、RE-TBHQ-CA)对花生品质影响研究。发现 0.02% RE-TBHQ-CA 抗氧化效果最佳,揭示 TBHQ 促进 RE 再生的协同机制,为花生加工保鲜提供参考。

  
花生,这种在全球广泛种植的豆科作物,既是重要的食用油来源,也是众多食品的核心原料。然而,其高达 40%-50% 的脂肪含量和丰富的蛋白质,却让它如同一位 “娇弱的美人”,在储存和加工过程中极易发生氧化反应。氧化不仅会导致花生产生令人不悦的哈喇味、颜色变暗,还会破坏其营养成分,甚至生成有毒有害物质。目前,食品行业虽尝试通过真空包装、活性包装等技术延缓氧化,但这些方法成本高昂且实际应用受限,而单一使用合成抗氧化剂如 TBHQ(叔丁基对苯二酚)虽有效,却面临安全性争议和法规限制。如何在保障食品安全的前提下,找到高效、天然的抗氧化方案,成为摆在研究者面前的紧迫课题。

为攻克这一难题,来自中国山东邹城豆丁种植专业合作社等机构的研究人员,将目光投向了天然抗氧化剂 —— 迷迭香提取物(RE)。迷迭香作为一种传统药食同源植物,其提取物中含有的迷迭香酸、鼠尾草酸等成分,早已因强大的抗氧化能力闻名。研究团队希望通过对比 RE、TBHQ、柠檬酸(CA)单独及复合使用时对花生品质的影响,揭开天然与合成抗氧化剂协同作用的奥秘。这项研究成果发表在《Food Research International》上,为花生及其制品的保鲜技术革新提供了关键线索。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过测定花生的色度参数(如 L*、a*、b * 值)评估氧化对色泽的影响;运用电子鼻(E-nose)技术分析挥发性风味物质变化,量化氧化程度;借助荧光猝灭和循环伏安法,深入探究抗氧化剂间的电子转移机制;通过测定花生油的氧化诱导指数(OII)和自由基清除率(如 DPPH、ABTS 自由基清除能力),系统评价抗氧化效果;同时结合抗氧化剂在储存过程中的氧化分解动力学分析,揭示协同作用的化学本质。此外,研究中使用的花生样本来自国内种植基地,确保了实验材料的代表性。

颜色属性的影响


颜色是反映花生氧化进程的直观指标。研究发现,不同抗氧化剂处理对花生仁的色泽参数具有显著影响。单独使用 RE 或 TBHQ 时,花生仁的亮度值(L*)略有下降,但仍维持在接近原料的乳白范围内;而添加 CA(柠檬酸)的组别,因酸性环境抑制了美拉德反应,L值显著高于对照组。值得注意的是,RE-TBHQ-CA 复合处理组表现最为优异,其 a值(红度)和 b * 值(黄度)变化幅度最小,表明该组合能有效抑制非酶褐变,维持花生的良好外观。

抗氧化性能的比较


在关键抗氧化指标测试中,0.02% 浓度的 RE-TBHQ-CA 复合处理组展现出压倒性优势:其氧化诱导指数(OII)较对照组提升了 68%,意味着花生油的抗氧化稳定性显著增强;DPPH 自由基清除率达到 82.3%,ABTS 阳离子自由基清除率为 89.7%,均显著高于单一抗氧化剂组。进一步研究发现,TBHQ 的存在可使 RE 中活性成分的再生效率提高 45%,这种 “再生循环” 机制通过循环伏安法得到证实 ——TBHQ 通过电子转移反应,将氧化失活的 RE 酚类化合物重新还原为活性形态,从而形成持续的抗氧化协同效应。

风味物质的变化


电子鼻(E-nose)的主成分分析(PCA)结果显示,对照组在储存 28 天后,特征风味轮廓发生明显偏移,醛类(如己醛)和酮类物质含量激增,形成典型的 “氧化酸败” 风味。而 RE-TBHQ-CA 处理组的风味指纹图谱与新鲜样本高度重合,其挥发性物质中酯类和萜类(迷迭香提取物的特征成分)占比维持在 75% 以上,有效抑制了氧化异味的产生。这一结果表明,复合抗氧化剂不仅延缓了化学反应层面的氧化,还从感官角度保留了花生的原有风味。

协同机制的解析


通过荧光猝灭实验,研究团队观察到 RE 与 TBHQ 之间存在显著的分子间相互作用 ——TBHQ 的羟基(-OH)与 RE 中的酚羟基形成氢键,使 RE 的荧光强度降低 32%,这种构象变化增强了其对自由基的捕获能力。结合抗氧化剂分解动力学曲线,发现 TBHQ 的添加使 RE 的半衰期延长了 1.8 倍,证实了其 “再生保护” 作用。此外,CA 作为金属螯合剂,通过络合花生中的游离铁离子(Fe2+),切断了氧化反应的催化链,与 RE-TBHQ 形成 “自由基清除 - 金属螯合 - 抗氧化剂再生” 的三重防护网络。

这项研究首次系统揭示了 RE-TBHQ-CA 复合抗氧化剂在花生保鲜中的协同作用机制,证实 0.02% 浓度的该组合可通过 “再生循环” 和 “多重防护” 机制,显著提升花生的抗氧化稳定性,同时保持其色泽、风味等品质属性。研究结果不仅为天然抗氧化剂的复配提供了科学依据,也为高油食品的绿色保鲜技术开辟了新路径 —— 通过精准调控天然与合成抗氧化剂的协同作用,有望减少食品工业对单一合成添加剂的依赖,在保障食品安全的同时,提升产品的营养价值和市场竞争力。未来,针对不同品种花生(如高油酸与普通品种)的抗氧化需求差异,进一步优化复合配方,或将成为该领域的重要研究方向。

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