不同干燥方法下核桃中Maillard反应产物与脂质及蛋白质氧化的综合分析

《Food Research International》:Comprehensive analysis of Maillard reaction products coupled with lipid and protein oxidation in walnuts subjected to different drying methods

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月22日 来源:Food Research International 8.8

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   •评估了五种干燥方法对核桃中Maillard反应产物的影响。•热风干燥是降低总晚期糖基化终末产物(AGEs)的最佳方法。•真空干燥导致最高的蛋白质氧化和总AGEs积累。•远红外干燥(FIRD)和远红外联合热风干燥(FIR-HAD)导致蛋白质氧化产物的积累量更大。引言核桃(Ju

  
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    评估了五种干燥方法对核桃中Maillard反应产物的影响。
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    热风干燥是降低总晚期糖基化终末产物(AGEs)的最佳方法。
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    真空干燥导致最高的蛋白质氧化和总AGEs积累。
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    远红外干燥(FIRD)和远红外联合热风干燥(FIR-HAD)导致蛋白质氧化产物的积累量更大。

引言

核桃(Juglans regia L.)作为世界四大木本坚果之一,具有重要的农业和经济价值(Chen & Pan, 2022)。核桃含有65%的脂质(其中70%为不饱和脂肪酸),而蛋白质和碳水化合物分别占15–22%和12–16%(Yang et al., 2025; Yuan et al., 2025)。值得注意的是,核桃蛋白提供了充足的必需氨基酸,达到或超过了成人的膳食需求。大多数核桃在收获后需经过脱壳和干燥处理——这是确保安全储存和延长保质期的关键步骤(Bakkalbasi et al., 2012; Han et al., 2023; Shojaei et al., 2023)。
收获后,核桃经过机械脱壳,并在约43 °C下进行热风干燥24小时,使水分含量降至8%以下(Chen & Pan, 2022; Zhang, Zhang, et al., 2025)。热风干燥是核桃加工中最广泛使用的技术,具有高产量和相对较低的运行成本,但需要较长的干燥时间(Yuan et al., 2025)。此外,核桃干燥还采用多种技术,包括自然日晒、真空干燥、红外加热和红外-对流热风联合干燥(Li et al., 2023; Qu et al., 2016; Wu et al., 2024; Yuan et al., 2025)。干燥过程中,核桃会发生脱水、脂质氧化、蛋白质氧化和美拉德反应等理化变化(Yuan et al., 2025)。虽然热加工可以增强期望的感官特性(例如风味和颜色),但也会引起碳水化合物、蛋白质和其他成分之间的反应,导致晚期糖基化终末产物(AGEs)的形成(Matin et al., 2024; Qu et al., 2016)。由于核桃富含脂质和蛋白质,在干燥和储存过程中特别容易发生AGEs形成。据报道,核桃中Nε-羧甲基赖氨酸(CML)的AGEs浓度范围为3.47至13.46 mg/kg,Nε-羧乙基赖氨酸(CEL)为3.98至12.91 mg/kg(Liu et al., 2023)。外部因素,包括氧气、光照、温度和相对湿度,会影响脂质氧化和美拉德反应,从而影响AGEs的形成(Geng et al., 2024)。膳食AGEs可在人体内积累,从而增加食物过敏的风险(Zhang, Yu, et al., 2025)以及慢性疾病,如糖尿病(Tian et al., 2023)、心血管疾病和肾脏疾病(Geng et al., 2024)。
目前关于核桃AGEs的研究很少(Liu et al., 2023),大多数研究关注的是干燥方法和储存条件对食用品质的影响——特别是油脂/脂肪的理化性质(例如酸值、过氧化值和脂肪酸稳定性)(Li et al., 2024; Wu et al., 2024; Yuan et al., 2025)。有限的研究涉及与美拉德反应衍生有害产物相关的安全问题。尽管核桃的高脂质和蛋白质含量促进了干燥过程中AGEs的生成,但不同干燥方法下AGEs的积累模式尚不清楚。因此,本研究系统调查了五种干燥方法(自然干燥、热风干燥、远红外干燥、远红外联合热风干燥和真空干燥)下核桃中AGEs的形成以及脂质/蛋白质氧化。研究结果为减轻有害反应产物和提高核桃加工质量提供了关键见解。

各章节摘要

化学药品和试剂

新鲜带壳核桃购自当地市场。CML、CEL、[2H3]-甲基乙二醛-水解咪唑酮异构体混合物(两种非对映异构体)(MG-H1)、精氨酸-嘧啶(Arg-p)、Nε-(羧基[2H4]甲基)赖氨酸(CML-d4)和Nε-(羧基[2H4]乙基)赖氨酸(CEL-d4)由加拿大Toronto Research Chemicals, Inc.(多伦多,安大略省)提供。1-脱氧-1-吗啉果糖(1-DMF)、1-苯胺基萘-8-磺酸(ANS)、3-脱氧葡萄糖酮(3-DG)、乙二醛(GO)、甲基乙二醛(MGO)及其他分析用试剂

核桃蛋白FTIR的变化

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)来研究核桃蛋白聚集体中的蛋白质二级结构和分子间相互作用,其表征为带宽、强度和峰位置的变化(Xi & Chen, 2021)。图1A展示了经不同干燥方法处理的核桃蛋白的FTIR光谱。在所有样品中均未观察到新的吸收峰,表明在这些干燥过程中没有形成新的功能团。经不同干燥方法处理的核桃蛋白……

结论

本研究表明,干燥方法显著影响核桃中AGEs的积累和蛋白质氧化。在五种处理中,热风干燥(HAD)的蛋白质羰基、总AGEs和单个标记物(CML、CEL和MG-H1)水平最低,而真空干燥(VD)则导致较高的水平。远红外联合热风干燥(FIR-HAD)的高温短时预处理减少了MG-H1的积累,而自然干燥(ND)的较长时间增加了CEL的积累。因此,热风干燥(HAD)降低了总AGEs浓度,但增强了……

CRediT作者贡献声明

Hua Li:写作–审阅与编辑,写作–初稿,可视化,软件,方法学,调查研究,形式分析,数据管理。Zhengli Wang:写作–初稿,软件,调查研究,形式分析,数据管理。Yunshuang Lv:软件,调查研究,形式分析。Yong Li:写作–审阅与编辑,写作–初稿,监督,项目管理,调查研究,资金获取,形式分析,数据管理,概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本工作由山西农业大学人才引进研究启动项目(2023BQ37)、中华人民共和国农业农村部农产品加工与储存重点实验室、农产品质量安全控制过程重点实验室(S2023KFKT-15)资助。
Hua Li|Zhengli Wang|Yunshuang Lv|Yong Li
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