抹茶對貯藏期間薏仁米脂質氧化的影響

陳 嬋 黃 靖

(福建農業職業技術學院現代農業工程學院,福建 福州 350007)

薏仁米(coix seed)是一種優質的小雜糧,具有豐富的營養和藥用功效,素有“米中之王”的美稱[1]。相比稻米、高粱和小麥,薏仁米的脂肪含量較高,極易在貯藏期間陳化劣變,導致營養流失,不良風味產生[2]。脂質氧化是導致薏仁米酸敗劣變的主要原因,而R·、內源性脂肪酶和脂肪氧化酶是介導薏仁米脂質氧化的主要因素[3-4]。迷迭香提取物等多酚類化合物可有效抑制薏仁米貯藏期間脂肪酸值和過氧化值的快速上升,從而延緩脂質氧化[5]。

抹茶作為一種健康無害的天然食品添加劑,被廣泛應用于食品工業[6]。抹茶是一種粉末茶,是以茶樹嫩葉為原料,經過遮陰栽培、蒸青、冷卻、脫水、干燥、組合粉碎等多道工序制作而成[7]。抹茶能較好地保存茶葉的營養物質和活性成分,使其具有較高的營養與保健價值[8]。抹茶中富含茶氨酸、茶多酚和生物堿等天然活性物質,具有較好的抗氧化和抗菌功效[9]。此外,抹茶茶粉的表面積較大,更容易附著在谷物表面,有效抑制脂質氧化[10]。因此,抹茶可作為谷物貯藏抗脂質氧化的潛在生物活性物質。

目前,有關抹茶在薏仁米保鮮中的研究尚未見報道。研究擬探究抹茶對薏仁米貯藏期間脂質氧化的效果,比較抹茶添加量對薏仁米貯藏期間水分含量、脂肪酸值、過氧化值、丙二醛含量等各項指標及菌落總數和脂質氧化關鍵酶的演替規律,以期延長薏仁米貨架期,為天然生物活性物質在薏仁米貯藏保鮮中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

薏仁米:小白殼,貴州黔西南興仁某薏仁米種植基地(當年產新鮮薏仁米);

抹茶:茂綠,浙江茶葉集團有限公司;

苯、石油醚、三氯甲烷、乙醇、冰乙酸、硼酸、亞油酸、鹽酸、硫代巴比妥酸、可溶性淀粉、酚酞、氫氧化鉀、碘化鉀、硫代硫酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉:分析純,國藥集團化學試劑有限公司;

甲醇、正庚烷:色譜純,成都中錦隆科技發展有限公司。

1.2 儀器與設備

高速萬能粉碎機:DFT-150型,上海壘固儀器有限公司;

電子天平:SQ-FA-2104型,蘇州順強機電設備有限公司;

旋渦混勻儀:Vortex-2A型,濟南博坤科學儀器有限公司;

恒溫干燥箱:DS-30H型,上海燈晟儀器科技有限公司;

旋轉蒸發儀:R105050L型,鞏義市京華儀器有限責任公司;

恒溫培養箱:PS-3600A型,成都瑞派斯科技有限公司;

紫外可見分光光度計:SH-6600型,江蘇盛奧華環?？萍加邢薰?

氣相色譜儀:GC-2010 Pro型,日本島津制作所。

1.3 方法

1.3.1 薏仁米貯藏 將新鮮薏仁米裝入7號自封袋(14 cm×20 cm)中,每袋200 g,共20袋,隨機分為4組:1組為自封袋組,不添加任何抗氧化劑;其余3組分別添加質量分數為0.01%,0.05%,0.08%的抹茶茶粉,分別為低、中、高劑量抹茶組,混勻后于30 ℃恒溫培養箱中貯藏4個月[5]。

1.3.2 水分及脂質氧化各指標測定

(1) 含水量:參照GB 5009.3—2016。

(2) 脂肪酸值:參照GB/T 5510—2011。

(3) 過氧化值:參照GB 5009.227—2016。

(4) 丙二醛:參照GB 5009.181—2016。

1.3.3 菌落總數測定 參照GB 4789.2—2016。

1.3.4 脂質氧化關鍵酶測定

(1) 脂肪酶:參照GB/T 5523—2008。

(2) 脂肪氧化酶:根據李永富等[4]的方法提取粗酶液,參照魏林等[5,11]的方法進行測定。

1.3.5 脂肪酸測定 參照GB 5009.168—2016。

1.3.6 數據處理 所有試驗均重復3次,結果以平均值±標準偏差表示;使用GraphPad Prism 8.0軟件繪圖;采用SPSS 21.0軟件進行單因素方差分析(ANOVA),字母不同表示差異具有統計學意義(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 貯藏期間薏仁米含水量變化

由圖1可知,新鮮薏仁米的含水量為12.53%,表明新鮮薏仁米的貯藏時間較短,不加以貯藏則容易發生霉變,引起變質[3]。隨著貯藏時間的延長,各組薏仁米含水量不斷下降,其中自封袋組薏仁米含水量的下降速率較快,經不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其含水量下降較慢。貯藏至4個月時,自封袋組薏仁米含水量最低,僅為10.31%,低、中、高劑量抹茶組薏仁米含水量分別為10.47%,10.62%,10.66%,且顯著高于自封袋組(P<0.05)。這與魏林[5]的結論一致。因此,添加抹茶茶粉能抑制薏仁米貯藏期間含水量的降低,但存在一定的劑量依賴性,添加質量分數為0.05%,0.08%的抹茶茶粉保藏效果較好。

圖1 抹茶劑量對薏仁米含水量的影響

2.2 貯藏期間薏仁米脂肪酸值變化

由圖2可知,隨著貯藏時間的延長,薏仁米脂肪酸值呈逐漸上升的趨勢。貯藏4個月后,不同劑量抹茶茶粉處理組薏仁米脂肪酸值顯著低于自封袋組(P<0.05),自封袋組和低、中、高劑量抹茶組薏仁米脂肪酸值分別為266.48,216.35,182.27,173.09 mg/100 g。這與代來鑫等[12]的研究結果具有相同趨勢。貯藏4個月后,中、高劑量組之間無顯著差異(P>0.05),說明經不同劑量抹茶茶粉的處理能有效降低薏仁米脂質水解速率,從而減緩脂肪酸值的升高。

圖2 抹茶劑量對薏仁米脂肪酸值的影響

2.3 貯藏期間薏仁米過氧化值變化

由圖3可知,新鮮薏仁米的過氧化值僅為33.28 mg/100 g,與魏林[5]的研究結果相似。隨著貯藏時間的延長,各組薏仁米過氧化值均呈上升趨勢,其中自封袋組薏仁米過氧化值的上升速率最快。貯藏4個月后,自封袋組薏仁米過氧化值最高,可達135.27 mg/100 g,而與自封袋組相比,低、中、高劑量抹茶組中薏仁米過氧化值分別降低了24.51%,30.77%,35.09%,均顯著低于自封袋組(P<0.05)。抹茶中含有多種天然活性物質,具有較好的抗氧化效果,可以清除超氧自由基,從而抑制脂質氧化[6]。綜上,不同劑量抹茶茶粉處理均可在不同程度上減緩過氧化值的上升,具有劑量依賴性,添加質量分數為0.05%,0.08%抹茶茶粉的保藏效果較好。

圖3 抹茶劑量對薏仁米過氧化值的影響

2.4 貯藏期間薏仁米丙二醛含量變化

由圖4可知,薏仁米中丙二醛含量隨貯藏時間的延長而逐漸增加,自封袋組丙二醛含量上升速率較快,而與自封袋組相比,經不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其丙二醛含量上升較慢。貯藏4個月后,自封袋組薏仁米中丙二醛含量最高,高達0.87 μmol/g,低、中、高劑量抹茶組薏仁米中丙二醛含量比自封袋組分別降低了29.88%,44.83%,50.57%,均顯著低于自封袋組(P<0.05),與Jongberg等[13]的研究結果一致。貯藏4個月后,中、高劑量組之間無顯著差異(P>0.05),說明抹茶能夠抑制薏仁米脂質氧化,減緩丙二醛的產生,避免酸敗劣變,增加薏仁米貯藏周期。

圖4 抹茶劑量對薏仁米丙二醛含量的影響

2.5 貯藏期間薏仁米菌落總數變化

新鮮薏仁米的菌落總數僅為2.67 lg(CFU/g)。隨著貯藏時間的延長,微生物生長繁殖不斷加劇,其中自封袋組菌落總數增加較快,而經不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其菌落總數增加較慢(見圖5)。貯藏4個月后,自封袋組薏仁米中菌落總數最多,為5.08 lg(CFU/g),顯著高于各處理組(P<0.05),中、高劑量抹茶組薏仁米中菌落總數分別為3.96,3.87 lg(CFU/g),二者無顯著差異(P>0.05),但顯著低于低劑量抹茶組[4.35 lg(CFU/g),P<0.05]。抹茶中含有具有抑菌的黃酮、多酚和茶堿等物質,能夠有效抑制腐敗微生物的生長繁殖,從而維持薏仁米品質[14]。

圖5 抹茶劑量對薏仁米菌落總數的影響

2.6 貯藏期間薏仁米脂肪酶和脂肪氧化酶活性變化

由圖6可知,各組薏仁米脂肪酶活性隨貯藏時間的延長呈逐漸上升的趨勢,其中自封袋組脂肪酶活性增加速率較快,而與自封袋組相比,經不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米,其脂肪酶活性增加較慢。貯藏4個月后,自封袋組薏仁米脂肪酶活性最高,達9.76 mg/g,顯著高于各處理組(P<0.05),中、高劑量抹茶組薏仁米中脂肪酶活性分別為7.51,7.38 mg/g,二者無顯著差異(P>0.05),但顯著低于低劑量抹茶組(8.02 mg/g,P<0.05),與Yang等[15]的研究結果一致。

圖6 抹茶劑量對薏仁米脂肪酶活性的影響

脂肪氧化酶可將多不飽和脂肪酸加氧催化為氫過氧化物,且醛類物質的產生量與脂肪氧化酶活性呈正相關[5,16]。脂肪氧化酶活性越高,其脂質氧化程度越劇烈。由圖7可知,隨著貯藏時間的延長,各組中薏仁米脂肪氧化酶活性均呈上升趨勢。貯藏4個月后,自封袋組薏仁米脂肪氧化酶活性為2.54 U/(g·min),是新鮮薏仁米的2.95倍,顯著高于各處理組(P<0.05),低、中、高劑量抹茶組中薏仁米脂肪氧化酶活性分別為2.07,1.81,1.75 U/(g·min),其中中、高劑量抹茶組之間無顯著差異(P>0.05)。這與劉小嬌等[17]的研究結果一致。綜上,抹茶可通過抑制貯藏期內微生物生長代謝,降低脂肪氧化關鍵酶的活性,具有減緩薏仁米脂質氧化程度的作用。

圖7 抹茶劑量對薏仁米脂肪氧化酶活性的影響

2.7 貯藏前后薏仁米游離脂肪酸含量變化

由表1可知,薏仁米中檢測出棕櫚酸、油酸、亞麻酸、亞油酸和硬脂酸5種主要的脂肪酸,其中油酸和亞油酸含量最高,與Igbokwe等[1]的結論一致。貯藏4個月后,各組的脂肪酸組成不變,但含量差異較大。相比新鮮薏仁米,自封袋組薏仁米的油酸、棕櫚酸和硬脂酸含量分別增加了2.12%,3.95%,16.38%,而亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸含量分別減少了4.88%,24.64%。相比自封袋組,經不同劑量抹茶茶粉處理的薏仁米各脂肪酸含量變化較小,尤其是中、高劑量抹茶組,二者的各脂肪酸含量更接近新鮮薏仁米,但中、高劑量組之間無顯著差異(P<0.05)。綜上,抹茶的添加有利于緩解薏仁米脂質氧化,維持脂肪酸穩定。

表1 抹茶劑量對薏仁米貯藏前后脂肪酸組成和含量的影響

3 結論

試驗表明,與自封袋組相比,經不同劑量抹茶茶粉處理均會抑制薏仁米貯藏期間脂肪酸值、過氧化值、丙二醛含量以及脂肪酶和脂肪氧化酶活性的上升,減少水分的消耗及微生物的生長繁殖,游離脂肪酸組成和含量與新鮮薏仁米更相似,一定程度上抑制了薏仁米的脂質氧化,有效延長了薏仁米的貨架期。貯藏4個月后,添加質量分數為0.05%,0.08%的抹茶茶粉的保藏效果較好,二者差異較小。經質量分數為0.05%抹茶茶粉處理的,貯藏4個月后,薏仁米中含水量和菌落總數分別為10.62%和3.96 lg(CFU/g),脂肪酸值、過氧化值和丙二醛含量分別為182.27 mg/100 g、93.64 mg/100 g和0.48 μmol/g,脂肪酶和脂肪氧化酶活性分別為7.51 mg/g和1.81 U/(g·min),有效減緩了貯藏期間薏仁米的脂質氧化。后續將從分子水平揭示抹茶對薏仁米脂質氧化的影響機制。