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鸡蛋贮藏过程中蛋黄内源抗氧化组分与氧化进程的关系
日期:2021-09-17 作者:未知 来源:食品科学杂志 点击:
   中国是鸡蛋消费大国,以占全球21%的人口消费全球产量40%的鸡蛋。国家统计数据显示:我国鸡蛋年产量以2%增速逐年提高,2017年国内鸡蛋产量高达2 609.5万 t。研究发现鸡蛋贮藏过程中哈夫单位、蛋黄指数等表征鸡蛋新鲜度的指标显著降低;过氧化值等脂质氧化指标升高;金属离子及呼吸代谢产生的氧自由基会使鸡蛋营养组分发生氧化;脂质组分发生变化,如多不饱和脂肪酸(PUFA),尤其是ω-3 PUFA含量下降,饱和脂肪酸(SFA)含量升高。以上变化会降低鸡蛋的营养价值及加工性能。
  为了证实蛋黄内源抗氧化组分在鸡蛋贮藏过程中的氧化调控作用,石河子大学食品学院的袁湖川、刘 钰、王庆玲*等人以不同贮藏时间的鸡蛋为研究对象,在表征蛋黄氧化现象的基础上比较亲脂、亲水抗氧化组分的抗氧化能力,通过对内源抗氧化组分抗氧化能力变化及蛋黄氧化程度的表征,分析内源抗氧化组分与蛋黄氧化进程的关系。
  1、贮藏期间蛋黄蛋白质总巯基和羰基含量变化
  贮藏过程中蛋黄蛋白质羰基含量总体呈上升趋势,其含量平均值增加了1.2 倍,这可能与活性氧(ROS)及蛋黄新陈代谢速率有关,ROS能攻击蛋白质氨基酸基团及残基的自由氨基或亚氨基致使羰基衍生物含量升高。贮藏第10天时羰基含量小幅上升可能是因为此时鸡蛋到达第一个呼吸高峰附近,鸡蛋新陈代谢的高强度加剧了氨基酸基团氧化生成羰基衍生物的速率。
  蛋黄蛋白质总巯基含量随贮藏时间延长总体呈波动下降趋势,其含量平均值降低了29.69%。在贮藏10~20 d过程中总巯基含量显著下降(P<0.05),这是由于贮藏过程中鸡蛋的正常生理代谢通路逐渐遭受破坏,累积的氧自由基导致蛋白质巯基基团被大量氧化。在20~40 d贮藏过程中,总巯基含量小幅上升,这可能是由于随贮藏时间延长,蛋黄蛋白质结构解旋,致使其内部巯基基团暴露,因而表现出总巯基含量小幅上升。
  2、贮藏期间蛋黄蛋白组分变化
  随贮藏时间延长,分子质量在25~135 kDa范围内的蛋白质发生降解,卵黄高磷蛋白、α/β-卵黄球蛋白及高密度脂蛋白等主要蛋白质在贮藏后期发生明显变化。高密度脂蛋白作为脂肪传感器调节脂肪代谢酶的转录,在脂质代谢方面发挥重要作用。贮藏后期高密度脂蛋白的降解可能是脂质代谢通路在鸡蛋贮藏过程中遭受破坏所致,本研究结果与Zhu Wenjun等的研究结果一致,其通过蛋白组学研究发现贮藏后期脂蛋白丰度下调。
  3、贮藏期间蛋黄CD值和MDA含量变化
  随贮藏时间延长,蛋黄MDA含量显著升高(P<0.05),表明贮藏过程中蛋黄脂质氧化程度不断加剧,究其原因在于贮藏过程中氧自由基与蛋黄脂质持续发生过氧化作用。一方面,脂质氧化初始阶段由金属离子及ROS等引发产生烷自由基(R·),随后与UFA作用生成脂质氢过氧化物,终止阶段分解生成醛、酮、醇等物质;另一方面,PUFA在脂肪氧合酶(LOX)等内源脂肪酶的作用下会进一步加速脂质的氧化反应,致使MDA含量随贮藏时间延长显著上升。
  4、蛋黄HAC及LAC的DPPH自由基清除率
  蛋黄中LAC和HAC的DPPH自由基清除能力比较:鸡蛋蛋黄在贮藏0~30 d内LAC的DPPH自由基清除率高于HAC,而在贮藏后期(40~50 d)略低于HAC。贮藏前期LAC抗氧化活力较强是因为鸡蛋黄中磷脂、类胡萝卜素、VE等大量LAC发挥了主要抗氧化作用。Nimalaratne等的研究结果表明蛋黄脂溶性组分磷脂、类胡萝卜素因具有活性官能团而表现出高抗氧化活性,通过与氧自由基结合减缓蛋黄氧化速度。贮藏10~20 d过程中LAC、HAC的DPPH自由基清除率升高,这可能与此时期呼吸速率减缓,单电子自由基的生成速率降低有关。
  5、鸡蛋黄LAC及HAC的ABTS阳离子自由基清除能力
  在贮藏过程中LAC和HAC的ABTS阳离子自由基清除能力总体呈下降趋势,且LAC的ABTS阳离子自由基清除能力高于HAC,这是因为相比HAC,LAC中的类胡萝卜素富含带电子的多烯碳链,其独特的结构特性赋予了类胡萝卜素较高的自由基清除能力。贮藏过程中HAC的ABTS阳离子自由基清除能力在贮藏后期小幅上升,可能是随贮藏时间延长,蛋清中具有抗氧化作用的卵转铁蛋白扩散至蛋黄亲水组分中,致使HAC抗氧化能力增强。
  6、蛋黄抗氧化组分的DPPH自由基清除率
  以鸡蛋黄为对照,测得贮藏过程中蛋黄磷脂、类胡萝卜素的DPPH自由基清除率的变化规律:类胡萝卜素、磷脂对DPPH自由基清除效果随贮藏时间延长总体呈下降趋势,可能是贮藏过程中磷脂脂肪酸因其高不饱和性被氧化,而类胡萝卜素在金属离子等作用下被破坏。贮藏30 d后蛋黄DPPH自由基清除率大于磷脂及类胡萝卜素,其原因可能是在贮藏后期蛋白质降解形成的多肽在蛋黄中发挥了主要抗氧化作用。有研究表明蛋黄中载脂蛋白水解物能提高蛋黄抗氧化活性,且测序发现这些抗氧化多肽具有部分相同的氨基酸序列。
  7、蛋黄抗氧化组分的ABTS阳离子自由基清除能力
  贮藏过程中磷脂及类胡萝卜素ABTS阳离子自由基清除能力总体高于蛋黄。这可能与磷脂及类胡萝卜素含有的活性基团相关,磷脂酰乙醇胺是磷脂发挥抗氧化的主要功能成分,其极性头部侧链具有吸收氧自由基能力的活性羟胺基团;类胡萝卜素因含有不饱和碳链及芳香环,其能猝灭氧自由基而表现出高抗氧化活性。此外,鸡蛋黄中脂质氧化各级产物对蛋黄整体抗氧化能力具有抑制作用,如MDA能破坏细胞正常代谢通路造成蛋白结构功能失活及酶活力降低,致使蛋黄ABTS阳离子自由基清除率低于磷脂及类胡萝卜素。鸡蛋贮藏40~50 d过程中,类胡萝卜素ABTS阳离子自由基清除能力下降,这可能是类胡萝卜素在长时间贮藏过程中抗氧化成分(如玉米黄素)含量不断下降所致。
  8、蛋黄抗氧化组分的羟自由基清除率
  类胡萝卜素羟自由基清除率在贮藏10~30 d期间快速下降,随后在50 d时达到最低值,这可能与贮藏过程中鸡蛋呼吸强度增强致使氧自由基浓度逐渐增加有关,氧自由基浓度增加会攻击鸡蛋抗氧化物,使鸡蛋抗氧化组分的抗氧化能力下降。此外,鸡蛋黄中二价铁离子与氢过氧化物反应生成大量羟自由基也是致使类胡萝卜素羟自由基清除能力下降的重要原因。
  9、鸡蛋贮藏中抗氧化组分抗氧化活性的主成分分析结果
  蛋黄类胡萝卜素、磷脂与蛋黄抗氧化活性的主成分分析显示出主成分1和主成分2分别占78.1%、7.6%,能解释总变异的85.7%。蛋黄中磷脂抗氧化活性与类胡萝卜素抗氧化活性呈正相关,而与MDA含量、CD值呈负相关,表明磷脂及类胡萝卜素的抗氧化能力与鸡蛋贮藏过程中蛋黄脂质的氧化进程具有相关性。此外,鸡蛋在贮藏过程中6 个不同时期的取样点分布在不同的区域,表明磷脂、类胡萝卜素抗氧化活性及脂质氧化程度在鸡蛋贮藏的不同时期具有差异性。
  10、相关性分析结果
  相关性热图可进一步阐述抗氧化组分与蛋黄氧化的相关性,颜色越深表明相关性越强。鸡蛋脂质氧化程度(MDA含量和CD值)与蛋黄磷脂及类胡萝卜素抗氧化活性呈显著负相关(P<0.05),最高相关系数为-0.98。磷脂是蛋黄中含量最高的脂溶性抗氧化组分,研究表明磷脂侧链碱性基团的电离程度与其抗氧化活力存在线性关系,侧链基团电离程度越大,磷脂抗氧化能力越高。在鸡蛋贮藏过程中蛋黄内环境酸碱度的变化能影响磷脂侧链碱性基团的电离程度,继而对磷脂的抗氧化能力产生影响。
  结 论
  本研究证实了鸡蛋随贮藏时间延长蛋黄蛋白质、脂质组分的持续氧化现象。与蛋黄HAC相比,贮藏过程中LAC表现出更强的抗氧化活性,其在抑制蛋黄氧化过程中发挥了更为重要的作用,蛋黄类胡萝卜素比磷脂具有更高的自由基清除能力,可能是调控蛋黄脂质氧化进程的关键组分。相关性分析结果显示,磷脂自由基清除能力与类胡萝卜素自由基清除能力呈显著正相关(P<0.05),而与脂质氧化程度呈显著负相关(P<0.05),表明蛋黄内部可能存在脂质抗氧化组分协同作用体系共同调控蛋黄的氧化进程。
  本文《鸡蛋贮藏过程中蛋黄内源抗氧化组分与氧化进程的关系》来源于《食品科学》2021年42卷13期233-240页,作者:袁湖川,刘钰,冉丽丹,杨川,罗珂煜,任旭东,王庆玲。
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