核桃餅干中脂質(zhì)氧化介導(dǎo)的蛋白質(zhì)-淀粉相互作用：油成分對(duì)微觀結(jié)構(gòu)、質(zhì)地及淀粉回生作用的影響
《Food Chemistry》：Lipid oxidation-mediated protein–starch interactions in walnut cookies: Influence of oil composition on microstructure, texture, and starch retrogradation
【字體：
大
中
小
】
時(shí)間：2026年02月28日
來(lái)源：Food Chemistry 9.8
編輯推薦：
本研究通過(guò)探討不同油脂組成對(duì)核桃餅干氧化穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響，揭示了蛋白-淀粉-脂質(zhì)相互作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)采用多不飽和 sunflower oil（SFO）、飽和 palm oil（PO）及單不飽和 high-oleic rapeseed oil（HORO）制備餅干，發(fā)現(xiàn) SFO 因氧化快速導(dǎo)致蛋白質(zhì)巰基減少48.5%，淀粉結(jié)晶度增加20.79%和硬度達(dá)11.8 N；而 MUFA 富含的 HOK maintains better oxidative stability and textural softness。機(jī)制表明 lipid peroxidation products disrupt protein-starch network，加速回生。單不飽和油平衡了氧化穩(wěn)定性和抗回溶性功能，為高脂烘焙產(chǎn)品提供理論指導(dǎo)。
李芳|張玉金|陳榮|劉遠(yuǎn)發(fā)|柴秀航
中華人民共和國(guó)江南大學(xué)食品科學(xué)與資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要
本研究探討了油脂成分如何影響核桃餅的氧化穩(wěn)定性和品質(zhì)。通過(guò)蛋白質(zhì)-淀粉-脂質(zhì)相互作用，闡明了油脂成分對(duì)核桃餅氧化穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)變化及品質(zhì)劣化的作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)中使用了多不飽和葵花籽油、飽和棕櫚油和單不飽和高油酸菜籽油制備的餅干，并對(duì)其在49天內(nèi)的變化進(jìn)行了評(píng)估。葵花籽油餅干氧化速度較快，導(dǎo)致蛋白質(zhì)巰基減少了30.5%，羰基增加了48.5%；蛋白質(zhì)氧化和構(gòu)象變化（α-螺旋結(jié)構(gòu)減少了4.24%）加速了淀粉的回生，使其結(jié)晶度增加了20.79%，硬度達(dá)到11.8牛頓。相比之下，高油酸菜籽油保持了氧化穩(wěn)定性，將結(jié)晶度增長(zhǎng)控制在12.48%，并更好地保持了餅干的柔軟質(zhì)地。結(jié)果表明，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物會(huì)破壞蛋白質(zhì)-淀粉網(wǎng)絡(luò)，從而加速餅干的陳化過(guò)程。單不飽和油脂在氧化穩(wěn)定性和抗陳化性能方面具有更好的平衡，有助于延長(zhǎng)高脂肪烘焙產(chǎn)品的保質(zhì)期。
引言
核桃餅干（中文稱為“Taosu”）是一種傳統(tǒng)的中國(guó)點(diǎn)心，主要由小麥粉、脂肪（通常占25-35%）、糖和雞蛋制成。其受歡迎的原因在于其酥脆的口感和獨(dú)特的甜香風(fēng)味。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代中國(guó)烘焙品牌的快速發(fā)展，消費(fèi)者需求不斷增長(zhǎng)，同時(shí)脂質(zhì)配方的多樣化也使得產(chǎn)品風(fēng)味和質(zhì)地更加豐富。雖然這種配方靈活性提高了產(chǎn)品的感官吸引力，但也導(dǎo)致了氧化穩(wěn)定性的顯著差異，進(jìn)而影響了最終產(chǎn)品的品質(zhì)一致性（Patrignani等人，2014年）。烘焙食品品質(zhì)變化的一個(gè)關(guān)鍵因素是淀粉的回生，這是一種物理化學(xué)過(guò)程，表現(xiàn)為餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)的硬化和新鮮度的喪失。在核桃餅干等高脂肪食品中，淀粉的回生不僅受淀粉本身影響，還受到其與脂質(zhì)和蛋白質(zhì)相互作用的影響。這些多組分之間的相互作用強(qiáng)烈影響了回生的動(dòng)力學(xué)，進(jìn)而決定了產(chǎn)品的質(zhì)地穩(wěn)定性和保質(zhì)期。
為了減緩淀粉的回生，脂質(zhì)通常與直鏈淀粉結(jié)合形成直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物（AMLs）。這種V型晶體結(jié)構(gòu)限制了直鏈淀粉鏈的移動(dòng)性，延緩了其重新結(jié)晶的過(guò)程（Marinopoulou、Papastergiadis、Raphaelides和Kontominas，2016年）。AMLs的穩(wěn)定性受脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較大：飽和脂肪酸（SFA）由于其線性構(gòu)象，能夠更有效地與直鏈淀粉結(jié)合，形成更穩(wěn)定的復(fù)合物；而多不飽和脂肪酸（PUFA）中的雙鍵會(huì)帶來(lái)空間位阻，降低復(fù)合物的穩(wěn)定性（Lesmes等人，2009年）。此外，脂肪酸鏈的長(zhǎng)度也會(huì)影響復(fù)合物的穩(wěn)定性，較長(zhǎng)的脂肪酸鏈（≥12個(gè)碳原子）在高溫烘焙條件下能形成更穩(wěn)定的II型復(fù)合物（Marinopoulou、Papastergiadis和Raphaelides，2016年）。然而，在實(shí)際食品體系中，脂質(zhì)的氧化不穩(wěn)定性會(huì)削弱其抗陳化作用（Wirkowska等人，2012年）。富含PUFA的油脂容易氧化，產(chǎn)生活性自由基和醛類化合物（Machado等人，2023年），這些氧化產(chǎn)物通過(guò)兩種途徑破壞抗陳化機(jī)制：一是消耗可用于形成復(fù)合物的完整脂肪酸；二是生成可能破壞已形成的AMLs的活性副產(chǎn)物（Gu等人，2024年）。此外，脂質(zhì)氧化還會(huì)通過(guò)共氧化作用影響蛋白質(zhì)（Han等人，2022年）。在烘焙食品中，蛋白質(zhì)作為物理屏障，阻礙水分的移動(dòng)和淀粉的重排（Jiménez等人，2012年）。氧化修飾使蛋白質(zhì)從有序的α-螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的聚集體，削弱了這種保護(hù)作用，可能加速淀粉的回生（F. Li、Wu和Wu，2021年）。
盡管已經(jīng)了解了脂質(zhì)-淀粉或蛋白質(zhì)-淀粉之間的相互作用，但油脂成分及其氧化產(chǎn)物對(duì)淀粉回生的綜合影響仍需進(jìn)一步研究。具體來(lái)說(shuō)，脂質(zhì)氧化產(chǎn)物如何同時(shí)破壞AMLs和蛋白質(zhì)屏障從而加速陳化過(guò)程尚未得到系統(tǒng)闡釋。因此，我們提出假設(shè)：富含PUFA的油脂產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物會(huì)攻擊蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，破壞直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物，加速淀粉的回生和質(zhì)地硬化；而氧化穩(wěn)定性較高的油脂（富含SFA或MUFA）則能保持這些超分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
本研究以核桃餅干為模型，探討了不同脂肪酸組成的油脂對(duì)其品質(zhì)的影響。我們使用了三種不同脂肪酸組成的油脂制備餅干：大豆油（SFO，富含PUFA）、棕櫚油（PO，富含SFA）和高油酸菜籽油（HORO，富含MUFA）。通過(guò)化學(xué)、結(jié)構(gòu)和質(zhì)地分析，本研究旨在建立脂質(zhì)氧化動(dòng)力學(xué)、超分子結(jié)構(gòu)變化與宏觀品質(zhì)劣化之間的機(jī)制聯(lián)系，為烘焙行業(yè)選擇油脂提供實(shí)際指導(dǎo)。
材料
實(shí)驗(yàn)中使用的精煉棕櫚油（PO）、高油酸菜籽油（HORO）和葵花籽油（SFO）均購(gòu)自Wilmar Yihai Kerry Arowana Food Group Co., Ltd.（中國(guó)上海）。為嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)變量，這些油脂均來(lái)自同一工業(yè)批次生產(chǎn)，未添加任何合成抗氧化劑（如TBHQ或BHA）。通過(guò)對(duì)這些油脂的脂肪酸組成進(jìn)行分析，確認(rèn)了它們分別富含SFA、MUFA和PUFA的特性。
油脂成分對(duì)油脂氧化動(dòng)力學(xué)的調(diào)控
構(gòu)成核桃餅干連續(xù)網(wǎng)絡(luò)的脂肪相的氧化穩(wěn)定性是決定產(chǎn)品保質(zhì)期的關(guān)鍵因素（Gumus和Decker，2021年）。所選油脂的脂肪酸組成是影響氧化穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。酸值（AV）和過(guò)氧化物值（POV）常用于評(píng)估初級(jí)氧化過(guò)程，而p-茴香胺值（p-AnV）則反映了次級(jí)氧化和醛類化合物的形成（Suri等人，2020年）。
結(jié)論
本研究揭示了核桃餅干保質(zhì)期的雙重調(diào)控機(jī)制：一是脂質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)的直接穩(wěn)定作用，二是氧化產(chǎn)物對(duì)結(jié)構(gòu)的間接破壞作用。多不飽和葵花籽油（SFO）的氧化速率最快，產(chǎn)生的活性物質(zhì)促進(jìn)了蛋白質(zhì)的羰基化（+48.5%）和構(gòu)象變化。這種分子層面的破壞破壞了蛋白質(zhì)-淀粉的保護(hù)層，導(dǎo)致淀粉結(jié)晶度增加了20.79%。
CRediT作者貢獻(xiàn)聲明
李芳：撰寫初稿、數(shù)據(jù)整理。張玉金：結(jié)果驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理。陳榮：實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)整理。劉遠(yuǎn)發(fā)：研究指導(dǎo)。柴秀航：撰寫、審稿與編輯、撰寫初稿、實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理、概念框架構(gòu)建。
利益沖突聲明
作者聲明沒(méi)有已知的可能影響本文研究的財(cái)務(wù)利益或個(gè)人關(guān)系。
致謝
本研究得到了中國(guó)自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：32202082）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)：2021YFD2100300）以及江蘇省基礎(chǔ)研究計(jì)劃（項(xiàng)目編號(hào)：JUSRP124026）的支持。
生物通微信公眾號(hào)
生物通新浪微博
- 搜索
- 國(guó)際
- 國(guó)內(nèi)
- 人物
- 產(chǎn)業(yè)
- 熱點(diǎn)
- 科普
今日動(dòng)態(tài) |
人才市場(chǎng) |
新技術(shù)專欄 |
中國(guó)科學(xué)人 |
云展臺(tái) |
BioHot |
云講堂直播 |
會(huì)展中心 |
特價(jià)專欄 |
技術(shù)快訊 |
免費(fèi)試用
版權(quán)所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
聯(lián)系信箱：
粵ICP備09063491號(hào)
