葡萄籽提取物对豌豆蛋白挤出物和肉饼风味及功能性的影响
添加时间:2026-08-04 08:35:00

消费者对植物基蛋白的兴趣日益增加,但来自美拉德反应(Maillard reaction)和脂质氧化(lipid oxidation)过程的不良异味阻碍了其更广泛的接受。研究人员先前的研究表明,富含原花青素(proanthocyanidin)的植物提取物如葡萄籽
消费者对植物基蛋白的兴趣日益增加,但来自美拉德反应(Maillard reaction)和脂质氧化(lipid oxidation)过程的不良异味阻碍了其更广泛的接受。研究人员先前的研究表明,富含原花青素(proanthocyanidin)的植物提取物如葡萄籽提取物(GSE)能够减少水相植物蛋白溶液中这些异味的形成。本研究调查了在挤出前和挤出后添加两个水平(0.02%和1.0% w/w)的GSE对豌豆蛋白挤出物(extrudates)和肉饼(patties)中异味形成的影响。研究人员假设,在不同加工阶段添加GSE会影响其改变美拉德反应和脂质氧化过程的能力,从而影响其减轻异味形成的效果。挤出前处理比挤出后处理减少了40%以上的美拉德相关褐变产物,这可能是由于在挤出诱导的蛋白质变性和重排过程中,蛋白质-多酚相互作用更强。相反,挤出后GSE处理使肉饼中的初级和次级脂质氧化产物分别降低了约53%和44%(而预处理样品中分别降低了15%和31%),并增强了所有样品的抗氧化能力。由于挤出后GSE处理表现出较少的明显蛋白质-多酚相互作用,因此更多的多酚可能保持了化学可用性用于自由基清除。感官评价表明,GSE没有带来涩味(astringency),这是多酚添加中常见的担忧。这些结果表明,多酚可能是改善植物基蛋白产品风味质量的一种有前景的策略。
近年来,消费者对植物基蛋白(plant-based proteins)的兴趣显著增长,这主要源于其可持续性、伦理优势及健康益处。然而,植物蛋白产品中常见的“豆腥味”和“青草味”等不良异味(off-flavors)严重限制了其更广泛的市场接受度。这些异味主要来源于加工过程中的美拉德反应(Maillard reaction)和脂质氧化(lipid oxidation)。挤出加工(extrusion)是生产组织化植物蛋白(如豌豆蛋白挤出物)的关键步骤,但高温、高剪切条件会加速这两类反应,产生呋喃、吡嗪、醛类等异味化合物,以及脂质氢过氧化物(LOOH)和丙二醛(MDA)等次级氧化产物。此前的研究表明,富含原花青素(proanthocyanidins)的葡萄籽提取物(GSE)在水相植物蛋白体系中能够有效抑制这些异味形成,但其在工业挤出加工中的实际效果及添加时机的影响尚不明确。因此,本研究旨在探究GSE在挤出前与挤出后添加对豌豆蛋白挤出物及肉饼中异味形成的调控作用,并评估其改善风味品质的可行性。
研究人员在豌豆蛋白挤出物(由豌豆蛋白分离物、豌豆粉和玉米淀粉组成)中,分别于挤出前(通过水源添加)和挤出后(添加至研磨后的挤出物中)加入两个水平的GSE(0.02%和1.0% w/w,以没食子酸当量/蛋白计),并系统分析了挤出物及后续加工肉饼的蛋白质-多酚相互作用、抗氧化能力、褐变指标、脂质氧化产物、物理性质、挥发性风味化合物,并进行了消费者感官评价。结果表明:
- 挤出前添加GSE促进了蛋白质-多酚结合(通过Folin-Ciocalteu法和邻苯二甲醛(OPA)法测定),显著降低了游离赖氨酸含量,并减少了美拉德褐变产物(以420 nm吸光度衡量)约40%以上,其效果优于挤出后添加。
- 挤出后添加GSE保留了更多可提取的自由多酚,增强了铁还原抗氧化能力(FRAP)和ABTS自由基清除能力,并更有效地降低了肉饼中初级脂质氧化产物(LOOH)和次级脂质氧化产物(TBARS)的水平(分别降低约53%和44%),同时减少了关键异味挥发物如己醛(hexanal)的含量。
- 物理性质方面,挤出后添加GSE提高了持水能力(WHC)和烹饪得率,挤出前添加则降低了挤出物的体积密度。
- 感官评价显示,挤出前低剂量GSE处理未引入涩味或不良余味,但豆味评分受品尝顺序影响,整体喜好度与对照组无显著差异。
该研究发表在《JOURNAL OF FOOD SCIENCE》,表明多酚添加策略(尤其是根据加工阶段选择添加时机)可有效改善植物基蛋白产品的风味质量,为开发更受消费者欢迎的植物肉替代品提供了简单可行的方案。
研究人员采用以下关键技术方法,样本来源为美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin–Madison, USA)的消费者感官评价(75名参与者):
2. 蛋白质-多酚相互作用分析:采用冷丙酮沉淀法分离自由多酚并用Folin-Ciocalteu法量化,结合OPA法测定游离赖氨酸含量,以评估结合程度。
3. 抗氧化能力测定:通过铁还原抗氧化能力(FRAP)法和ABTS自由基清除法对挤出物和肉饼的抗氧化活性进行评价。
4. 褐变指数与脂质氧化产物分析:以420 nm吸光度间接测量美拉德褐变产物;采用国际乳品联合会改良法测定脂质氢过氧化物(LOOH),用硫代巴比妥酸反应物(TBARS)法测定次级氧化产物。
5. 挥发性风味化合物分析:使用固相微萃取(SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)对肉饼中的异味挥发物进行定性定量分析。
6. 消费者感官评价:采用9点喜好度标度评估豆味、涩味、余味及整体喜好度,数据经混合模型ANOVA分析。
**3.1 葡萄籽提取物的多酚组成**:通过亲水相互作用液相色谱(HILIC)分析,GSE中黄酮类含量为127 mg/g,其中寡聚原花青素(DP 3–7)占42.0%,聚合型(DP 8+)占19.3%,表明其具有强抗氧化活性和蛋白结合能力,为后续研究提供了基础。
**3.2 加工对豌豆蛋白-多酚相互作用指标的影响**:在挤出物中,挤出前添加GSE(pre-lo和pre-hi)的样品表现出较低的游离多酚含量(通过Folin-Ciocalteu法测定)和显著降低的游离赖氨酸(通过OPA法测定),表明蛋白质-多酚结合程度更高。挤出后添加的样品则保留了更多可提取的自由多酚。在肉饼中,所有处理的游离赖氨酸均低于对照组,但挤出前处理仍表现出更强的结合能力。
**3.3 GSE对挤出物和肉饼抗氧化能力的影响**:挤出后处理(特别是post-hi)在挤出物中具有最高的FRAP和ABTS值,表明其还原力和自由基清除能力最强。在肉饼中,虽然所有处理(除pre-lo)的ABTS值均显著高于对照组,但挤出后处理仍保持最高的抗氧化能力,说明挤出后添加保留了更多化学活性多酚。
**3.4 GSE对美拉德褐变的影响**:在挤出物中,pre-lo处理使褐变指数降低31%,优于pre-hi(27%),可能因高浓度GSE自身氧化形成褐色醌类色素干扰测量。在肉饼中,挤出前处理(pre-lo和pre-hi)对褐变产物的抑制效果比挤出后处理高出约40%,这归因于更充分的蛋白质-多酚相互作用减少了美拉德反应位点。
**3.5 GSE对脂质氧化产物的影响**:在挤出物中,仅pre-hi显著降低了LOOH;而pre-lo和pre-hi均显著降低了TBARS。在肉饼中,所有处理均显著降低了LOOH和TBARS,其中挤出后处理(post-lo和post-hi)效果最突出,分别使LOOH和TBARS降低约53%和44%(vs. 预处理样品的15%和31%)。这表明挤出后添加的抗氧化剂能更有效地抑制脂质氧化链式反应。
**3.6 GSE对挤出物和肉饼物理性质的影响**:挤出前处理显著降低了挤出物的体积密度;挤出后处理显著提高了挤出物和肉饼的持水能力(WHC)以及肉饼的烹饪得率(约提高7%)。颜色分析显示,所有处理均产生可感知的总色差(ΔE>
3),但高剂量处理产生的深色可能有助于模拟肉类的视觉特征。
**3.7 GSE对肉饼中异味挥发物的影响**:GC-MS分析鉴定出三种主要异味挥发物——呋喃2-戊基、2-庚酮和己醛。所有处理均显著降低了这些物质的浓度。挤出前处理更有效地降低呋喃2-戊基(使浓度接近1 μg/mL的阈值),而挤出后处理对己醛的抑制效果更好(从对照的1.31 μg/mL降至0.33 μg/mL)。2-庚酮的降低幅度在各处理间差异不大。
**3.8 消费者感官评价**:对挤出前低剂量GSE(pre-lo)处理的肉饼与实验对照组和商业对照组进行感官评价,结果表明GSE处理未显著增加涩味或余味,但豆味评分显著高于商业对照组。进一步分析发现存在显著的顺序效应,首次品尝的样品豆味评分更高。整体喜好度评分在实验对照组与pre-lo之间无显著差异,表明GSE未降低产品可接受性。j9股份有限公司