大豆种子脂肪氧化酶缺失基因
控制豆腥味效果的研究
麻 浩官春云何小玲丁安林
湖南农业大学植物科技学院长沙 中国农业科学院作物研究所北京
摘要应用蒸馏提取法!气相色谱和气2质联机的方法分析了大豆种子脂肪氧化酶缺失体近等位基因系在加工豆
制品时所产生的挥发性气味物质∀研究结果表明从豆粉和豆浆中都只分离出种气味成分主要为醛和醇类物质在形成挥发性气味物质和豆腥味物质中¬次之¬作用最小但具有降低己醛生成的作用¬起主要作用不论缺失¬还是缺失¬都可极显著地降低挥发性气味物质和豆腥味物质的生成量而缺失¬则会显著增加己醛的生成量缺失基因间存在有显著或极显著的一级和二级负互作不同加工条件对缺失基因的缺失平均效应和互作效应有明显的影响∀全缺失体类型具有最低的挥发性物质和豆腥味物质的生成量而缺¬类型具有最高的生成量其余的缺失体类型则介于两者之间用己醛作为衡量脂肪氧化酶在形成豆腥味中的重要性和各种缺失体类型控制豆腥味效果的指标是可行的∀因此培育出大豆种子脂肪氧化酶全缺失的品种将有望成为食品加工业的优质原材料∀
关键词大豆脂肪氧化酶缺失基因气相色谱和气2质联机豆腥味
中图分类号≥1 文献标识码 文章编号222
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收稿日期22
基金项目湖南省教委科研资助项目
作者简介麻 浩2男苗族湖南花垣人副教授博士主要从事大豆品质改良!生物技术研究和教学工作∀现在南京农业大学从事大
豆品质改良方面的博士后研究工作∀×2ƒ¬2∞2
精品文献
中 国 农 业 科 学 卷
2≥∏≥∏2∏∏∏¬×¬∏∏∏∏¬√∏∏¬¬∏∏√∏×∏√¬∏
2Κεψωορδσ≥¬∏∏
2√
脂肪氧化酶¬
简称¬∞≤是一种含非血红素铁的蛋白质专一催化
具有顺顺22戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸加氧反应生成具有共轭双键的脂肪酸氢过氧化物再经裂解酶分解生成短碳链的醇!酮和醛类等挥发性物质这些挥发性物质导致大豆及其制品产生豆腥味这其中最主要的腥味物质就是己醛和己醇≈∀如何消除豆腥味历来是大豆产品开发利用的一大难题目前主要采用物理!化学和添加风味物质等方法来消除豆腥味≈但这些皆为治标的方法不仅增加加工成本而且去豆腥味的效果也不是非常理想≈治本的方法应是选育缺失脂肪氧化酶的无豆腥味大豆品种∀因此从遗传育种的角度开展缺失体品种的选育就显得极其重要和迫切≈∀大豆种子中含有丰富的脂肪氧化酶已从中分离出¬!¬和
¬包含¬和¬种不同性质的同工酶分别受¬!¬和¬等个显性基因控制每种同工酶的隐性缺失等位基因均已被鉴定出来分别被命名为¬!¬和¬¬和¬是紧密连
锁的¬则是遗传的
≈∗
∀
本文研究不同大豆种子脂肪氧化酶缺失体类型在加工过程中产生的挥发性气味物质并对不同缺失基因及其缺失体类型控制豆腥味的效果进行评价∀
材料与方法
1 供试材料
年用在湖南农业大学试验农场春播种植
的日本≥∏∏∏≥∏及其缺失体近等位基因系
≥∏2缺¬!≥∏2缺¬!≥∏2缺¬!≥∏
2缺¬和¬!≥∏2缺¬和¬!≥∏2缺¬和¬和≥∏2缺¬!¬和¬等个材料所收获的种子作为
豆粉和豆浆的加工原材料∀
1 豆粉和豆浆中气味成分的提取方法
11 豆粉和豆浆的制备 豆粉是将各供试大豆
材料的籽粒粉碎过目筛后即得∀每个样称提取气味前每个样加入的无离子水∀豆浆是通过将各供试材料的籽粒每个样加入无离子水浸泡过夜大约然后磨浆即得∀每个样重复次提取气味前每个样加入癸酸乙酯
1Ù
作内标∀11 气味的提取 采用≥⁄∞法即蒸馏提取
法用乙醚作提取剂提取时间∀提取完毕后乙醚提取液立即用≥脱水然后通过蒸馏和用气吹浓缩到大约左右∀
1 气味成分的气相色谱和气2质联机分析
气相色谱仪为岛津≤2气相色谱分析条件为•≤×柱子为∂2柱≅1
载气为气进气压力为1Ù
灶温升温控制为β≤开始停然后按β≤Ù升温直到β≤停进样口和检测器的温度为
β≤峰面积百分率用岛津≤2积分仪计算∀气2质联机的气相色谱分析条件与气相色谱的条件一
致∀
实验数据按三因子每个脂肪氧化酶基因位点为一个因子实验设计进行缺失效应和互作效应统计分析每个因子个水平具有脂氧酶基因和缺失脂氧酶基因每个处理有个重复观察值∀
结果与分析
1 豆粉和豆浆中挥发性气味成分
等
≈
研究了豆浆气味的组
成分离出种气味成分其中有种为未知成分∀在本实验条件下笔者从豆粉和豆浆中都只分离出种气味成分其中有种为未知成分主要为醛和醇类物质其中种与等鉴定出的成分相同只有2甲基2环己烯22醇!2癸醇和∞22辛烯醛是新鉴定出来的物质两种豆制品挥发性物质中鉴定出的气味成分完全相同表表中的相对峰面积以内标癸酸乙酯的峰值面积为
期 麻 浩等大豆种子脂肪氧化酶缺失基因控制豆腥味效果的研究
中 国 农 业 科 学 卷
计算而来是每个材料两次重复的平均值∀根据前人研究结果可知在鉴定出的种物质中己醛!己醇!戊醇!∞22己烯醛!22己烯醇!22庚烯醛!庚醛!∞∞22癸二烯醛和∞22癸二烯醛等种物质是造成豆腥味的物质≈∀
1 豆浆与相应的豆粉之间挥发性物质生成量的
己醛己醇生成量进行合计结果列于表∀从表中可看出在挥发性气味物质总量上各种缺失体类型加工的豆浆表现出比相应的豆粉高的趋势其中
2!≥∏2两种材料的差异达到显著水平≥∏
在豆腥味物质总量!己醛己醇量和己醛生成量上除≥∏2加工的豆粉比相应的豆浆高并达的显著水平外其余材料两者之间相差不显著在己醇生成量上各种缺失体类型加工的豆粉与相应的豆浆间差异表现为不显著∀
比较
笔者将每种缺失体材料加工的豆粉和豆浆具有的挥发性气味物质分别按总量!豆腥味物质生成量!
表 大豆种子脂肪氧化酶缺失体类型形成挥发性物质的差异比较
2× ≤√∏∏¬
产品
×∏
缺失体类型
×≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏
挥发性
物质总量
≠√1111111111111
3
显著水平
≥
豆腥味
物质总量
己醛己醇生成量≥
显著水平显著水平
≥
己醛
生成量
≠¬11111111111111311
显著水平
≥
≤⁄≤≤⁄⁄≤⁄≤⁄⁄
≠≠
2√ ¬¬
≤⁄≤⁄≤⁄≤⁄∞≤≤≤
1111111111111111
≤⁄≤⁄≤≤⁄⁄⁄
11111111111111311
≤≤⁄≤≤⁄≤⁄∞⁄∞
豆浆
≥
豆粉
≥∏
≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏2≥∏
11
3
1
33
表示同一缺失体材料加工的豆粉与豆浆相应指标间达到显著水平
≥√∏∏¬
1 大豆种子脂肪氧化酶缺失基因及其缺失体类¬则会显著增加己醛的生成量缺失¬虽对
型控制豆腥味的效果
从表中可以看出不论以挥发性物质总量!豆腥味物质量!己醛己醇量还是以己醛量作为衡量指标全缺失体材料≥∏2都具有最低的生成
量≥∏2的各项指标仅次于≥∏2而≥∏2具有最高的生成量正常材料≥∏∏∏和其余的缺失体类型则介于三者之间排列顺序因加工产品和衡量指标不同而有所变化∀
进一步估算缺失基因的缺失平均效应和交互作用效应结果列于表∀
从表中可以看出不论缺失¬还是缺失¬都可极显著地降低加工产品挥发性气味物质!豆腥味物质!己醇己醛和己醛的生成量而缺失
挥发性气味物质和豆腥味物质生成量的影响不显著
只有豆浆的挥发性物质生成量达到显著水平但
却表现出有促进其生成量增加的趋势就单一缺失而言以任一合计量为指标缺失效应大小排列顺序基本表现为缺¬缺¬缺¬只是豆浆
产品在形成己醛方面缺¬显得比缺¬更为重要些∀这同时也说明了在形成豆制品挥发性气味物质和豆腥味物质中¬起主要作用¬次之¬还具有显著降低己醛生¬最小而且
成量的作用∀这一结果与∏等和
等的研究结果一致
≈
就此现
象他们进一步解释认为这是因为¬将由¬!¬和¬催化生成的脂肪酸氢过氧化物
期 麻 浩等大豆种子脂肪氧化酶缺失基因控制豆腥味效果的研究
表 大豆种子脂肪氧化酶缺失基因的缺失效应分析
× ¬∏∏产品类型
×∏
基因缺失效应⁄¬∏
项目
挥发性物质总量
≠√133133
131131331133133
1133
13133133
豆腥味成分量
≠
2√133133
1113133133133133
1133
133133133
己醛己醇生成量
≠¬
¬133133
13311133133133133
133133
133133133
己醛生成量
≠¬133133
1311133133133133
133133
133133133
豆浆
≥
¬¬¬¬≅¬¬≅¬¬≅¬¬≅¬≅¬
豆粉
≥∏
¬¬¬¬≅¬¬≅¬¬≅¬¬≅¬≅¬
3333
3
3
表示脂肪氧化酶缺失基因的缺失平均效应和交互作用效应达到显著或极显著水平
≥¬∏∏¬
√
转变成不利于脂肪酸氢过氧化物裂解酶裂解的物质从而减少了挥发性气味物质和豆腥味物质的生成还有可能就是¬与¬和¬争夺不饱和脂肪酸底物将其催化生成2氢过氧化物而不是
2氢过氧化物从而降低六碳醛类物质的形成∀
种不同大豆种子脂肪氧化酶缺失基因间存在
间存在互作以及缺失¬会显著增加己醛的生成量因此控制豆腥味的效果以全缺失体类型的效果最佳缺¬¬的次之缺¬¬的第三而仅单缺某个基因并不能获得控制豆腥味的最佳效果∀通过遗传育种方法培育出大豆种子脂肪氧化酶全缺失品种将有望成为食品加工业的优质原材料在全缺失体材料难获得的情况下缺失¬¬
的类型也是一个可资利用的少豆腥味的优质加工原材料∀
1 己醛与其它挥发性成分的相关性分析
有显著或极显著的一级和二级负互作除豆粉的缺
¬≅缺¬表现为正互作外一级互作中只有
豆浆缺¬≅缺¬互作缺¬≅缺¬在己醛和己醛己醇生成量上的互作表现为不显著∀
不同加工条件对缺失基因的缺失效应和互作效应有明显的影响∀如缺¬≅缺¬在豆粉中表现为正互作在豆浆中则表现为负互作豆粉的一级互作中以缺¬≅缺¬负互作效应最大缺¬≅缺¬次之缺¬≅缺¬最小豆浆的一级互作中以缺¬≅缺¬负互作效应最大缺¬≅缺¬次之缺¬≅缺¬最小∀从互作来看¬生成挥发性气味物¬对
质!豆腥味物质和己醛的抑制作用表现得比对¬的抑制作用更大∀
综上所述由于大豆种子脂肪氧化酶缺失基因
由于引起豆腥味物质的多样性前人在研究和评价大豆种子脂肪氧化酶同工酶在形成豆腥味中的重要性以及各种缺失体类型降低豆腥味的效果时仅使用己醛作为衡量指标≈这或许会失之偏颇有必要进行己醛与其它挥发性成分之间的相关性研究∀表列出了己醛与其它挥发性成分的相关
性分析结果∀从表中可以看出己醛生成量与挥发性气味物质总量!豆腥味物质量!己醇生成量的相关性皆达极显著水平∀表明用己醛作为衡量指标是可行的∀
中 国 农 业 科 学 卷
表 豆浆和豆粉中己醛与其它挥发性成分的相关系数
× ≤¬√∏产品类型
×∏
挥发性
物质总量
≠√
133133
豆腥味物质总量
≠
2√133133
己醛己醇生成量
≠¬
¬
133133
己醇生成量
≠¬133133
豆浆≥ 豆粉≥∏
讨论
2辛烯22醇已知是产生蘑菇味的主要成分∀在
本实验条件下豆粉中各缺失体类型的2辛烯22醇生成量与正常材料≥∏∏∏的2辛烯22醇生成量之间没有达到显著性差异而在豆浆中与
≥∏∏∏相比各缺失体类型2辛烯22醇的生成
量反而有增加的趋势∀值得注意的是全缺失体材料的2辛烯22醇的生成量与≥∏∏∏的2辛烯2
2醇的生成量差异不显著∀这表明2辛烯22醇可能不是脂肪氧化酶催化形成的产物而是其它酶催化反应的产物这与等≈的研究结果一致∀
植物体内脂质过氧化作用根据起因可分为酶促和非酶促自动氧化两大类∀非酶促脂质自动氧化往往是不饱和脂质的双键受氧特别是活性氧的攻击所致∀有研究者认为脂质自动氧化在脂肪氧化酶存在的情况下对豆腥味物质的形成贡献不大≈∀笔者的研究表明全缺失体材料的×值不为零数据未列出就表明全缺失体材料种子中脂质存在着自动氧化过程全缺失体材料种子的脂质自动氧化和其它途径形成的气味物质如2辛烯22醇可能是造成其加工产品仍具有少量豆腥味物质的原因∀
依据等≈测定的豆制品气味成
分的阈值大小笔者的研究证实在全缺失体类型材料中造成豆腥味的物质主要是八碳!九碳和十碳醇和羰基化合物这一结果与等的研究结果一致∀
Ρεφερενχεσ
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∏≈≤≥≈
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∏×∏∏≈Γλψχινεμαξ¬≈ƒ≤
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杨淑媛新编大豆食品≈北京中国商业出版社
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崔章林盖钧镒世界大豆研究进展与动向≈大豆科学
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杜同生豆奶生产技术≈北京中国食品出版社
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