Antioxidant capacity of hydrolyzed porcine tissues

水解豬組織的抗氧化能力

來源：Food Science & Nutrition-2014, 2(3)282-288

 

1. 摘要核心內(nèi)容

該論文摘要指出，研究通過四種不同的測定方法測試了七種不同豬組織（結(jié)腸、闌尾、直腸、胰腺、心臟、肝臟和肺）水解物的抗氧化能力。所有水解組織在所有四種測定中均顯示出抗氧化能力。其中，結(jié)腸、肝臟和闌尾是抑制脂質(zhì)氧化最有效的三種組織（其Trolox等效抗氧化能力分別為47、29和27 mmol/L）。肝臟、結(jié)腸、胰腺和闌尾是四種最有效的鐵螯合劑。此外，結(jié)腸和闌尾顯示出良好的自由基清除能力。研究結(jié)果表明，多種動物副產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)化為具有抗氧化能力的水解物，從而創(chuàng)造附加價值。

2. 研究目的

本研究旨在評估七種化學(xué)成分差異較大的豬組織水解物的抗氧化能力，具體目標(biāo)包括：(1) 評估這些屠宰副產(chǎn)品作為抗氧化劑來源的實用性；(2) 比較不同組織來源水解物的抗氧化能力差異；(3) 探究其潛在抗氧化能力的作用機(jī)制。

3. 研究思路

研究采用體外酶解結(jié)合多指標(biāo)評價的思路：

 

樣品制備：收集七種豬組織，將其勻漿后，使用Protamex和Alcalase的混合酶在55°C下水解2小時，滅酶、離心后獲得澄清的水解液。

多機(jī)制抗氧化能力評估：采用四種不同的體外測定法，從不同機(jī)制角度全面評估水解物的抗氧化性能：

 

抑制乳液中脂質(zhì)氧化：通過測量氧氣消耗速率來評估。

鐵離子螯合能力：評估其抑制Fe2?-ferrozine絡(luò)合物形成的能力。

 

自由基清除能力：分別使用水溶性的ABTS自由基和脂溶性的DPPH自由基進(jìn)行測定。

 

數(shù)據(jù)分析與比較：將測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，比較不同組織水解物在各測定中的表現(xiàn)，并綜合推斷其主要的抗氧化作用機(jī)制。

 

4. 測量的數(shù)據(jù)、研究意義及來源

 

水解物干物質(zhì)含量：數(shù)據(jù)表明，不同組織水解后的可溶性干物質(zhì)得率在5.9%到13.8%之間，其中肝臟和胰腺的得率最高，結(jié)腸最低。意義：這反映了不同組織的蛋白質(zhì)含量、膠原蛋白比例及結(jié)構(gòu)對酶解效率的影響，為得率差異提供了生化與結(jié)構(gòu)解釋。數(shù)據(jù)來自“結(jié)果與討論”部分的文字描述及表1。

 

抑制脂質(zhì)氧化的能力：以Trolox等效抗氧化能力表示。數(shù)據(jù)顯示，結(jié)腸水解物的抑制能力最強(qiáng)（47 mmol/L TEAC），顯著高于其他組織；肝臟和闌尾次之；心臟和直腸最弱。意義：該數(shù)據(jù)直接反映了水解物在模擬食品乳液體系中防止多不飽和脂肪酸氧化的實際效果，是評估其作為食品抗氧化劑潛力的核心指標(biāo)。數(shù)據(jù)來自表2的第一列（TEAC）。

 

鐵離子螯合能力：以抑制百分比表示。肝臟水解物的鐵螯合能力最強(qiáng)（92.0%），結(jié)腸、胰腺和闌尾也表現(xiàn)出很強(qiáng)的螯合能力（約77%），而心臟和肺的螯合能力很弱。意義：螯合促氧化的金屬離子是重要的抗氧化機(jī)制之一。該數(shù)據(jù)揭示了肝臟等水解物可能通過強(qiáng)力結(jié)合鐵離子，從而抑制由鐵催化的氧化反應(yīng)。數(shù)據(jù)來自表2的“Iron chelation”列。

ABTS自由基清除能力：所有水解物在50 μg/mL的低濃度下均表現(xiàn)出較強(qiáng)的ABTS自由基清除能力（76.5% 至 87.9%），其中肺和結(jié)腸最高。意義：表明這些水解物含有能有效清除水相自由基的活性成分，具備電子或氫供體的能力。數(shù)據(jù)來自表2的“ABTS”列。

DPPH自由基清除能力：在5 mg/mL的濃度下，清除率在9.7% 至 25.4%之間，其中心臟最強(qiáng)，肝臟和肺最弱。意義：反映了水解物在更疏水環(huán)境中清除自由基的能力。與ABTS結(jié)果對比，揭示了不同組織水解物中抗氧化成分的親/疏水性質(zhì)可能存在差異。數(shù)據(jù)來自表2的“DDPH”列。

 

各組織抗氧化性能綜合排名：論文將不同測定方法中的結(jié)果進(jìn)行了排序匯總。意義：直觀展示了沒有任何一種組織在所有測定中都表現(xiàn)最優(yōu)，但結(jié)腸、肝臟和闌尾在多個項目中名列前茅，凸顯了它們綜合抗氧化潛力。同時，該排名也強(qiáng)調(diào)了不同組織可能通過不同的主導(dǎo)機(jī)制（如螯合、自由基清除）發(fā)揮抗氧化作用。數(shù)據(jù)來自表3的示意性排名。

 

 

5. 研究結(jié)論

 

經(jīng)Alcalase和Protamex酶解后，所有被測豬組織均產(chǎn)生具有抗氧化能力的水解物。

結(jié)腸、肝臟和闌尾的水解物在抑制脂質(zhì)氧化方面特別有效，這可能與其強(qiáng)大的鐵離子螯合能力有關(guān)。此外，結(jié)腸和闌尾水解物還具有很高的自由基清除能力，顯示出廣泛的抗氧化潛力。

不同組織的水解物可能通過不同的主導(dǎo)機(jī)制（金屬螯合、自由基清除或二者兼具）發(fā)揮抗氧化作用。

 

研究表明，動物屠宰副產(chǎn)品可以通過酶解轉(zhuǎn)化為具有抗氧化活性的水解物，這為提升這些低價值副產(chǎn)品的附加值提供了可行的途徑。

 

6. 詳細(xì)解讀：使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義

本研究中，抑制脂質(zhì)氧化這一核心指標(biāo)是通過丹麥Unisense公司的微呼吸系統(tǒng) 和氧微傳感器 進(jìn)行測量的。該系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)在本研究中具有至關(guān)重要的意義：

 

提供了最接近真實食品氧化場景的動態(tài)評估：與其他三種化學(xué)測定法（鐵螯合、ABTS、DPPH）不同，Unisense系統(tǒng)測量的不是終點產(chǎn)物的量或模型反應(yīng)的抑制率，而是亞油酸甲酯乳液在氧化引發(fā)劑（血紅素）存在下的實時氧氣消耗速率。這模擬了富含不飽和脂肪的真實食品體系（如乳液、肉制品）發(fā)生自動氧化的動態(tài)過程。通過計算氧氣消耗指數(shù)和TEAC值，該數(shù)據(jù)能直接量化水解物在復(fù)雜多相體系中延緩脂質(zhì)氧化的實際效能，這是評估其作為食品抗氧化劑應(yīng)用潛力的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

實現(xiàn)了對微弱抗氧化活性的高靈敏度、實時檢測：Unisense氧微傳感器具有高靈敏度和快速響應(yīng)時間，能夠精確監(jiān)測溶液中溶解氧的微小變化。在本實驗的10分鐘測量期內(nèi)，系統(tǒng)以10秒間隔記錄數(shù)據(jù)，并選取線性區(qū)域的斜率計算初始耗氧速率。這種方法能夠高精度地檢測和區(qū)分不同水解物（即使是活性較弱的樣品）對氧化速率的細(xì)微抑制效果，從而實現(xiàn)了表2中TEAC值的準(zhǔn)確計算與統(tǒng)計比較。

為核心科學(xué)結(jié)論提供了關(guān)鍵性證據(jù)：研究最重要的發(fā)現(xiàn)之一是“結(jié)腸、肝臟和闌尾水解物抑制脂質(zhì)氧化的效果最強(qiáng)”。這一結(jié)論直接源于Unisense系統(tǒng)測量的氧氣消耗數(shù)據(jù)（表2中TEAC值）。特別是結(jié)腸水解物高達(dá)47 mmol/L TEAC的測定值，是其被譽(yù)為最具潛力抗氧化劑的核心依據(jù)。沒有這項基于氧化動力學(xué)的定量數(shù)據(jù)，僅憑其他化學(xué)測定法，無法如此有力地證明其在實際抑制脂質(zhì)氧化方面的卓越性能。

 

為機(jī)理推斷提供了重要關(guān)聯(lián)：研究發(fā)現(xiàn)，在脂質(zhì)氧化抑制實驗中表現(xiàn)最好的結(jié)腸、肝臟、闌尾，同樣在鐵螯合實驗中表現(xiàn)出色。研究者因此推斷，這些水解物的抗氧化機(jī)制可能與其強(qiáng)力螯合氧化引發(fā)劑——血紅素（鐵絡(luò)合物）的能力有關(guān)。Unisense系統(tǒng)測量的耗氧速率下降，正是這種螯合作用導(dǎo)致氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)啟動受阻的最終體現(xiàn)。因此，氧消耗數(shù)據(jù)與其他測定數(shù)據(jù)相互印證，共同支撐了關(guān)于抗氧化作用機(jī)制的合理解釋。

 

綜上所述，在本研究中，丹麥Unisense氧微傳感器系統(tǒng)并非一個可替代的普通工具。它通過提供動態(tài)、靈敏、且高度貼近食品真實氧化過程的動力學(xué)數(shù)據(jù)，將研究從傳統(tǒng)的、相對靜態(tài)的化學(xué)抗氧化能力評價，提升到了功能性與應(yīng)用潛力評估的層面。其測量結(jié)果是判定不同豬組織水解物能否作為有效天然抗氧化劑的關(guān)鍵判據(jù)，也是整個研究得出核心結(jié)論、實現(xiàn)“創(chuàng)造附加值”這一應(yīng)用導(dǎo)向目標(biāo)的科學(xué)基石。