曹新橋

河南雙匯投資發(fā)展股份有限公司技術(shù)中心 河南漯河 462000

21世紀(jì)消費(fèi)者尋求食用更加安全放心的肉類產(chǎn)品，通過(guò)高壓處理的肉類產(chǎn)品，因其不添加食品防腐劑、保持其新嫩口感，而受到消費(fèi)者的青睞。然而通過(guò)高壓加工會(huì)影響肉制品的部分感官特性，處理后肉制品其理化性質(zhì)改變的同時(shí)，影響著其氧化程度及質(zhì)地的改變[1]。高壓處理肉制品的研究旨在最大限度地發(fā)揮高壓處理的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)降低壓力處理對(duì)豬肉感官特性的影響[3]，相關(guān)研究表明，低溫儲(chǔ)存肉制品中的脂質(zhì)氧化尤為嚴(yán)重[1]。當(dāng)高壓處理(>300MPa)更加容易加速肉制品中脂質(zhì)氧化，導(dǎo)致脂質(zhì)氧化的初級(jí)和二級(jí)反應(yīng)，并產(chǎn)生了大量的共軛二烯、氫過(guò)氧化物、羰基化合物、酮類、醇類和醛類等多類產(chǎn)物[2]。多項(xiàng)研究表明不同來(lái)源(牛肉、雞肉、豬肉)的生肉和加工肉制品通過(guò)增加壓強(qiáng)加深了脂質(zhì)氧化的程度[3,4]。針對(duì)這一問(wèn)題，添加抗氧化劑(乙二胺四乙酸(EDTA)、丁基化羥基甲苯(BHT)、維生素E、鼠尾草和迷迭香提取物)被證明可有效提高肉制品的抗氧化能力，迷迭香提取物可以顯著降低雞肉產(chǎn)品中的脂質(zhì)氧化程度，而迷迭香提取物可以延緩雞肉和豬肉中脂質(zhì)的氧化[5～7]。此外，抗壞血酸鹽已在肉類加工中用作增色劑和抗氧化劑，研究表明，抗壞血酸、亞硝酸鈉和氯化鈉有助于提高壓強(qiáng)處理后牛肉制品顏色的穩(wěn)定性[7]。然而，消費(fèi)者越來(lái)越傾向于使用迷迭香提取物等天然添加劑。

處理過(guò)的肉制品中蛋白質(zhì)氧化，嚴(yán)重影響肉制品的感官特性。蛋白質(zhì)羰基化伴隨著必需氨基酸的損失和蛋白質(zhì)消化率的降低，從而影響肉制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[8]。在對(duì)碎牛肉、鹽水注射豬肉和干腌火腿進(jìn)行壓力處理(600MPa)后，蛋白質(zhì)羰基化增加30%[9]。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化的機(jī)制雖然不同但密切相關(guān)，兩個(gè)過(guò)程可能受到類似的促氧化劑和抗氧化因子的影響[10]。然而，加壓肉制品中這些氧化現(xiàn)象之間的相互作用機(jī)理尚不完全清楚。本研究目的在于測(cè)定抗氧化劑對(duì)高壓處理豬肉中脂質(zhì)、蛋白質(zhì)氧化、顏色變化及親水和親脂化合物的抗氧化活性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉肌肉，采購(gòu)于河南雙匯投資發(fā)展股份有限公司。

抗壞血酸鈉、鼠尾草酸、鼠尾草酚、氯化鈉、氯化鎂、磷酸二氫鈉、乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)、鹽酸、磷酸緩沖液、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、丙二醛、尿素、檸檬酸、抗壞血酸、乙醇，均采購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)字溫度表，TESTO-622，深圳市匯馳恒達(dá)科技有限公司；

水分活度儀，HD-4，華科儀器有限公司；

通用色差計(jì)，JZ-300，上海愛(ài)色麗色彩科技有限公司；

離心機(jī)，3C-3614，上海迪圖生命科技有限公司；

電子分析天平，AX224ZH/E，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

絞肉機(jī)，JYC12，寧波皓鷹食品機(jī)械有限公司；

質(zhì)構(gòu)分析儀，TA.TOUCH，青島金諾機(jī)械有限公司；

紫外分光光度計(jì)，UV-754，上海精科分析儀器廠；

冷凍離心，GL-20G-II，上海瑞沃德生命科技有限公司；

氣動(dòng)液壓增壓系統(tǒng)，上海帕格液壓設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

取樣自3d內(nèi)屠宰排酸后豬肉肌肉，pH值為5.51±0.05。將豬肉切碎約5.5mm碎塊并與豬肉肥膘混合(比例為30g/100g)。

1.3.2 壓力處理

增壓速率3MPa/s(500MPa)處理6min，立即2s內(nèi)迅速減壓，容器內(nèi)的溫度為20±3℃。

1.3.3 顏色測(cè)定

豬肉樣品自自封袋取出后，立即使用分光光度計(jì)測(cè)定豬肉表面顏色，顏色以L*、a*、b*值(亮度L*、紅度a*和黃色b*)。

1.3.4 脂質(zhì)氧化

使用均質(zhì)機(jī)在冰浴中將豬肉打碎為勻漿，在4 000g下離心10min(4℃)。通過(guò)濾紙過(guò)濾上清液。將濾液與含有0.3%硫代巴比妥酸、10%三氯乙酸的溶液混合均勻，100℃水浴加熱30min，隨后立即冰浴。檢測(cè)400nm到600nm樣品吸光度。結(jié)果以每公斤肉樣中丙二醛(MDA)含量表示。使用丙二醛二甲縮醛從標(biāo)準(zhǔn)曲線中計(jì)算MDA濃度，每組實(shí)驗(yàn)的四個(gè)樣品。

1.3.5 蛋白質(zhì)氧化

1.3.5.1 羰基含量

根據(jù)Oliver C. N[11](1987)方法評(píng)估蛋白質(zhì)羰基化合物，樣品置于4℃冰箱，通過(guò)紗布過(guò)濾勻漿，取100μL濾液用1mL，10%三氯乙酸進(jìn)行沉淀。將800μL 0.2%的二硝基苯肼溶液添加到沉淀中，對(duì)照組為2M HCl溶液，混合溶液室溫下攪拌孵育1h，加入1mL 10%三氯乙酸后得到沉淀，用1mL乙醇-乙酸乙酯(1∶1)溶液使用移液槍充反復(fù)吹洗3次，得到沉淀放置于離心管中，4℃通風(fēng)櫥干燥，將所得沉淀溶解在1mL 6M鹽酸胍中。置于離心機(jī)中(10 000g，4℃，5min)去除沉淀。將溶液放于(250～500nm),空白對(duì)照為HCl溶液校正。使用DNPH在370nm處的消光系數(shù)計(jì)算蛋白質(zhì)羰基化合物濃度，并使用280nm處的吸光度從相同樣品中獲得蛋白質(zhì)濃度，以每克蛋白質(zhì)固定的DNPH微摩爾數(shù)表示。

1.3.5.2 硫醇基含量

依照Ellman G L[12](1958)方法測(cè)定，將上述濾液(250μL)與2.5mL含有8M尿素的磷酸鹽緩沖液混合，加入50μL 10mM 5,5'-二硫代-雙2-硝基苯甲酸。15min后測(cè)量412nm處的吸光度。使用l-半胱氨酸從標(biāo)準(zhǔn)曲線估算硫醇基含量。使用雙縮脲測(cè)定法測(cè)定樣品的蛋白質(zhì)濃度，每組實(shí)驗(yàn)4個(gè)樣品。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集后使用Excel 2019記錄。SPSS 19.3對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan多重比較方法進(jìn)行顯著性分析，通過(guò)方差分析評(píng)估因素(壓力、配方和儲(chǔ)存時(shí)間)之間的主要影響和相互作用。Tukey檢驗(yàn)(置信水平為95%)用于確定均值之間的顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 顏色變化

肉制品的氧化影響感官質(zhì)量在消費(fèi)者的選擇購(gòu)買(mǎi)中起著重要作用，在壓強(qiáng)處理、迷迭香提取物和抗壞血酸鈉對(duì)肉樣顏色改變的試驗(yàn)中(如表1)表明。

表1 豬肉冷藏過(guò)程中亮度(L*)，黃色(b*)，紅色(a*)Table 1 Lightness (L*), yellowness (b*) and redness (a*) of pork duringrefrigerated storage

未經(jīng)處理的豬肉亮度值(L*)不受抗壞血酸鈉或迷迭香提取物的影響。與之相反的是高壓處理增加了肉樣亮度值，經(jīng)過(guò)低溫儲(chǔ)存后其亮度值沒(méi)有發(fā)生改變。含有抗壞血酸鈉或迷迭香提取物的未處理樣品紅度值(a*)高于未處理的對(duì)照樣品，且不受冷藏儲(chǔ)存的影響。相比之下，肉樣紅度值在壓強(qiáng)處理后立即下降，并在儲(chǔ)存過(guò)程中進(jìn)一步下降，抗壞血酸鈉或迷迭香提取物不會(huì)影響樣品的紅度值(a*)。未經(jīng)處理的豬肉的黃度值(b*)隨冷藏儲(chǔ)存而降低，與未經(jīng)處理的樣品相比，樣品在高壓處理后黃度值下降。然而，處理過(guò)的肉樣的黃度值在儲(chǔ)存過(guò)程中有所增強(qiáng)，而抗壞血酸鈉或迷迭香提取物，并沒(méi)有改善未經(jīng)處理或處理過(guò)的樣品的黃度值的穩(wěn)定性。添加抗壞血酸鈉或迷迭香提取物，只會(huì)增強(qiáng)未經(jīng)處理的豬肉的紅度值，可能是通過(guò)減少氧合肌紅蛋白的氧化來(lái)進(jìn)行的。

2.2 脂質(zhì)氧化

高壓處理和抗氧化劑對(duì)脂質(zhì)氧化的影響如圖1所示。

圖1 高壓處理和添加劑豬肉冷藏過(guò)程中硫代巴比妥酸積累的影響Fig. 1 Effect ofhigh-pressure processing and additives on TBARS values during refrigerated storage of pork

未經(jīng)處理且沒(méi)有添加劑的肉樣在第10天積累了更多的次級(jí)脂質(zhì)氧化物。未經(jīng)處理肉樣但添加抗壞血酸鈉或迷迭香提取物在低溫儲(chǔ)存期間脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的積累量降低，高壓處理后，豬肉中的脂質(zhì)氧化物并沒(méi)有立即產(chǎn)生而是隨著儲(chǔ)存時(shí)間氧化物越來(lái)越多。處理后樣品在第5天與未處理樣品在第10天所產(chǎn)生次級(jí)脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的濃度相似，在第10天觀察到處理過(guò)的肉樣中脂質(zhì)氧化濃度最高?？箟难徕c或迷迭香提取物處理的肉樣，在冷藏儲(chǔ)存期間沒(méi)有發(fā)生脂質(zhì)氧化。迷迭香提取物具有阻止豬肉中的脂質(zhì)氧化的功能，天然提取物的作用與同濃度的抗壞血酸鈉，雖然具有不同的作用機(jī)制，但兩者在肉制品中的功能相似。迷迭香提取物的活性成分主要為鼠尾草酚和鼠尾草酸為脂溶性，均為過(guò)氧自由基清除劑，通過(guò)氫原子供給給自由基中間體來(lái)發(fā)揮其作用[13]，而抗壞血酸鈉則是水溶性的，可作為除氧劑、金屬螯合劑和還原劑來(lái)抑制脂質(zhì)的氧化。

2.3 蛋白質(zhì)氧化

肉樣中通過(guò)測(cè)量蛋白質(zhì)羰基化和肉蛋白中硫醇基含量判定蛋白質(zhì)氧化程度，高壓處理和添加劑對(duì)蛋白質(zhì)羰基化合物含量的影響如圖2、圖3所示。

圖2 高壓處理和添加劑對(duì)豬肉冷藏過(guò)程中蛋白質(zhì)羰基化含量的影響Fig. 2 Effect of high-pressure processing and additives on protein carbonyls content during refrigerated storage of pork.

圖3 高壓處理和添加劑對(duì)豬肉冷藏過(guò)程中蛋白質(zhì)巰基含量的影響Fig. 3 Effect of high-pressure processing and additives on protein thiol groups during refrigeratedstorage of pork.

不含添加劑肉樣儲(chǔ)存至第10天，蛋白質(zhì)羰基化程度最高。添加抗壞血酸鈉豬肉儲(chǔ)存期間蛋白質(zhì)羰基化略有增加，但與第0天相比沒(méi)有顯著性差異，含有迷迭香酸提取的樣品在第10天蛋白質(zhì)氧化物積累程度最高。樣品在經(jīng)過(guò)高壓處理后蛋白質(zhì)立即出現(xiàn)了羰基化，在隨后的冷藏保存期間，其羰基化沒(méi)有發(fā)生增加。在本實(shí)驗(yàn)中處理后樣品與未處理樣品低溫儲(chǔ)存第10天后，其羰基化程度相似，表明添加抗壞血酸鈉或迷迭香酸提取物不能有效改變蛋白質(zhì)的羰基化。

未經(jīng)處理樣品在儲(chǔ)存過(guò)程中，如圖3所示添加抗壞血酸鈉會(huì)防止蛋白質(zhì)的羰基化，而添加了迷迭香提取物不能有效防止蛋白質(zhì)羰基化。冷藏期間含有迷迭香提取物未處理樣品，及含有迷迭香提取物或抗壞血酸鈉的處理樣品中，觀察到硫醇基團(tuán)的降低。盡管抗壞血酸鈉和迷迭香提取物，可有效防止處理樣品后中的脂質(zhì)氧化，但這些添加劑在冷藏期間并未抑制處理后樣品中蛋白質(zhì)氧化。相關(guān)研究表明，在壓力處理(300MPa)后，迷迭香提取物使魚(yú)糜中的蛋白質(zhì)羰基化增加[14]。在肉制品中，蛋白質(zhì)的氧化會(huì)導(dǎo)致肉質(zhì)口感降低和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的流失，需要更多的研究來(lái)確定何種天然提取物，可以防止壓力處理豬肉的蛋白質(zhì)及脂質(zhì)的氧化。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)中，高壓處理(500MPa)會(huì)導(dǎo)致豬肉的顏色變化，主要包括亮度值(L*)不變、紅度值(a*)及黃度值(b*)分別下降31.4%及26.8%，脂質(zhì)氧化程度增加40.8%，樣品中蛋白質(zhì)羰基化增加46.7%及硫醇基損失約35.9%。抗壞血酸及其鹽類、迷迭香提取物作為還原劑，有效降低了經(jīng)高壓處理后肉制品中的脂質(zhì)氧化分別下降10.7%、44.7%。兩種抗氧化劑分別提高了壓力處理后豬肉的亮度值(L*)13.4%、13.6%。然而抗壞血酸鈉或迷迭香提取物，不能有效防止高壓引起的蛋白質(zhì)氧化。本研究舉例說(shuō)明了在高壓處理的肉類產(chǎn)品中，使用天然抗氧化劑(迷迭香提取物)來(lái)替代抗壞血酸鈉的可能性。