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沒食子酸對豬肉糜脂肪和蛋白氧化的抑制作用及對肉糜品質特性的影響

來源:用戶上傳      作者:

  摘 要:為研究沒食子酸對冷藏(4 ℃,9 d)豬肉糜脂肪和蛋白氧化的抑制作用及對肉糜品質的影響,將沒食子酸添加到豬肉糜中(0、0.05、0.10、0.20 g/kg),添加0.20 g/kg叔丁基羥基茴香醚(butylated hydroxyanisole,BHA)作為對照組,對肉糜的硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid reactive substances,TBARs)值、總巰基含量、羰基含量、表面疏水性、色澤及蒸煮損失進行分析。結果表明:空白組豬肉糜的TBARs值顯著增加,蛋白質總巰基含量降低,羰基含量增加,表面疏水性升高,紅度值降低,蒸煮損失增加;沒食子酸的添加降低了TBARs值的增加幅度,抑制了羰基化合物的生成和表面疏水性的增加,并且隨著貯藏時間的增加,能夠減少總疏基含量的損失,降低脂肪氧化和蛋白氧化的程度,沒食子酸還有利于豬肉糜紅度的保持,但對蒸煮損失無改善作用。因此,沒食子酸可作為天然抗氧化劑應用于肉及肉制品中。
  關鍵詞:沒食子酸;蛋白氧化;脂肪氧化;豬肉糜品質
  Abstract: We undertook this study to evaluate the inhibitory effect of gallic acid on lipid and protein oxidation of chilled pork patties (4 ℃, 9 d) as well as the effect on meat quality. Gallic acid was added to pork patties (0, 0.05, 0.10 and 0.20 g/kg) and patties with 0.20 g/kg butylated hydroxyanisole (BHA) used as a control group. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARs) value, thiol content, carbonyl content, surface hydrophobicity, color and cooking loss were measured over the storage period. The patties without antioxidant showed increases in TBARs value, protein carbonyl content, surface hydrophobicity and cooking loss and decreases in total thiol group content and a* value. The addition of gallic acid reduced the increment in TBARs value, blocked the formation of carbonyl-containing compounds and the increase in surface hydrophobicity, and lowered total thiol group loss and the degree of lipid and protein oxidation. Gallic acid also contributed to the maintenance of meat redness, but did not improve the cooking loss. Therefore, gallic acid can be used as a natural antioxidant in meat and meat products.
  Keywords: gallic acid; protein oxidation; lipid oxidation; quality of pork pattiesDOI:10.7506/rlyj1001-8123-20181228-243
  中圖分類號:TS251.1                                      文獻標志碼:A 文章編號:1001-8123(2019)03-0001-06
  引文格式:
  賈娜, 孫嘉, 王樂田, 等. 沒食子酸對豬肉糜脂肪和蛋白氧化的抑制作用及對肉糜品質特性的影響[J]. 肉類研究, 2019, 33(3): 1-6. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20181228-243.    http://www.rlyj.net.cn
  JIA Na, SUN Jia, WANG Letian, et al. Effect of gallic acid on inhibition of lipid and protein oxidation and quality of pork patties during chilled storage[J]. Meat Research, 2019, 33(3): 1-6. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20181228-243.    http://www.rlyj.net.cn
  氧化是導致肉制品在加工和貯藏過程中品質被破壞的主要因素之一。肉制品的氧化可分為脂肪氧化和蛋白氧化,二者具有相似的氧化過程,均包括起始、傳遞和終止3 個階段[1-2]。脂肪氧化最終產生小分子的醛、酮等有機化合物,過度氧化使肉制品產生不愉快氣味[3]。蛋白氧化會影響蛋白質的理化性質,對肉制品的營養價值、風味及加工特性產生不利影響[4]。抑制脂肪氧化在一定程度上可以抑制蛋白氧化。在肉制品加工過程中,可以通過添加抗氧化劑和采用合適的包裝方法來抑制肉制品的氧化[5]??寡趸瘎┌磥碓纯煞譃槿斯た寡趸瘎┖吞烊豢寡趸瘎烊豢寡趸瘎┯捎诟舷M者要求、更加安全健康而備受關注[6]。沒食子酸(3,4,5-三羥基苯甲酸)別名棓酸、五倍子酸等,是一種白色或淡黃色的粉末,通常以單寧的形式存在于如蔬菜、水果、五倍子、白芍及漆樹葉等植物中[7]。沒食子酸具有較好的抑菌、抗炎、抗病毒、抗氧化及抗腫瘤等生物活性[8],其中抗氧化特性在食品工業中尤其受到關注。Cao等[9]在沒食子酸對豬肉肌原纖維蛋白氧化和凝膠特性的影響研究中,發現沒食子酸能抑制蛋白質羰基的形成,但高濃度的沒食子酸降低了蛋白質的凝膠性能。蛋白質的凝膠特性與肉制品的食用品質密切相關,因此,在研究天然抗氧化劑對肉制品氧化抑制作用的同時,有必要研究其對肉品品質特性的影響。本研究通過測定豬肉糜硫代巴比妥酸反應物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARs)值、羰基含量、表面疏水性、總巰基含量、蒸煮損失及色差,探討沒食子酸對豬肉糜貯藏過程中脂肪和蛋白氧化的抑制作用,同時考察其對豬肉糜品質特性的影響,為深入研究多酚類抗氧化劑在肉及肉制品中的應用提供理論基礎。   1 材料與方法
  1.1 材料與試劑
  豬背最長肌、豬肥膘,購于當地超市。丁基羥基茴香醚(butyl hydroxyanisole,BHA)(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司;沒食子酸(分析純) 美國Sigma公司;氯化鈉、磷酸二氫鈉和乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)(均為分析純) 天津市風船化學試劑科技有限公司;氯化鎂、甲醇(均為分析純) 天津市津東天正精細化學試劑廠。
  1.2 儀器與設備
  Allegra 64R高速冷凍離心機 美國貝克曼庫爾特公司;TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro Systems公司;FE20 pH計、PL203電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司:UV2550紫外-可見分光光度計 日本Shimadzu公司;T25均質乳化機   德國IKA集團;CR-400色彩色差計 日本Konica Minolta公司;奧克斯HX-J3011絞肉機 佛山市海迅電器有限公司。
  1.3 方法
  1.3.1 肉糜的制備
  肉糜的制備在4 ℃冷庫中進行。肉糜的基礎配方為豬背最長?。?0%)、豬肥膘(10%)、水(18%)和氯化鈉(2%)。將豬背最長肌與豬肥膘分別加入絞肉機中絞碎(30 s,快速檔),按比例添加原料和輔料,充分混勻,將混勻的豬肉糜分為5 組,第1組為空白對照組(不添加抗氧化劑),第2~4組分別加入0.05、0.10、0.20 g/kg沒食子酸,第5組加入0.20 g/kg BHA作為陽性對照;混勻,取質量為50 g的肉糜,制成肉餅(直徑約為7 cm,厚度約為1 cm),將肉餅放入包裝盒(CT盒)中(3 個/盒),再用保鮮膜封好,置于冰箱中冷藏(4 ℃),分別在1、3、6、9 d測定各項指標。
  1.3.2 肌原纖維蛋白的提取
  參照Park等[10]的方法進行,作適當修改。稱取適量的豬肉糜,加入4 倍體積的10 mmol/L磷酸鹽提取液(含1 mmol/L EDTA、100 mmol/L NaCl和2 mmol/L MgCl2,pH 7.0),于4 ℃條件下勻漿,3 500 r/min離心15 min(4 ℃);去上清液,取沉淀,將上述步驟重復2 次;將得到的粗肌原纖維蛋白樣品用4 倍體積洗液(100 mmol/L NaCl,4 ℃)清洗,離心,取沉淀,重復1 次后,加入洗液,用4 層紗布過濾,用鹽酸溶液(0.1 mol/L)調節pH值為6.0,離心(15 min,3 500 r/min,4 ℃);去上清液,沉淀稱質量,于4 ℃保存,24 h內用完。
  1.3.3 TBARs值的測定
  參照Jongberg等[11]的方法。稱取5 g肉糜加入到離心管中,再加入15 mL混合溶液(含7.5%三氯乙酸、0.1%沒食子酸和0.1% EDTA),均質60 s(9 000 r/min),離心(5 min,3 500 r/min,4 ℃),過濾;取2.5 mL濾液加入試管中,再加入2.5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液,水?。?0 ℃,50 min),冷卻,532 nm波長處測定吸光度。以每千克肉糜樣品中丙二醛的含量表示TBARs值,按照公式(1)計算。
 ?。?)式中:A為溶液的吸光度;ε為摩爾吸光系數(156 000 L/(mol·cm));V為樣品體積/mL;I為光程(1 cm);M為丙二醛的分子質量(72.063 g/mol);m為肉糜質量/kg。
  1.3.4 總巰基含量的測定
  將Ellman[12]的方法稍作修改。量取8 mL Tris-甘氨酸溶液(含10.4 g/L Tris、0.9 g/L甘氨酸、1.2 g/L EDTA和8 mol/L尿素,pH 8.0)和1 mL 5 mg/mL肌原纖維蛋白溶液,置于塑料離心管中;均質后,在10 000 r/min條件下離心15 min(4 ℃),除去不溶性蛋白;量取4.5 mL上清液,加入0.5 mL Ellman試劑,充分混勻,室溫下靜置30 min,412 nm波長處測定吸光度,計算肌原纖維蛋白中總巰基含量,使用的分子吸光系數為13 600 L/(mol·cm)。
  1.3.5 羰基含量的測定
  參照Ortu?o等[13]的方法,并略加修改。取1 mL 10 mmol/L 2,4-二硝基苯肼溶液,加入裝有3 mL 5 mg/mL肌原纖維蛋白溶液的塑料離心管中,空白對照組加入1 mL HCl溶液(2 mol/L),室溫下靜置1 h(每15 min振蕩1 次),然后加入1 mL 20%三氯乙酸溶液,在10 000 r/min條件下離心5 min(4 ℃),取沉淀,用乙酸乙酯-乙醇(5 mL)洗滌3 次,以除去未反應的試劑,然后加入鹽酸胍溶液(3 mL,6 mol/L),溶解蛋白沉淀(37 ℃),在10 000 r/min條件下離心5 min(4 ℃),過濾,去沉淀,濾液在370 nm波長處測定吸光度,計算肌原纖維蛋白中羰基含量,分子吸光系數為22 000 L/(mol·cm)。
  1.3.6 表面疏水性的測定
  參照Chelh等[14]的方法。取一定量的肌原纖維蛋白樣品溶于20 mmol/L磷酸緩沖溶液(pH 7.0),配制成質量濃度為5 mg/mL的蛋白溶液;取1 mL蛋白溶液,加入200 μL溴酚藍(1 mg/mL),充分混勻,冷凍離心15 min(6 000 r/min);取上清液稀釋10 倍,以未添加蛋白溶液的磷酸鹽緩沖溶液為對照組,595 nm波長處測定吸光度。表面疏水性用溴酚藍結合量來表示,按照公式(2)計算。
  1.3.7 色差的測定   使用色差儀對肉糜中心部位進行顏色測定,先用標準白板進行校正,將樣品放置于平面上,將色差儀鏡面垂直緊扣于肉糜上,在樣品上隨機測量(3 次),記錄數據,分別得到亮度值(L*)、紅度值(a*),將3 次測量的平均值作為色差值。
  1.3.8 蒸煮損失率的測定
  稱取肉糜樣品,質量記為m1(g),置于離心管中,1 000 r/min離心5 min,然后將肉樣置于水浴鍋中蒸煮(85 ℃,30 min);蒸煮后取出樣品,冷卻至室溫,用吸水紙吸干肉樣表面水分,然后稱肉糜質量,記為m2(g);肉糜放在4 ℃環境中保存。蒸煮損失率按照公式(3)計算。
  1.4 數據處理每個實驗重復3 次,結果表示為平均值±標準差。采用Sigmaplot 12.5軟件作圖,采用SPSS 19.0軟件中的Tukey HSD程序進行顯著性分析(P<0.05)。
  2 結果與分析
  2.1 沒食子酸對冷藏豬肉糜TBARs值的影響小寫字母不同,表示同一處理組、不同冷藏時間差異顯著(P<0.05);大寫字母不同,表示同一冷藏時間、不同處理組差異顯著(P<0.05)。圖2~5同。
  由圖1可知,隨著貯藏時間的延長,所有處理組豬肉糜的TBARs值均增加,而添加沒食子酸和BHA使TBARs值增加的幅度降低。在整個貯藏期間,處理組豬肉糜的TBARs值始終顯著小于空白組(P<0.05),并且當貯藏時間達到第9天時0.20 g/kg沒食子酸組的TBARs值最小,說明沒食子酸能夠抑制脂肪氧化,減少丙二醛等次級氧化產物的生成,且在一定濃度范圍內,其抑制效果與添加量呈正比。0.20 g/kg沒食子酸組和BHA組豬肉糜的TBARs值差異不顯著(P>0.05),說明沒食子酸對脂肪氧化的抑制效果與BHA相當,沒食子酸能夠顯著降低預加工豬肉TBARs值的增加,其原因是沒食子酸結構中的三酚羥基結構能猝滅自由基,這與De Jong等[15]的研究結果一致。Yen等[16]研究表明,低濃度沒食子酸促進金屬離子Fe2+的生成,形成促氧化環境;而高濃度沒食子酸通過自由基清除作用減少氧化產物的生成,抑制脂肪氧化,說明沒食子酸的抗氧化活性與其濃度密切相關。
  2.2 沒食子酸對冷藏豬肉糜總巰基含量的影響
  蛋白氧化會造成疏基含量減少,因此疏基含量是描述蛋白氧化程度的一個重要指標[17]。由圖2可知,冷藏豬肉糜的巰基含量在冷藏過程中不斷減少,貯藏到第9天時,空白組豬肉糜的巰基含量由最初的86.67 nmol/mg顯著下降至31.76 nmol/mg(P<0.05),說明內部巰基基團被氧化成二硫鍵,時間延長,氧化加劇[18]。貯藏
  第1~6天時,除第1天0.05 g/kg沒食子酸組和第3天0.20 g/kg沒食子酸組外,其他組的總巰基含量均低于空白組,說明沒食子酸和BHA不能減弱巰基的損失程度,這可能是由于沒食子酸或BHA與巰基發生反應,也可能是由于巰基發生脫氫反應,形成分子間的二硫鍵或者是巰基氧化成非二硫鍵,從而降低了巰基含量[19]。至貯藏第9天時,沒食子酸組和BHA組豬肉糜的總疏基含量均高于空白組,說明隨著貯藏時間延長,沒食子酸逐漸發揮其結構特點,自身的羥基基團與過氧自由基相互反應,猝滅自由基團,保護巰基不受損失[18]。
  2.3 沒食子酸對冷藏豬肉糜羰基含量的影響
  羰基含量常被用來評價蛋白質氧化程度[20-22]。由圖3可知,隨著貯藏時間的延長,空白組豬肉糜的羰基含量增加幅度最大,在第9天雖略有下降,但和第6天比差異不顯著(P>0.05),說明在冷藏過程中,豬肉糜的蛋白質氧化程度不斷加深。在貯藏第3天和第6天時,沒食子酸和BHA處理組的羰基含量均顯著低于空白組(P<0.05),說明沒食子酸能有效抑制蛋白質羰基化合物的生成,而不同添加量之間差異不顯著(P>0.05)。貯藏第9天時,沒食子酸和BHA處理組的羰基含量也低于空白組,但0.20 g/kg沒食子酸組和0.20 g/kg BHA組與空白組差異不顯著(P>0.05)。這是由于沒食子酸添加量較低時,能夠發揮其羥自由基清除作用,阻礙蛋白質羰基化進程,這與Utrera等[23]研究結果一致,并且Utrera在研究中指出,沒食子酸能抑制羰基化合物α-氨基己二酸半醛(aminoadipate semialdehyde,AAS)和α-氨基己二酸(aminoadipic acid,AAA)的生成。
  2.4 沒食子酸對冷藏豬肉糜表面疏水性的影響
  蛋白質分子的表面疏水性與其功能特性密切相關。由圖4可知,隨著貯藏時間延長,各處理組豬肉糜的表面疏水性整體呈上升趨勢,尤其是空白組在貯藏第9天時大幅度增加,說明蛋白質穩定性變差。在貯藏初期(第1天),沒食子酸和BHA處理組豬肉糜的表面疏水性顯著高于空白組(P<0.05),這可能是由于沒食子酸或BHA與蛋白質相互作用,促進蛋白質構象發生改變,導致部分疏水基團暴露,表面疏水性升高[24-25]。貯藏時間延長至貯藏后期(第9天),沒食子酸組豬肉糜的表面疏水性顯著低于空白組(P<0.05),說明貯藏過程中,沒食子酸能夠減少疏水性氨基酸殘基的暴露,降低表面疏水性的增加程度[26]。這與Rawel等[27]的研究結果一致,沒食子酸能夠降低大豆蛋白的表面疏水性,主要是由于沒食子酸與大豆蛋白相互作用改變蛋白質構象,且與疏水性基團相結合,促使親水性羧基殘基暴露,從而使表面疏水性降低。
  2.5 沒食子酸對冷藏豬肉糜色澤的影響
  肉及肉制品的色澤是決定消費者是否接受的評判標準之一。由表1可知,隨著貯藏時間延長,空白組豬肉糜的L*先下降后上升??赡苁怯捎谫A藏初期豬肉糜表面水分不斷蒸發損失,光澤度下降,因此L*下降;隨著貯藏時間延長,豬肉糜中蛋白質氧化變性,持水能力下降,致使豬肉糜內部的水分外滲到肉糜表面,增大了光的反射度,從而促使L*增加[28]。貯藏第9天時,沒食子酸和BHA組豬肉糜的L*顯著低于空白組(P<0.05),說明沒食子酸與蛋白質相互作用,有利于水分的保持,減少水分滲出到表面。貯藏前6 d,空白組和沒食子酸組豬肉糜的a*顯著下降(P<0.05),說明貯藏時間越長,肌紅蛋白逐漸被氧化成高鐵肌紅蛋白,導致肉糜顏色變暗,a*下降[28]。貯藏后期,沒食子酸和BHA組豬肉糜的a*顯著高于空白組(P<0.05),說明沒食子酸和BHA能防止肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白。有研究表明,迷迭香提取物能抑制法蘭克福香腸脂肪氧化和蛋白氧化的程度,從而改善香腸的色澤及質地[29]。   2.6 沒食子酸對冷藏豬肉糜蒸煮損失的影響
  由圖5可知,隨著貯藏時間延長,各組豬肉糜的蒸煮損失率均顯著增加(P<0.05),說明貯藏時間越長,蛋白質的保水能力越低。僅貯藏第6天、沒食子酸添加量為0.10 g/kg組的蒸煮損失率顯著低于空白組(P<0.05),其他各貯藏時間、各添加量組與空白組之間差異均不顯著(P>0.05),說明沒食子酸不能有效降低肉糜的蒸煮損失,這可能是由于沒食子酸與蛋白質的相互作用破壞了蛋白質的凝膠網絡結構,抑制蛋白質之間相互交聯,從而降低了蛋白質的持水能力。有研究表明,綠茶提取物能抑制蛋白質的交聯能力,且高濃度綠茶提取物增加了肉糜乳化體系的蒸煮損失[30],這與本研究的結果相似。
  3 結 論
  空白組豬肉糜在冷藏過程中(4 ℃,9 d),TBARs值由0.20 mg/kg顯著增加至0.85 mg/kg,而沒食子酸和BHA顯著降低了脂肪氧化程度;空白組豬肉糜的蛋白質總巰基含量在冷藏過程中顯著降低,沒食子酸和BHA在貯藏第9天能有效降低總巰基的損失程度;空白組豬肉糜的羰基含量和表面疏水性顯著增加,沒食子酸和BHA能減少羰基化合物的生成及表面疏水性增加的程度;在豬肉糜色澤方面,貯藏后期,沒食子酸組的L*顯著低于空白組,而a*顯著高于空白組;在蒸煮損失方面,空白組與處理組豬肉糜無顯著差異。因此,沒食子酸可作為肉品抗氧化劑,抑制脂肪和蛋白氧化,并賦予肉制品良好的品質。
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