油菜蜂花粉及其复合物在中式香肠中的 抗氧化作用研究

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(1.南京农业大学,农业部农畜产品加工与质量控制重点开放实验室,江苏南京 210095;2.河南农业职业学院,河南郑州 451450)

中式香肠是我国传统的腌腊肉制品。其配料中含有20%～40%的脂肪,其对产品品质和风味形成有着重要的贡献,但脂肪过度氧化会产生低分子的脂肪酸、醛、酮等成分,也是中式腊肠变质的主要原因,并且还会引起瘦肉变得黑暗、脂肪颜色发黄,风味变化,表面发霉,保质期短[1-2]。腌腊制品脂肪抗氧化一直都是研究的热点,解决的办法是用脂肪代替品、添加抗氧化剂[3]和适当包装[4]等。但最直接、最有效的方法是添加抗氧化剂。由于人工合成抗氧化剂的安全隐患,天然抗氧化剂成了发展的趋势。目前我国对天然抗氧化剂对中式香肠脂肪氧化的研究较多,主要有茶多酚[5]、植酸、甘草抗氧化物、蜂胶[6]、竹叶抗氧化物[7]、陈皮[8]、玉米蛋白水解物[9]、维生素C和维生素E[10]、荷叶外种皮提取物[11]、壳聚糖[12]以及他们的复配物[13],另外Wanzhu Chen[14]等对广式腊肠化学变化机理做了研究。

蜂花粉是由蜜蜂从植物花中采集的花粉经蜜蜂加工成的花粉团,花粉是植物繁衍后代的物质基础,为植物体最精华之所在,是一种天然的保健营养品,含有多种氨基酸、维生素和微量元素以及大量蛋白酶、核酸等活性物质,具有多种生物活性[15],尤其是黄酮类物质含量较高[16],国内外有很多报道蜂花粉能清除自由基[17],具有抗氧化性[18-19]。但是,蜂花粉作为营养保健品,学术界对是不破壁蜂花粉还是破壁花粉更有利于人体消化吸收,一直存在很大争议。

表1 感官评定标准Table 1 Standards of sensory evaluation

本文对不破壁蜂花粉、异抗坏血酸、植酸钠对中式香肠的抗氧化的交互作用进行了研究,旨在探讨油菜蜂花粉对中式香肠的抗氧化作用,为延长中式香肠货架期提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪后腿精肉、猪背膘、食盐、白糖、味精、双钩大曲等 双汇店;硝酸钠 分析纯;肠衣 南通肠衣宏达肠衣有限公司;油菜蜂花粉、油菜破壁蜂花粉 大连连洋食品有限公司;壁花粉 经显微镜检测其破壁率可达到98%;硫代硫酸钠、冰醋酸、石油醚(沸程为30～60℃)、淀粉、三氯甲烷、碘化钾、二丁基羟基甲苯(TEP)、2-硫代巴比妥酸、水合氯醛、三氯乙酸、甘油 国产分析纯。

BZBJ-40斩拌机 杭州艾博科技工程有限公司;KF-280灌肠机 杭州艾博科技工程有限公司;BJBJ-60搅拌机 嘉兴艾博不锈钢机械工程有限公司;烘箱电热恒温水浴箱 上海医疗器械七厂;XHF-1高速分散器 上海金达生化仪器厂;64R台式高速冷冻离心机 美国贝克曼库尔特邮箱公司;R201D旋转蒸发仪 上海申胜生物技术有限公司;UV754型紫外分光光度计 上海第三分析仪器厂;JA2003电子天平 上海天平仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 中式香肠制作 以猪腿臀肉、背膘为原料;瘦肉解冻至中心温度-2℃左右,剔除大的筋腱、淋巴以及血肉、碎骨等,用筛板直径8～10mm孔板绞制成颗粒型;再加入10%的水搅拌;加入糖,盐,五香粉,味精,亚硝酸盐及实验设计量的油菜蜂花粉(或其他添加物)充分搅拌;4～10℃腌制1～2h。肥膘解冻至中心温度-8℃左右用切丁机切成1cm3的丁,再用35℃温水漂洗掉浮油,用冷水冲洗、冷却彻底,并沥干水分。腌制好的瘦肉加入清洗完的肥丁搅拌0.5～1min。用真空灌肠机进行灌肠、刺孔、打结。在50～55℃温度下烘烤24～48h,即为成品[20]。

1.3 理化指标测定

1.3.1 过氧化值的测定 采用GB/T5538-1995油脂过氧化值的测定方法。

1.3.2 TBARS值的测定 参照M. Du[21]的方法。TBARS值用每千克香肠中丙二醛(Malonaldehyde)毫克数表示,取5g 肉样于80mL离心管中,加入15mL 20% TCA(三氯乙酸)、10mL蒸馏水;9500r/min,打浆1min;2000g,4℃,离心20min;过滤,定容至50mL;取2mL,加入2mL TBA(0.02mol/L)(同时做空白:取2mL 10% TCA(三氯乙酸),加入2mL TBA(0.02mol/L));沸水浴20min,流动水冷却5min,532nm比色读取吸光度值。根据吸光度值和标准曲线进行定量。

1.4 感官评定标准

选择有经验的感官评定人员15人组成感官评定小组,分别从外观、织状态、色泽、气味和口味五个方面评价产品,取样时间为不烘烤后自然条件下放置30d。感官评定标准[6]见表1。

1.5 实验设计

1.5.1 不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉对中式香肠抗氧化的影响的单因素实验 采用完全随机实验设计。包括不同浓度油菜不破壁蜂花粉、不同浓度破壁蜂花粉对中式香肠抗氧化性能的影响,以过氧化值、TBA值为考察指标,其中不破壁蜂花粉、破壁蜂花粉的最小浓度为3g/kg,贮藏温度为30℃。

1.5.2 不破壁蜂花粉、异抗坏血酸钠、植酸钠对中式香肠抗氧化的交互作用 以不破壁蜂花粉A、异抗坏血酸钠B、植酸钠C为实验因素,以TBA值为考察指标,采用L8(27)实验,实验重复3次,对中式香肠的抗氧化指标TBA值进行测定,贮藏温度为30℃,测定取样时间为第0、5、10、15、20d。正交实验因素水平表见表2。

表3 添加蜂花粉的中式香肠贮藏期间过氧化值多重比较(meq/kg)Table 3 Results in student-newman-keuls test of peroxid values of Chinese-style sausage added in bee-pollen(meq/kg)

1.5.3 验证实验 将通过正交实验结果筛选出的最优复配抗氧化剂的组合添加到中式香肠中,通过与不添加任何抗氧化剂的中式香肠(空白对照组)进行对比,通过测定TBA值来检验复配抗氧化剂的抗氧化效果和进行感官评定来判断品质差异。取样时间和贮藏温度同正交实验。

表2 正交因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonalTable

1.6 统计分析

2 结果与分析

2.1 TBARS值标准曲线的制作

如图1所示,根据溶液吸光度值A和TBA含量间关系所计算的回归方程为:y=0.8881x-0.0023。标准曲线相关系数为0.9936,说明丙二醛浓度在0～0.5μg/mL的范围内与吸光度值呈良好的线性关系。

图1 TBARS值标准曲线 Fig.1 The standard curve of TBA values

2.2 不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉对中式香肠抗氧化的影响的单因素实验

不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉对中式香肠过氧化值、TBA值的影响分别见表3、表4。从表3及表4可以看出,不破壁蜂花粉和破壁蜂花粉对中式香肠都有一定抗氧化作用,在贮藏期间不同添加量的中式香肠过氧化值、TBA值都呈上升趋势,大部分处理组过氧化值从第3.5d就开始与对照组有显著差异(p<0.05),而各处理组TBA值从第7d开始与对照组有显著差异(p<0.05)。从第7d和第10d的数据来看,过氧化值、TBA值反应结果基本一致,不破壁蜂花粉与破壁蜂花粉对中式香肠的氧化能力差异不显著(p>0.05),而不破壁蜂花粉不同添加量对中式香肠抗氧化效果差异不显著(p>0.05),总体来说9、18g/kg添加量组氧化程度偏低。

表4 添加蜂花粉的中式香肠贮藏期间TBA值多重比较(μg/g)Table 4 Results in student-newman-keuls test of TBA values of Chinese-style sausage added in bee-pollen during storage time(μg/g)

表5 正交实验结果表Table 5 Results of L9(34)orthogonal tests

表6 正交实验中式香肠TBA方差分析表Table 6 ANOVA of TBA values of Chinese-style sausage in orthogonal experiment

2.3 不破壁蜂花粉复合物对中式香肠抗氧化的交互作用研究

2.3.1 中式香肠的抗氧化性能 由于单因素实验中,过氧化值、TBA值都能较好的表明中式香肠的氧化状态,但过氧化值只是衡量脂肪一级氧化产物的指标,可表明脂肪氧化的初级程度,不适合测定长时间贮存的肉类,而TBA法可应用于比较单一物质的样品在不同氧化阶段的氧化程度,特别是肉类制品氧化酸败,所以在以后的正交实验中,就以TBA值的测定为主。

根据因素水平表分8组实验,每组产品按照实验设计时间进行TBA值测定后进行数据分析,实验结果、方差分析,各因素水平的极差分析平均值分别见表5～表7。

蜂花粉含有黄酮类物质,可以清除自由基而起到抗氧化作用;在肉制品中,植酸具有较低pH和螯合能力,可以清除带负电荷的磷脂中肌红蛋白衍生的铁,从而防止自动氧化和产生异味[22];而异抗坏血酸钠对肉制品的抗氧化原理是:螯合金属离子、作为氧清除剂[23]。不破壁蜂花粉、植酸钠、异抗坏血酸的抗氧化原理不一样。

在表6方差分析表中,第0d的Corrected Model sig值为0.110没有统计学意义,第5d、第10d、第15d、第20d的Corrected Model sig值均小于0.05具有统计学意义。从表中可以看出,在不同的贮藏时期,起抗氧化作用的物质在不断变化,蜂花粉作为一种天然抗氧化物质添加于中式香肠中,具有不稳定的性质。在第5d,各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:A、B、BC、AB、AC、C,其中:A(p<0.01)、B(p<0.05)是显著的;在第10d各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:B、AB、AC、A、C、BC,其中:B(p<0.01)、AB(p<0.01)、AC(p<0.05)是显著的;在第15d各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:AB、C、BC、A、B、AC,其中:AB(p<0.01)、C(p<0.05)是显著的;在第20d各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:AB、A、B、C、BC、AC,其中AB(p<0.05)、A(p<0.05)是显著的。综合以上结果,各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:AB、A、B、AC、C、BC,而AB、A、B对TBA结果的影响显著(p<0.05),因素A、因素B的优水平由AB来确定,就需要AB的各因素水平TBA来决定。

表7 各因素水平的极差分析平均值(μg/g)Table 7 Table of the average value in the range analysis of orthogonal experiment(μg/g)

表7为正交实验极差分析中各因素水平TBA平均值,根据表7,在贮藏期的第5、10、15d，AB各因素水平TBA平均值A2B2均为最小，20d略大于其他水平，所以正交实验的最优水平选择A2B2,对于C因素,从节约成本来考虑,选择C1,即7号实验为最优组合(不破壁蜂花粉添加量18g/kg,异抗坏血酸钠添加量为0.5g/kg,植酸钠添加量0.05g/kg)。

2.3.2 验证实验结果 经过验证实验表明,第0、5d验证组与对照组TBA值差异不显著,而第10、15、20d验证组与对照组TBA值差异极显著(p<0.01)。感官评定结果表明:验证组外观、组织状态、气味滋味、总分与对照组差异不显著(p>0.05),而色泽分值比对照组低,并差异显著(p<0.05),这是由于油菜蜂花粉自身的黄色而带到香肠中造成的。总之,验证组能有效的阻止香肠的氧化,颜色偏黄,但不影响总体的感官评分。

图2 验证实验TBA值变化 Fig.2 TBA values of Chinese-style sausage in demonstration test

图3 验证实验感官评定 Fig.3 Results in sensory evaluations of Chinese-style sausage in demonstration test

3 结论

不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉可以显著延缓中式香肠的氧化(p<0.05),不破壁蜂花粉与破壁蜂花粉对中式香肠的氧化能力差异不显著(p>0.05),而不破壁蜂花粉不同添加量对中式香肠抗氧化效果差异不显著(p>0.05),总体来说不破壁蜂花粉9、18g/kg添加量组氧化程度偏低。

蜂花粉作为一种天然抗氧化物质添加于中式香肠中,具有不稳定的性质。正交实验结果表明:在不同的贮藏时期,起抗氧化作用的物质在不断变化,各因素对TBA结果的影响的主→次顺序是:AB、A、B、AC、C、BC,而AB、A、B对TBA结果的影响显著(p<0.05),最后选择不破壁蜂花粉添加量18g/kg,异抗坏血酸钠添加量为0.5g/kg,植酸钠添加量0.05g/kg为最优组合。

通过实验还可以得出,通过正交实验优化出的实验配方(不破壁蜂花粉添加量18g/kg,异抗坏血酸钠添加量为0.5g/kg,植酸钠添加量0.05g/kg)能有效的阻止香肠的氧化,但颜色偏黄,但不影响总体的感官评分。

蜂花粉是一种保健食品,又能作为中式香肠的抗氧化物质,具有一定的应用前景。应对其对中式香肠的品质影响、防腐性能及硝酸盐含量做进一步的研究。

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