天然抗氧化剂对冷却藏羊肉贮藏过程中脂质氧化影响的研究

张玉斌，邰晶晶，刘金鑫

（甘肃农业大学 食品科学与工程学院，甘肃 兰州，730070）

天然抗氧化剂对冷却藏羊肉贮藏过程中脂质氧化影响的研究

张玉斌，邰晶晶，刘金鑫

（甘肃农业大学 食品科学与工程学院，甘肃 兰州，730070）

为提高藏羊肉的商品性，延长其货架期，本实验以藏羊肉为研究对象，采用天然抗氧化剂来延缓藏羊肉的氧化速度，分析肉样中过氧化物（POV）、硫代巴比妥酸反应物（TBA）及挥发性盐基氮（TVB-N）在冷藏期间的变化情况。结果表明，随冷藏时间的推移，肉样中POV、TBA、TVB-N含量均呈显著性增长（P<0.05）。通过对实验数据的对比分析发现，经复合抗氧化剂处理过的肉样食品品质变化常数K最小，与经其他处理的肉样对比差异极显著（P<0.01），由此可见采用的抗氧化剂中复合抗氧化剂的抗氧化效果最好，可以应用在冷鲜肉保鲜环节中。对所测得的数据进行一级动力学模型拟合，通过建立相关的动力学模型，可以为藏羊肉贮藏运输过程中温度、品质变化的预测以及评估提供理论依据。

抗氧化；过氧化物（POV）；硫代巴比妥酸反应物（TBA）；挥发性盐基氮（TVB-N）；一级动力学模型

羊肉是我国人民食用的主要肉类之一，2016年产肉量为463万吨，特别是冷却肉已经逐步成为肉品消费主流。藏羊常年放牧在天然草场上，是一种肉质鲜嫩少有膻味的优质羊，属于典型的“高蛋白、低脂肪，优质安全”的动物性食品，无工业污染[1]。脂类氧化产生各种过氧化物并进一步生成不同小分子次级代谢产物[2]，目前对藏羊肉类基础科学研究尚处于起步阶段，对藏羊肉的开发生产潜力巨大。

通常认为，除微生物腐败外，脂质氧化是冷却肉加工及贮藏过程中影响其肉品品质的主要原因。脂肪氧化是限制冷却藏羊肉品质提升的瓶颈之一，脂肪氧化会引起羊肉变味、变色、营养成分破坏，并且会产生有毒化合物[3-4]。目前，脂肪氧化的引发机制还不清楚，但是已有研究表明，脂肪在有氧的情况下氧化，而活性氧或Fe-O复合物能促进脂肪氧化的发生[5]。已有研究表明，天然抗氧化剂可以延缓冷鲜肉及肉制品的氧化速度。茶多酚可以阻止脂质过氧化反应，并有清除活性酶和自由基的作用。VC是一种水溶性维生素，分子内含有1个共轭双键，该双键可以提供2个电子达到清除自由基的作用。VE可以阻止脂质氧化和自由基对血红素的破坏[6]。国内外对藏羊的研究侧重于对其基因和亲缘性及通过控制日粮组成调控肉中脂肪酸组成，对藏羊肉的研究主要是对肉品品质、营养成分以及脂肪酸组成等的研究，有关藏羊肉肌间脂肪中脂肪在有氧储藏过程中的动态变化机理在所能检索到的国内外资料范围内未见报道。因此，研究冷却藏羊肉贮藏过程中脂肪氧化的影响因素具有重要的意义，对于促进藏羊肉类科学研究和产业开发具有积极意义。

冷却羊肉在贮藏过程中，其脂肪也不可避免地发生氧化过程，因此，要想避免羊肉营养的流失，就必须控制脂肪氧化。本实验通过天然抗氧化剂对冷却藏羊进行处理，测定藏羊肉POV、TBA、TVB-N的值，选择出抗氧化效果最好的抗氧化剂，并建立氧化指标随贮藏时间变化的一级动力学模型，为藏羊肉的品质劣变、脂质氧化及羊肉保鲜提供依据。

1. 材料与方法

1.1 材料、试剂和仪器

1.1.1 原材料

新鲜藏羊肉（源自甘肃省甘南藏族自治州玛曲县甘肃天玛生态食品科技股份有限公司），茶多酚，维生素C，维生素E（以上试剂均购自兰州双双试剂有限公司）。

1.1.2 试剂及药品

甲基红、次甲基蓝、硼酸、氧化镁、盐酸溶液、氯仿、冰乙酸、饱和氯化钾溶液、蒸馏水、0.01mol/l硫代硫酸钠标准溶液、7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA）、0.01mol·L-1 2-硫代巴比妥酸溶液等。

1.1.3 仪器

台式恒温振荡器（上海恒学仪器有限公司）、电子天平FA2004B（上海佑科仪器有限公司）、DS-1型高速组织捣碎机（金坛市节能分析仪器厂生产）、AB-S型电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）、紫外可见分光光度计（上海佑科仪器仪表有限公司）、水浴锅（北京科伟永兴仪器公司）、冰箱（青岛海尔电冰箱股份有限公司）等。

1.2 方法

1.2.1 原料预处理

1.2.1.1 天然抗氧化剂溶液的配制

（1）维生素C溶液：0.2%维生素C水溶液。

（2）维生素E溶液：0.2%维生素E水溶液。

（3）茶多酚溶液：0.2%茶多酚水溶液。

（4）复合抗氧化剂溶液：0.02%维生素C、0.02%维生素E、0.1%茶多酚配制的水溶液。

1.2.1.2 羊肉抗氧化处理的工艺流程

原料肉清洗→修整切块（100g每份）→将肉切成1cm厚的薄片→用天然抗氧化剂溶液浸泡2min→放在塑料托盘中，PE膜密封包装→包藏（℃）在贮藏的第1d、4d、7d、10d测定肉样的氧化指标。

1.2.2 氧化指标的测定方法

1.2.2.1 过氧化物值（POV）的测定方法

POV按GB/T5009.37-2003规定的滴定法测定。

1.2.2.2 硫代巴比妥酸反应物（TBA）的测定方法

参照Ranicci等[9]方法进行：由7.5%三氯乙酸、0.1%乙二胺四乙酸、0.1%丙烷混合配制成TCA溶液，并称取15gTCA结晶体加入到5g脂肪样品中均匀混合，并在漩涡振荡器上振荡1min，然后在13，500rpm离心机条件下离心45s，取出后过滤。在5gTCA结晶体中加入5mL0.02mol/L的TBA溶液，手摇使之均匀混合，在90℃水浴锅中静置40min，使之充分反应。分别在532nm和600nm波长处测定吸光值。TBARS表示为“mg丙二醛/kg脂肪”。

1.2.2.3 挥发性盐基氮（TVB-N）的测定方法

样品捣碎搅匀，称取10g，置于锥形瓶中，加50mL水，浸渍30min后过滤，滤液置冰箱备用。

蒸馏滴定：将盛有10ml吸收液及五滴到六滴混合指示液的锥形瓶置于冷凝管下段端，并使其下端插入吸收液的液面下准确吸取5.0ml上述试样滤液于蒸馏器反应室内，加5ml氧化镁混悬液，迅速盖塞，并加水以防漏气，通入蒸汽，进行蒸馏，蒸馏5min即停止，吸收液用盐酸标准滴定溶液进行滴定，终点至蓝色，同时做试剂空白试验。

1.2.3 藏羊肉氧化预测模型

一级动力学模型是目前评价肉制品品质变化动力学特性研究中最常用的模型。

式中：t为食品贮藏时间，d；At为食品贮藏第t天时的品质指标值；k为食品品质变化速率常数；n为动力学模型的级数，其中当n=1时为一级动力学模型方程。将各个评价指标的贮藏时间t和评价指标分别代入动力学模型方程式（2）中，作At—t图并进行一级动力学模型拟合，得动物脂肪的动力学模型方程。

1.3 数据处理

采用Excel 2007及SPSS 22.0数据统计分析软件进行统计分析。

2.结果与分析

2.1 氧化指标变化规律

2.1.1 POV含量随冷藏时间的变化

图1 POV随冷藏时间的变化

由图1可见，不同预处理条件下肉样中的过氧化物含量都呈上升趋势，藏羊肉中的POV含量随时间的延长呈显著（P<0.05）增长。第1d，各预处理肉样中的过氧化物值差异不显著；第4d，各预处理肉样中的过氧化物值呈显著（P<0.05）性差异；第7d和第10d，各预处理肉样中的过氧化物含量差异极显著（P<0.01）。这是因为羊肉是由肌肉、脂肪、结缔组织所组成，脂肪在贮藏过程中发生氧化反应，第7~10d，脂肪腐败程度加深，氧化速度加快。但经过天然抗氧化剂处理的肉样，VC、VE、茶多酚及复合抗氧化剂，在不同程度上对肌间脂肪起到保护作用，延缓了脂肪的氧化速度。

由图1可得，各肉样在1d~10d，均发生了不同程度的氧化腐败，未经过抗氧化处理的肉样，腐败程度最深；经过抗氧化处理的肉样，均不同程度上延缓了肉样的氧化程度，其中，经复合抗氧化剂处理的肉样氧化腐败程度最轻。由此可见，复合抗氧化剂对藏羊肉肌间脂肪的抗氧化作用最强。

2.1.2 TBA随冷藏时间的变化

图2 TBA随冷藏时间的变化

由图2可得，肉样中MDA随冷藏时间的推移而显著性（p<0.05）增大。冷藏的第1d，肉样中的TBARs含量均匀分布在0.12mgMDA/kg左右，各肉样中MDA值的差异不显著；第7d，各肉样中的MDA含量有差异（p<0.05）；第10d，各肉样中的MDA呈显著性差异（p<0.05），其中空白对照组与其他肉样的MDA含量差异极显著（p<0.01），说明经抗氧化剂处理过的肉样，其氧化程度较低，抗氧化剂可有效延缓肉样中不饱和脂肪酸的氧化速度。第10d，经VC、VE、茶多酚及复合抗氧化剂处理过的肉样，其TBA值分别为0.445MDA/kg、0.431mgMDA/kg、0.401mgMDA/kg、0.375mgMDA/kg，由此可得，该实验中，复合抗氧化剂的抗氧化效果最好，其次为茶多酚，VE较VC的抗氧化效果稍好。

2.1.3 TVB-N随冷藏时间的变化

图3 TVB-N随冷藏时间的变化

肉品所含TVB-N的量，随其腐败的进行而增加，与腐败之间有明显的对应关系，故TVB-N的含量是衡量肉品质量的重要标志。由图3可见，肉样中的TVB-N含量随冷藏时间的推移增长显著（p<0.05），7d~10d各肉样中的TVB-N含量极显著（p<0.01）增长，说明在氧化后期，肉样的腐败程度加深，蛋白质分解速率加快。第1d，各肉样中的TVB-N含量差异不显著；第3d，各肉样中的TVB-N量呈显著性差异（p<0.05）；第10d，各肉样中的TVB-N量差异极显著（p<0.01）。由此可见，不同的抗氧化剂，延缓肉样腐败、降低蛋白质分解速度的效果也不同。自第7d起，经复合抗氧化剂处理过的肉样TVB-N值较其他肉样极显著降低（p<0.01），由此可见，在延缓肉腐败、降低蛋白质分解速度这一方面，复合抗氧化剂的抗氧化效果最好。

2.2 藏羊肉氧化动力学模型分析

王强等研究表明，化学反应动力学模型在食品保鲜和预测货架期等研究中已经得到了广泛的应用[11-12]。我们通过一级动力学指数方程，对贮藏过程中空白对照组藏羊肉和复合抗氧化处理组藏羊肉的过氧化物值（POV）、硫代巴比妥酸反应物（TBA）、挥发性盐基氮（TVB-N）值进行拟合，以便于总结它们的变化规律。

表1 藏羊肉不同抗氧化剂条件下一级反应动力学模型的相关参数

2.2.1 POV值的动力学数据分析

图4 有氧贮藏条件下POV值动力学数据分析

有氧冷藏条件下POV值的动力学模型见下表。

表2 有氧贮藏条件下POV值动力学模型参数

由图4和表2可以看出，复合抗氧化肉样和空白对照肉样有氧冷藏条件下POV值的线性模型回归系数R2分别为0.9498、0.9826，说明该组数据线性拟合度较好，符合一级动力学模型。由表中食品品质变化速率常数K可以看出，空白对照肉样POV值的上升速率大于复合抗氧化肉样POV值的上升速率，说明复合抗氧化剂可减缓肉样的氧化速度。

2.2.2 TBA值的动力学数据分析

图5 有氧贮藏条件下TBA值动力学数据分析

有氧冷藏条件下，TBA值的动力学模型参数下表

表3 有氧贮藏条件下TBA值动力学模型参数

图5和表3可以看出，复合抗氧化肉样和空白对照肉样在有氧冷藏条件下的TBA值的线性模型回归系数分别为0.9883、0.978，这两个值均大于0.96，说明该组数据的拟合度较好，符合一级动力学模型。由表中数据可以看出，空白对照肉样的食品品质变化速率常数K远大于复合抗氧化肉样的食品品质变化速率常数，说明复合抗氧化剂可减缓肉样中MDA的生成速率。

2.2.3 TVB-N值的动力学数据分析

图6 有氧贮藏条件下TVB-N值动力学数据分析

有氧冷藏条件下，TVB-N值的动力学模型参数见下表

表4 有氧贮藏条件下TVB-N值动力学模型参数

由图6和表4可以看出，复合抗氧化肉样和空白对照肉样在有氧冷藏条件下的TVB-N值的线性模型回归系数分别为0.9752、0.9692，这两个值均大于0.96，说明该组数据的线性拟合度较好，符合一级动力学模型。由表中的食品品质变化速率常数K可以看出，空白对照肉样中TVB-N的生成速率高于复合抗氧化肉样。

3.讨论

（1）本实验结果表明，随着冷藏时间的增加肉样中的硫代巴比妥酸反应物（TBA）含量显著增长（p<0.05），这与李洪军等[13]研究结果相一致。田盼等[14]研究表明，随着冷藏时间的推移，肉样中挥发性盐基氮（TVB-N）、过氧化物（POV）含量将呈显著上升趋势，这与本实验结果一致。

（2）章林[15]等研究表明，天然抗氧化剂可以在一段时间内减缓肉制品中脂肪的氧化速度，保持其食用品质，延长产品的货架期。这与本实验的结论相一致，通过对肉样POV、TBA、TVB-N的对比，发现抗氧化剂可有效减缓藏羊肉肌间脂肪的氧化速度。本实验所用到的天然抗氧化剂有VC、VE、茶多酚及它们的复合样。刘兴余等[17]研究表明，复合抗氧化剂的抗氧化能力大于其组分物质的抗氧化能力，茶多酚、VC、VE、在抗氧化方面具有协同作用，其原理是它们可以相互修复再生，使整体的抗氧化能力显著高于单个物质的抗氧化能力。这一原理验证了本实验的结果，复合抗氧化剂的抗氧化效果最好。

（3）在食品加工和保鲜过程中，大多数与食品有关的品质变化都遵循零级或一级反应模式，由于一级动力学的决定系数高于零级，因此一级动力学模型被广泛用于研究[18]。本实验通过一级动力学指数方程，对POV、TBA、TVB-N值进行拟合后发现，随时间的变化，不同的预处理条件下肉样的一级动力学模型差异较大，这与王强等[19]的研究结果相一致。藏羊肉样后期的品质变化速率远高于前期，这与zhang等[20]的研究结果一致。

（4）经复合抗氧化剂处理过的肉样，其食品品质变化速率常数K均低于空白对照组，说明复合抗氧化剂可延缓肉样氧化速度，这与周光宏等[21]研究结果一致。

4.结论

（1）在冷藏条件下，藏羊肉中POV、TBA、TVB-N含量随时间的推移而增加，且后期的品质变化速率常数远高于前期，说明随时间的推移，藏羊肉的氧化腐败程度加剧。

（2）天然抗氧化剂可减缓藏羊肉的氧化腐败速度，在短时间内保持其食用品质，延长了冷鲜肉的货架期；且复合抗氧化剂的抗氧化效果最好。

（3）试验结果表明，在温度稳定的条件下，通过建立相关的动力学模型，可以为藏羊肉贮藏过程中温度、品质变化的预测以及评估提供理论依据。

[1] 滕晓天.大美青海说藏羊[J].中国土族，2013（2）:235-321.

[2] 曹君.不同脂肪酸结构食用油的氧化规律及其动力学研究[D].南昌大学，2015:148-161

[3] 于海，秦春君，葛庆丰.中式香肠加工及贮藏中脂肪氧化对其品质特性的影响[J]. 食品科学，2012， 33(13):119-125.

[4] THAKUR BR， SINGH RK. Food irradiation chemistry and application[J]. Food Reviews International， 1994， 10(4): 437-473.

[5] 王俊钢，金新文，卢士玲，李开雄，蒲菊霜.冷却羊肉贮藏过程中脂肪氧化控制的研究[J].肉类工业，2011（11）:142-157.

[6] 章林，黄明、周光宏.天然抗氧化剂在肉制品中的研究进展[D].南京:南京农业大学，2011:1-3

[7] PIETRASIK Z， DUDA Z. Effects of fat content and soy protein/carragenan mix on the quality characteristics of comminuted，scalded sausages[J]. Meat Science， 2000， 56:181-188.

[8] 邱春强，张坤生. 酱卤鸡肉货架期预测的研究[J]. 食品工业科技，2012， 33(22): 351-354.

[9] 张志强，程伟，谢亚力等.不同贮藏条件对宰后羊肉品质的影响[J].肉类工业，2016，(9):21-25.

[10] RACANICCI A M， DAN I B， SKIBSTED L H. Mate(Ilexparaguariensis) as a source of water extractable antioxidant for use inchicken meat[J]European Food Research and Technology， 2008，227: 255-260.

[11] OILLIC S， LEMOINE E， GROS J B， et al. Kinetic analysis of cooking losses from beef and other animal muscles heated in a water bath: effect of sample dimensions and prior freezing and ageing[J].Meat Science， 2011， 88(3): 338-346.

[12] 章林，黄明、周光宏.天然抗氧化剂在肉制品中的研究进展[D].南京:南京农业大学，2011:3-4

[13] ERCOKUN H， ÖZKAL S G. Kinetics of traditional Turkish sausage quality aspects during fermentation[J]. Food Control，2011， 22(20): 165-172.

[14] 李洪军，黄业传，贺稚非等.猪肉制品冷藏中感官特性和挥发性物质变化的回归分析[J].中国农业科学，2012，45(1):142-152.

[15]田盼，卢士玲，郭素娟.脂肪酶型温度时间指示体系测定羊肉鲜度的应用研究[D].食品与机械，2015，(4):148-151.

[1 6] J A Y A T H I L A K A N K， S H A R M A G K，RADHAKRISHAN K， et al. Antioxidant potential of synthetic and natural antioxidants and its effect on warmed-over-flavour in different species of meat[J]. Food Chemistry， 2007， 105(3): 908-916.

[17] 刘兴余，金邦荃. 影响肉嫩度的因素及其作用机理[J]. 食品研究与开发，2005， 26(5): 177-180.

[18] 佟懿，谢晶.动力学模型预测鲳鱼货架寿命的实验研究[J].食品科学.2009，30（10）：265-268.

[19] 王强.香肠脂肪氧化动力学特性及温度对其影响研究[D].重庆:重庆第二师范学院生物与化学工程系，2013:4.

[20] ZHANG H R， WANG Q， FAN E. Stability profile of fatty acids in yak (Bos grunniens) kidney fat during the initial stages of autoxidation[J]. Journal of the American Oil Chemists’ Society，2009， 86：1057-1063.

[21] 周光宏，彭增起，徐幸莲.肉品科学研究进展[J].中国农业科技导报，2006（3）:265-273.[12]金世梅，赵志红，朱慧，等. 分光光度法检测保健茶中左旋肉碱[J]. 粮食与食品工业， 2011， 18（5）: 54-57.

Effects of natural antioxidants on lipid oxidation in stored mutton during storage

ZHANG Yu-bin，TAI Jing-jing，LIU Jin-xin
(1.Department of College of Food Science and Engineering， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China， gsauzyb@163.com)

In order to improve the product of Tibetan sheep， extend the shelf-life of the Tibetan mutton as the research object， using natural antioxidants to retard the oxidation rate of Tibet lamb， pork peroxidase (POV) analysis， thiobarbituric acid reactive substances (TBA) and volatile basic nitrogen (TVB-N) changes during storage. The results show that with the storage time， the content of POV， TBA and TVB-N in the samples showed a signif i cant growth (P＜0.05)， through the comparative analysis of experimental data showed that the composite antioxidant treated meat food quality change constant K minimum， and the difference between samples by other treatment was signif i cant (P＜0.01)， the best the antioxidant effect of composite antioxidants thus used antioxidants， can be used in the cold fresh meat process. The fi rst order dynamic model is fi tted to the measured data. By establishing the relevant kinetic model， the theoretical basis can be provided for the prediction and evaluation of temperature and quality changes during the storage and transportation of Tibetan mutton.

Antioxidation; Peroxides (POV); Thiobarbituric acid reactive substances (TBA); Volatile base nitrogen (TVB-N); First-order kinetic model