脂肪氧化对肉品风味影响的研究进展

河南科技大学食品与生物工程学院 食品加工与安全国家级教学示范中心 河南洛阳 471023

1 肌肉中脂肪的概述

动物性脂肪主要为酰基甘油酯中的甘油三酯(又称脂肪或中性脂肪)，根据脂肪分布的不同，通常分为皮下脂肪、腹腔脂肪、肠系脂肪、肌间脂肪、肌内脂肪、内脏脂肪组织和骨髓中的黄色脂肪组织[1]。皮下脂肪是位于真皮层和筋膜层之间的脂肪组织，皮下脂肪的厚度是反应动物肥瘦的基本指标之一。但我们通常所说的肌肉脂肪指的都是肌内脂肪和少量肌间脂肪，肌内脂肪主要存在于肌肉组织细胞内部，包括肌束膜和肌内膜上的脂肪细胞和渗入相邻肌纤维间的脂肪细胞所含的脂肪即三酰基甘油的液滴以及膜脂(磷脂)和少量胆固醇，肌间脂肪主要存在于结缔组织之间[2]。

2 肌肉中脂肪对肉品质的影响

肌肉脂肪与肉品各方面的品质有着紧密的联系，特别是对肉品的风味、嫩度和多汁性有着重要的影响[3，4]，其含量的多少也是影响牛肉大理石花纹评定的唯一显著因素，因此肌肉脂肪对肉品的外观评分也起着重要作用[5]。

2.1 肌肉中脂肪与风味物质的关系

风味是食物刺激味觉和嗅觉受体而产生的综合感官反应,我们通常所说的风味包含滋味和香味两个方面[6～8]，香味主要是由肌肉在加热过程中产生的挥发性风味物质以及少量的杂环化合物共同作用产生，良好的香味是多种物质在含量上微妙平衡的结果。

脂肪发生热氧化反应影响肉香味主要有以下两个方面：一方面是不饱和脂肪酸发生氧化、降解生成挥发性的醛、酮、酸等羰基化合物，羰基脂肪酸又经水解、脱水、环化之后生成内酯化合物，综合产生良好的肉香味。另一方面，脂肪细胞中含有的脂溶性风味物质在加热过程中也会释放出挥发性物质，从而改善肉品风味[9]。肌肉中脂肪为大多数挥发性风味物质提供反映前体物质，直接影响到挥发性风味物质的种类和含量，所以肌肉中脂肪的含量、加工过程中发生的反应、反应程度都对肉品风味产生一定程度的影响[10]。甘油三酯和磷脂的水解氧化反应是肉的风味物质形成的基础反应。一些研究发现通过调整工艺影响脂肪氧化可达到改善产品风味的目的。

唐静[11](2015)研究发现使用钾盐部分替代钠盐可使干腌火腿中脂肪的氧化速度加快，但最终氧化程度不变，同时发现钾盐替代可促进肉中几种挥发性风味物质的产生。郭向莹[12](2013)等研究发现低温鸡肉早餐肠经200MPa及其以上的超高压处理后，在储藏过程中过氧化值(peroxide Value，POV)，硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid，TBA)高于对照组，且早餐肠挥发性物质中乙醛和3-甲基丁醛的含量有了显著提高。Y Zou[13](2018)等在研究超声波烹调对调味牛肉制品风味的影响时，发现超声能使脂肪氧化TBARS值显著提高，醛、醇和酮类等挥发性风味物质的种类和含量显著增加。封莉，邓绍林[14](2015)等研究发现在中式香肠加工过程中添加一定量的脂肪酶(0.06%)可促进脂肪降解与氧化，提高挥发性风味物质的含量，使香味明显增强，且不影响其他感官品质。冯斌[15](2011)等在研究鸡脂肪的物理性质时发现，油脂氧化过程中油脂黏度增长最快的时间与风味最佳的时间一致，即脂肪氧化产物积累最多时风味最佳。近年来，有关肌肉中脂肪的研究多集中在磷脂上，一方面是因为磷脂在肌肉脂肪中的含量较高，约占60%～70%。另一方面，磷脂富含不饱和脂肪酸且与催化剂比较接近，相较与甘油三酯更容易发生氧化反应[16～19]。有研究认为磷脂是脂肪氧化反应的主要底物，既在风味物质产生过程中起主要作用，同时也会引起肉品的氧化酸败[20～23]。因此探索不同加工条件下肉品脂肪最适的氧化程度对生产应用有着重要的意义。金晓丽，王武[24](2014)等研究发现，氯化钾、氯化钙混合替代氯化钠可抑制脂肪氧化，降低风味物质中气味阙值较低的醛类物质含量，进而调节了鸭肉的整体风味。魏玲，王武[25](2017)等对肌肉脂肪氧化程度不同的鸭肉进行风味物质测定后发现，脂肪氧化程度过高或过低都会对鸭肉风味产生一定影响，当氧化程度保持在一个合适范围内的时候，既可保证产生充足的肉香味，又能防止脂肪的过度氧化。齐银霞，徐彩虹[26](2016)等研究结论也证实了这一观点，发现醛类物质含量随着肌肉脂肪氧化不断增加，它既是其他风味物质的前体物质，同时也可能形成异常的酸败气味，所以控制脂肪氧化程度对肉品形成优质香味、防止氧化酸败具有重要意义。

肉类的香味是普通肉香和特征肉香的最终混合产物。有研究表明，普通的肉香味是由氨基酸和羰基发生的美拉德反应所产生的，而肌肉中脂肪的氧化降解反应是形成不同肉类特殊风味物质的关键[27]。脂肪氧化产生的碳酰化合物种类及数量的不同，是不同肉品具有各自特征风味的最主要原因[28]。有研究人员发现，将从不含脂肪的瘦牛肉和瘦猪肉中得到的提取物进行加热，可得到相同的肉香味，表明加热蛋白质可提供相同的肉香味。此外，分别在真空、氮气和空气三种环境中，单独加热牛肉猪肉中的脂肪，发现前两种环境中加热的脂肪，并不表现独特的肉香味，而在空气中进行加热的一组很快就产生不同肉品的特征香味。说明特征香味的产生与脂肪氧化密切相关，也进一步说明了不同肉品特征香味的前体物质是由脂肪提供的。即不同肉品风味差异是由脂质组成和含量的差异造成的[29]。这与ELMORA JS[30](2006)等研究结论相一致。韩卫洁[31](2010)在对猪、牛、绵羊脂肪组织的挥发性物质进行研究后也证实了这一观点，他发现，在绵羊脂肪组织中可检测出远多于猪、牛脂肪组织的4-甲基辛酸和4甲基壬酸，说明绵羊脂肪组织中特有的挥发性脂肪酸是大量的4-甲基辛酸。因不同肉品中特殊风味物质是由脂肪降解形成的短链脂肪酸构成的，所以有研究人员尝试通过调节脂肪氧化程度进而去除或减弱肉品中的不良风味物质。FU Xiang-Jin[32](J)(2010)等采用螺旋藻酶解制备的几种不同类型的酵母无壁细胞悬液处理鲢鱼糜，结果发现，与啤酒酵母、酿酒酵母、制动酵母相比，无壁悬浮细胞对鲢鱼糜肉中脂质氧化的抑制作用更为显著，且经悬浮液处理后的鱼糜中主要致鱼腥味成分2-癸二烯和2,4-癸二烯的含量均低于检测限。

2.2 肌肉脂肪与嫩度和多汁性的关系

肉的嫩度是指肉被咀嚼或切割时所需要的剪切力的大小，是评判肉质优劣及影响消费的关键因素，也是评价肉类食用品质的重要指标之一。肌纤维和结缔组织中胶原纤维的分布及结构决定了肉的嫩度。此外，影响肉嫩度的因素还有很多如肌肉中脂肪、皮下脂肪的含量、结缔组织的含量等。肌间脂肪可使肌纤维间密度降低，合适的脂肪含量还维持了肌肉的保水性和嫩滑的口感[33]。有研究发现，肌内脂肪含量在2.0%～3.0%的肉类其食用品质最好[34]。脂肪影响肉嫩度的另一个方面是降低肌肉中结缔组织的物理强度，剪断了肌束纤维间的交联结构，使得肌纤维在咀嚼过程中更易断裂。姚焰础[35](2011)等试验也证明了羊肉嫩度随肌内脂肪含量的增加而增加。此外，一些学者认为肌肉中脂肪的含量与肉品的多汁性也有一定相关性，对肉品多汁性的评定主要由两个方面组成，一是初次咀嚼时肉品所释放出的汁液多少，二是继续咀嚼时肉品中脂肪刺激唾液腺产生唾液的程度[36]。因此肉品的保水性和脂肪含量对多汁性都有着很大的影响，肌肉中脂肪既提高了肉品的保水能力，又增加了烹饪过程中的润泽度，从多个方面提升了肉品的多汁性和嫩度[37]。Ke S[38]等研究发现，牛肉半腱肌pH值为3.52时，添加柠檬酸牛肉持水能力和嫩度显著增加。因肉质嫩度在其感官品质中的重要性，提高肉品嫩度的加工处理方法也是近几年的研究热门。

2.3 肌肉脂肪与色泽的关系

肉的色泽受肌红蛋白的影响，是消费者对肉品质的第一印象，色泽的好坏很大程度上影响着消费者的购买欲望[39]。

目前有研究认为，色素氧化与脂肪氧化存在一定的关系，肉品在储藏期间发生色素氧化并出现颜色褪变这一过程在脂肪氧化酸败、有过氧化物产生时可加速进行。且反刍动物肌肉的颜色受脂肪酸组成以及维生素E含量的影响。当肌肉中n-3多不饱和脂肪酸和维生素E的含量较高时，脂质氧化减弱，肉色更加稳定。另一方面，有研究发现脂肪氧化可进一步促进肌红蛋白氧化，但对于肉制品中脂肪氧化对色素氧化的诱导作用机理目前还没有明确的报道。吴成凡[40](2015)等研究发现，中国荷斯坦育肥公牛肉和普通黄牛肉在有氧贮藏过程中，两种牛肉中脂肪氧化程度与高铁肌红蛋白的含量成正相关，而与氧合肌红蛋白的含量呈负相关，以此说明两种牛肉脂质氧化程度与肉色稳定性有一定的相关性。此外，还有研究人员认为血红色素的氧化和脂肪氧化是相互促进的，很早就有研究认为肌肉中的铁和血红色素具有促进脂肪氧化的效果，但血红色素与肉品中脂肪氧化联系的机理还不明确，有待于进一步研究[41]。

3 影响脂肪氧化的因素

脂质的氧化是产生良好风味的根本，但同时也是降低肉品营养物质含量、食用安全性，引起肉品腐败的主要原因之一[42]。脂类化合物在发生水解氧化反应时会分解成小分子的游离脂肪酸，反过来进一步促进脂肪的氧化酸败，增加了调控脂肪氧化的难度，脂肪氧化严重时还可能产生某些有毒有害物质，因此控制脂肪的氧化程度，对于保证肉品品质有重要的意义[43]。另外，有研究发现，不同部位的肉脂肪氧化程度也有着显著的差异，相同贮藏条件下肌肉中脂肪的氧化程度显著高于皮下脂肪的氧化程度，因此防止肉品氧化酸败的关键，是控制肌肉中脂肪的氧化[44]。

影响脂肪氧化的因素总体来说有以下几个方面：营养调控及饲养方式、加工储藏方式以及抗氧化剂的使用等。营养的调控主要集中在向动物日粮中添加挤压亚麻籽、生育酚、MgO等富含不饱和脂肪酸或抗氧化剂成分的物质，来达到调整肌肉脂肪饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比例或增加肌肉中抗氧化剂含量的目的，继而对肌肉脂肪的氧化程度进行调控[45～47]。对饲养方式的研究主要集中在牧草饲养和饲料喂养上，Descalzo A M[48](2015)、Gatellier P[49](2005)等研究均表明草场饲喂动物的肉TBARS水平显著低于饲喂混合日粮动物的肉，但对于牧草饲养影响脂肪氧化的主要原因目前还存在争议。加工方式的调控研究主要集中在配料的使用以及肉制品处理方法的研究上，配料的主要研究方向为钠盐的用量、替代以及一些传统香料的使用上，研究发现通过改变这些变量均可对脂肪氧化进行调控[24，50，51]。处理方式还是以传统的热处理为主，热处理的温度是影响脂肪氧化的关键因素[52，53]。此外，还有研究者对高压进行了研究，郭向莹[54](2013)等研究发现，压力在400MPa以下，氧化程度没有明显的变化，当压力超过400MPa时，脂肪氧化程度有了明显的增加，这与马汉军[55](2006)、SB Wiggers[56](2004)等研究结论相吻合。总体来说，相较于加热引起的脂肪氧化，加压引起脂肪氧化的程度较小，只有高强度高压才能达到热处理诱导脂肪氧化的程度[57]。储藏方式中包装处理也是很重要的一环，目前，熟肉制品常见的包装为真空包装，与有氧包装相比，真空包装更有利于控制脂肪氧化增强产品稳定性，张方乐[58](2009)、张海伟[59](2006)、贾娜[60](2014)等人也证实了这一观点。另外，两种真空包装对比研究发现真空度的高低与贮藏品质呈线性关系[61，62]。除了真空包装，气调包装也是新兴的包装方式，但关于两者效果的对比研究一直都有不同的结果[63，64]，分析可能是由于试验对象和储藏环境不同导致的研究结论不同。储藏方式的研究主要有辐照、冷冻、光照几方面，辐照是延长肉制品货架期，提高加工性能的一种简单、有效的手段。可使腌制肉制品红度增加，致癌性亚硝胺和亚硝酸盐残留量减少，但同时也会加剧肉品中的脂肪氧化，引起腐败酸化，但范雪桐[65](2007)、程述震[66](2016)等研究发现通过添加抗氧化剂、使用真空包装或气调包装可使辐照引起的脂质氧化和恶臭最小化。冷冻是生鲜肉品运输常用的处理方式，研究发现冻结速度越快、冻藏温度越低，脂肪氧化的速率越慢[67～69]。脂肪氧化中有一部分为光氧化，所以贮藏环境中光的存在也对脂肪氧化有一定的影响，但不同照明方式对脂肪影响的强弱目前还没有定论，也有研究表明照明方式对脂肪影响与温度有关[70]。

抗氧化剂的使用一直以来都是研究的热点，也是较为有效的调控脂肪氧化的方法，虽然抗氧化剂对脂肪氧化均有一定的抑制作用[71]，但同样条件下，不同抗氧化剂对脂肪氧化的抑制程度不同[72]，不仅如此，抗氧化剂的使用效果不仅和加工方法有关，也和使用剂量、搭配有一定的关系[73，74]。除了天然抗氧化剂，还有一些人工合成的抗氧化剂。通常，人工合成抗氧化剂的效果多优于天然抗氧化剂，但合成抗氧化剂也有很多弊端，例如丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、没食子酸丙酯(PG)热稳定性差；BHA、BHT 毒副作用较大，抗氧化效率低、抑菌效果差等等，合成抗氧化剂的应用也有较多的限制，一些发达国家已经限制使用合成抗氧化剂。

4 小结

肌肉中的脂肪影响着肉品多个方面的品质，随着研究的深入，越来越多的研究人员投入到肌肉脂肪的研究中，一方面研究不同肉制品最适的脂肪氧化程度，在保证风味的同时，尽可能延长产品的货架期。另一方面，研究人员在调控肌肉脂肪含量的同时，开始进一步对脂肪酸的组成进行研究，涉及其与人体健康、肉品质、调控方法等方面。争取在保留肉品风味的同时，使肉及肉制品中脂肪酸的组成更加健康，为畜牧的养殖及肉制品的加工储藏提供理论依据。