动物血糖基化产物对香肠品质的影响

马利华，尤敦学，李念

(1.徐州工程学院 食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221018； 2.江苏久思乡食品科技有限公司，江苏 徐州 221000)

肉制品加工在我国有着悠久的历史，近年来，我国肉类食品行业发展迅猛，产品丰富多样，生产技术机械化、自动化，肉制品加工所用添加剂的种类也极为丰富，从传统的食盐和硝的干腌发展到现在的多种添加剂混合快速腌制，产品质量得到极大提高。在腌肉制品中适当添加发色剂，会使肉制品呈现更好的色泽，提高消费者对肉制品的接受性。在我国，亚硝酸盐是常用的肉制品发色剂。随着人们对肉制品中亚硝酸盐功能的研究发现，长期食用含亚硝酸盐的肉制品会对人体机能造成危害，甚至会增加人体患癌的几率，因此，越来越多的消费者期待更多健康的天然色素能够代替亚硝酸盐应用到腌制品中[1]。

畜禽血液是屠宰畜禽时所能收集到的血液，是肉类生产的副产物。畜禽血液含量依动物种类而异，屠宰动物后所能收集到的血液约占总量的80%。以畜禽血液为原料生产肉类发色剂替代亚硝酸盐的发色作用，可降低肉制品中亚硝酸钠的残留量，减少亚硝酸钠摄入对人体的危害，并在提高肉制品营养价值的同时，有效地利用畜禽血液资源，降低对环境的污染。因此，开发利用畜禽血液，尤其是利用血红蛋白制备腌制色素应用在肉制品加工中，是充分利用血液资源的有效途经[2]。

本课题分别将猪血和鸭血中血红蛋白糖基化修饰后，作为发色剂添加到香肠中，考察动物血糖基化修饰前后对香肠品质的影响，为制作稳定、安全的色素提供了科学的理论依据。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

猪血、鸭血：采购于菜市场。

1.2 试剂与设备

硫酸铵、氯化钠、过氧化氢、硫代硫酸钠、三氯化铁、葡萄糖：均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

WSC-S色差仪、7230G可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司；TDL-80-2B台式低速离心机 湖南赫西仪器装备有限公司；C-LM3B型数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院。

1.3 实验方法

1.3.1 血红蛋白的提取以及糖基化

于新鲜采集的动物血中，加入0.5%柠檬酸钠抗凝后，于3000 r/min离心分离15 min。倾去上层血浆后，红血球用等体积的生理盐水洗涤，离心，重复2次，然后加入等体积的蒸馏水，搅拌30 min使血细胞破壁，释放出血红蛋白。将血红蛋白液真空脱气后，避光条件下于60 ℃加热30 min，于3000 r/min离心15 min，去除变性的杂蛋白，干燥后称其质量。

将血红蛋白和葡萄糖按照1∶3的质量比，加入适量蒸馏水，用NaOH溶液调节pH至8.0左右，在75 ℃水浴加热2 h，冷却后加入等体积的饱和硫酸铵溶液，静置3 h，在转速4000 r/min的条件下离心30 min，去上清液即为糖基化血红蛋白[3]。

1.3.2 游离氨基酸和接枝度的测定

采用茚三酮比色法测定血红蛋白反应前后的游离氨基酸，采用接枝度衡量血红蛋白糖基化效果[4]。

式中：C0为未反应时蛋白质自由氨基总量；Ct为反应后蛋白质自由氨基的含量。

1.3.3 香肠的制作

1.3.4 动物血糖基化产物对香肠品质的影响

将动物血糖基化产物按照每100 g肉1.5，3.0，4.5，6.0，7.5 g 依次添加到肠馅中，制作香肠，4 ℃储存30 d后测定所制备香肠的过氧化值、酸价、羰基价、色差、嫩度等指标，研究动物血糖基化产物不同添加量对香肠品质的影响作用。

1.3.5 嫩度的测定

嫩度是采用C-LM3B型数显式肌肉嫰度仪通过机械剪切方式，根据人的牙齿对肌肉及各种食品的咀嚼作用，测量肌肉与香肠试样的剪切值，根据剪切力的数值反映香肠的嫩度。

测量步骤：打开开关，将香肠放在上下刀口处，按住向上键，当剪切到最大时，按向下键，显示数值，记录数值，并取下香肠，清洗刀口处。

1.3.6 色差的测定

采用精密色差仪的测量系统在每块发酵香肠上随机取两点，表面与切面各测3次，记录红度值，计算平均值。用标准白板进行校正，所测得的a值越大，则表明颜色越红。

1.3.7 酸价的测定

参照GB/T 5009.44-2003中的方法进行测定。

1.3.8 过氧化值的测定

采用GBT 5538-2005进行测定。

1.3.9 羰基价的测定

参考陈茜茜等的研究方法[5]。

式中：X为所测样品的羰基价；854为所有醛类吸光系数的平均值，A/mmol；C为样品的质量浓度，g/mL；D为稀释倍数。

1.3.10 巯基价的测定

参考潘君慧的研究方法[6]。

式中：X为巯基含量，μmol/g；C为样品的质量浓度，mg/mL；D为稀释倍数。

2 实验结果与分析

2.1 不同动物血可溶性蛋白质含量的测定

图1 鸭血、猪血蛋白质含量的比较Fig.1 The comparison of protein content in duck blood and pig blood

由图1可知，猪血中所含蛋白质的含量比鸭血中含有的蛋白质高38.9%。

2.2 不同配比对动物血糖基化程度的影响

糖基化修饰的主要方法有水溶性碳化二亚胺法和美拉德反应法。其中美拉德反应是一种在食品工业中常见的蛋白质糖基化反应，它是还原糖与蛋白质分子上游离赖氨酸的d-NH或e-NH共价连接而形成糖蛋白的过程[7]。

图2 动物血与葡萄糖配比对血红蛋白糖基化程度的影响Fig.2 The effect of the ratio of animal blood to glucose on the glycosylation degree of hemoglobin

由图2可知，血红蛋白定量情况下，随着葡萄糖比例的增加，糖基化效果越好，接枝度越高，当血红蛋白与葡萄糖比例为1∶3时糖基化效果最佳，猪血与鸭血的接枝度均为最高，分别为50.58%和50.17%；同时发现，猪血的蛋白质含量虽然比分别为鸭血的蛋白质含量高出38.9%，但猪血糖基化的最佳接枝度仅比鸭血糖基化的最佳接枝度高出0.41%，且随着血红蛋白添加量的增加，猪血糖基化较最佳下降了91.8%，而鸭血糖基化则下降了49.39%，猪血糖基化效果较鸭血降低明显，这表明鸭血血红蛋白糖基化利用率要远高于猪血血红蛋白。

2.3 动物血糖基化修饰后对香肠过氧化值的影响

过氧化值是衡量油脂和脂肪酸等被氧化程度的一种指标，一般来说样品的过氧化值越大其酸败程度就越严重。由于油脂氧化酸败会产生一些对人体有害的小分子物质如自由基，所以过氧化值含量高的食品对人体健康不利[8]。

图3 不同物质添加量对香肠过氧化值的影响Fig.3 The effect of the additive amount of different substances on peroxide value of sausage

由图3可知，亚硝酸盐及动物血红蛋白糖基化产物的添加量均可以一定程度降低香肠的过氧化值，抑制脂肪的氧化，且随着添加量的增加，抑制效果也增强，抑制效果与添加量呈显著正相关。动物血糖基化产物过氧化值均较对照亚硝酸盐低13.29%和18.35%，且鸭血较猪血略好5.84%。

2.4 动物血糖基化修饰后对香肠酸价的影响

酸价是对化合物(例如脂肪酸)或混合物中游离羧酸基团数量的一个计量标准，可作为油脂变质程度的指标[9]。

由图4可知，亚硝酸盐及动物血的糖基化产物均能一定程度降低香肠的酸价，抑制油脂的氧化，且随着添加量的增加，抑制效果也增强，抑制效果与添加量呈显著正相关。动物血糖基化产物酸价均较对照亚硝酸盐低14.22%和8.06%，且猪血较鸭血略好6.7%。

图4 不同物质添加量对香肠酸价的影响Fig.4 The effect of the additive amount of different substances on acid value of sausage

2.5 动物血糖基化修饰后对香肠羰基价的影响

蛋白质中许多氨基酸侧链和多肽链对氧化十分敏感，通常蛋白质氧化的最典型特征是蛋白质的羰基化[10]。

图5 不同物质添加量对香肠羰基价的影响Fig.5 The effect of the additive amount of different substances on carbonyl value of sausage

由图5可知，亚硝酸盐能够抑制香肠中羰基的生成，防止脂肪氧化。 因为亚硝酸盐能够与肉制品中的铁离子发生金属螯合作用从而阻断了铁离子氧化一些氨基酸去氨基的反应，进而减少了羰基的产生[11]，所以亚硝酸盐可以降低肉制品的羰基价。

由图5可知，动物血糖基化产物是一种糖蛋白，随着添加量的增加，香肠的羰基价逐渐减少，也具有一定的抗氧化效果，比亚硝酸盐低8.55%和12.83%，且猪血和鸭血糖基化产物之间抗氧化性仅有4.7%的差异。

2.6 动物血糖基化修饰后对香肠巯基价的影响

图6 不同物质添加量对香肠巯基价的影响Fig.6 The effect of the additive amount of different substances on sulfhydryl value of sausage

在肉制品的储藏过程中，若蛋白质受到活性氧基团(ROS)攻击，将促使羰基化合物生成、蛋白巯基含量下降[12]。由图6 可知，亚硝酸盐及动物血糖基化产物的添加均可以一定程度抑制蛋白质的氧化，防止蛋白巯基的快速下降。且随着添加量的增加，抑制效果也增强，抑制效果与添加量呈显著正相关。猪血糖基化产物巯基价与对照亚硝酸盐无明显差异，仅高2.75%，鸭血糖基化产物高于亚硝酸盐18.7%，抑制效果高于猪血糖基化产物14.85%。

2.7 动物血糖基化修饰后对香肠色泽的影响

图7 不同物质添加量对香肠色泽的影响Fig.7 The effect of the additive amount of different substances on color of sausage

本实验测定色差值所采用的仪器为 WSC-S 色差计，用标准白板进行校正，a*是红度值，其值越大则样品的颜色越红。香肠呈现酸性，因此亚硝酸盐会被分解生成亚硝酸，而亚硝酸又会被进一步分解为亚硝基，同时亚硝基会与肉中的肌红蛋白、血红蛋白结合生成亚硝基肌红蛋白(NO-Mb)、亚硝基血红蛋白(NO-Hb)，赋予香肠明亮的红色[13]。由图7可知，红度值与亚硝酸盐添加量呈现正相关的关系。

经过大量的研究表明，糖基化改性能改变血红蛋白的空间结构，从而使血红蛋白出现一些空间位阻的情况，阻断了血红蛋白中二价铁的氧化反应，因此动物血糖基化修饰后能获得稳定的色素[14]，而动物血本身含有的亚铁血红素也具有一定的红色，可以很好地增加香肠的色泽。实验结果表明，3种添加剂均可以较好地提高香肠的色泽，动物血糖基化产物较对照亚硝酸盐有明显的效果，提高了20.13%和12.68%，且猪血糖基化产物略好于鸭血6.2%。

2.8 动物血糖基化修饰后对香肠嫩度的影响

图8 不同物质添加量对香肠嫩度的影响Fig.8 The effect of the additive amount of different substances on tenderness of sausage

肉的嫩度又称为肉的柔软程度，可用专门的嫩度仪进行测量，它以切割肌纤维阻力的大小来判断肉的嫩度[15]。肉制品的嫩度以剪切力来表示，剪切力越大说明嫩度越小。肉制品随着储藏时间的延长，水分蒸发，肉的嫩度会逐渐下降，剪切力逐渐升高。

实验结果表明，3种添加物均对香肠的嫩度有一定影响，但均不明显。其中，猪血糖基化产物对香肠的嫩度影响最大，也仅为2.34%。

3 结论

本实验以无添加物香肠为空白，添加亚硝酸盐香肠为对照，分别将猪血、鸭血糖基化修饰后添加制作香肠，在4 ℃保存30 d后，测定样品的色泽、剪切力、过氧化值、酸价、羰基价、巯基价等指标，考察动物血羰基价产物对香肠的感官品质、抗氧化性能的影响。结果表明：与亚硝酸盐对照相比，动物血糖基化修饰后对香肠感官品质的改善及抑制香肠脂肪和蛋白质的氧化均高于空白和对照。其中，鸭血中蛋白质利用率高于猪血，对香肠的过氧化值、羰基价及巯基价的影响均略高于猪血，而对香肠色泽、剪切力及酸价的影响与猪血相当。因此，鸭血进行糖基化修饰后适合作为肉制品的天然安全腌制剂。