肉及肉制品蛋白质氧化机理及其抑制途径的研究进展

任 锐 颜 铃 王浩东 黄佳卉 刘 浪 田 星，2

1.湖南中医药大学药学院 湖南长沙 410208 2.湖南农业大学食品科学技术学院 湖南长沙 410128

我国是肉制品生产大国，肉制品的品质与安全关乎民生，抑制肉制品蛋白质氧化对于肉制品加工企业非常重要[1]。肉蛋白质氧化会引起其蛋白质本身性质变化，同时改变蛋白质的某些底物对蛋白水解酶的敏感性，甚至还可能改变氨基酸的结构，降低蛋白质的消化率，损失肉制品的营养价值[2]，导致产品的消费水平降低。这就需要我们继续深入研究蛋白质的氧化机制，充分认识到蛋白质氧化给肉制品带来的不利影响，继而采取一些可靠有效的措施来抑制蛋白氧化，保持肉类品质稳定。

1 肉及肉制品的蛋白质氧化机理

肉制品中的蛋白质氧化，可直接通过活性氧和活性氮或间接由氧化应激的次级产物诱导[3，4]。活性氧例如超氧阴离子自由基、氢过氧自由基和其它非自由基物质氢过氧化物、过氧化氢、次氯酸等都是蛋白氧化的引发物[5]。在活性氧攻击下，蛋白质失去一个氢原子后会形成以碳为中心的自由基，然后在氧的作用下转化为过氧化自由基，并形成蛋白质过氧化物，进而形成烷氧自由基及其羟基产物[6]。

在氧气存在的条件下，自由基与蛋白质和肽的反应，还会引起主链和氨基酸侧链的改变。这些氧化变化包括肽键的断裂、氨基酸侧链的修饰和共价分子间交联蛋白质衍生物的形成[7,8]。一些最普遍的氨基酸修饰是蛋白质羰基和蛋白质氢过氧化物的形成，而交联大多被描述为通过丢失半胱氨酸和酪氨酸残基来形成二硫和二酪氨酸[9～11]。

蛋白质氧化程度的评估，可以通过测定蛋白质在氧化后生成的反应产物，以及反应产物的量来确定，例如蛋白质中羰基衍生物的含量、游离巯基的含量以及双酪氨酸含量等[12]。

2 蛋白质氧化与肉及肉制品品质和安全性的关系

2.1 蛋白质氧化对肉制品颜色的影响

肉制品颜色直接影响消费者的购买欲，因而货架期内肉色的不良变化会导致消费者购买力的下降[13]。Utrera[14](2014)等研究表明，蛋白质氧化后所产生的交联和聚集对肉制品的光反射特征有一定影响，进而影响肉的色泽。

2.2 蛋白质氧化对肉制品风味的影响

蛋白质与风味物质的结合主要以两种方式进行，一是利用范德华力来进行物理结合，二是利用氢键、共价键等来进行化学结合。肉制品发生蛋白质氧化后，蛋白质与风味物质所结合的作用力也会发生相应改变，进而影响肉制品的风味[15，16]。Feng[17](2016)等研究了辐照处理对于牛肉制品的风味以及牛肉中发生的蛋白质氧化的影响，结果表明蛋白质氧化会促进醛类和酮类的生成，进而影响产品的风味。

2.3 蛋白质氧化对肉制品安全性的影响

氧化程度明显的肉制品通常会变味，不可食用，甚至由于暴露于胃肠道和内脏的细胞毒性和致突变性蛋白氧化产物，而引起人体病理风险[18，19]。Soladoye[20](2015)等研究发现，可食用的食品组分氧化后会增加活体组织的氧化胁迫效应，给机体带来致病的风险。

3 肉及肉制品的蛋白质氧化抑制途径

3.1 基础有效的抑制方法

肉类产品处于不同的加工过程中，都难以避免蛋白质氧化的发生，此时就需要我们采取一定的措施[21]。目前，在肉类加工行业，人们逐渐摸索出一些实用的技术例如超高压技术、辐照技术、超声波技术、真空滚揉技术等，都对蛋白质氧化有一定的抑制效果[22]。

除此之外，在生产加工腊肉制品时，将腊肉进行烟熏后，烟熏过程中产生的许多酚类物质，反而能保持腊肉品质的稳定；还可以采用真空包装的方式来包装腊肉制品，使其处于低氧环境，进而有效抑制蛋白质氧化[23]。

此外，通过选用优质鲜肉、创造洁净的加工环境等措施也能减少巯基损失，进而提高肉制品的氧化稳定性。

3.2 氯盐对于肉及肉制品蛋白质氧化的抑制作用

研究表明，肉制品中的NaCl能通过芬顿反应，将氧肟蛋白中的二价铁(Fe2+)改变为铁肌红蛋白的三价铁(Fe3+)，从而增加其亲氧化电位,随后形成活性氧(ROS)，促进蛋白质的氧化。这与LIU[24](2011)等和Li[25](2013)等报道的在加入NaCl后形成的高离子强度环境中，肉蛋白对于氧化将更加敏感这个规律一致。

为了抑制蛋白质氧化，另有研究表明，部分NaCl被KCl代替后，能有效抑制蛋白质氧化。Wu[26](2016)等研究表明，与100%的NaCl相比，当70%的NaCl被KCl代替后，蛋白质的氧化会显著得到抑制。通过对蛋白质的有关生化层面分析可知，NaCl本身不能抑制蛋白质氧化，但是当其部分被其它氯盐代替用于干腌肉制品中，却能有效抑制蛋白质氧化，当然关于替代水平还有待更进一步的研究。

3.3 天然抗氧化剂对于肉及肉制品蛋白质氧化的抑制作用

近十几年来，人们致力于重点研究天然抗氧化剂，并逐渐减少对化学抗氧化剂的使用。研究人员发现自然界中能用于开发天然抗氧化剂的物质资源十分丰富，例如香辛料、植物多酚等。

3.3.1 香辛料

20世纪以来，人们陆续发现了许多香辛料都有较强的抗氧化活性，例如丁香、鼠尾草、生姜、桂皮等。已有研究表明将丁香、生姜添加到猪油中，可以减缓猪油的腐败进程[27]。

蒋栋磊[28](2017)等研究发现，将桂皮提取物添加到香肠中后，香肠中的羰基含量整体呈现出一种先上升后下降的趋势，且桂皮提取物添加量为0.6%时的羰基含量将显著高于0.3%组。另外，实验表明处于香肠发酵成熟期的各处理组的羰基含量显著高于空白组，这证实了桂皮提取物能显著抑制香肠发酵成熟过程中的蛋白氧化现象。

鼠尾草是多年生草本植物，其叶、茎和花的使用价值很高，既是一种香料，也是一种中草药[29]。章林[30](2013)等研究证明，将鼠尾草添加到中式香肠中，能抑制香肠羰基值的升高，进而抑制蛋白质的氧化。

被人们俗称的丁香，其实是桃金娘科植物丁香的干燥花蕾，它同鼠尾草的功用相似，不但是一种能影响食物风味的香料，而且是一种能被人们用于治疗疾病的中草药[31]。丁香叶中最有效的活性成分是丁香酚，已有研究证明丁香酚在pH>9.5的碱性条件下，有清除活性氧的作用，还能减少过渡金属离子，进而有效抑制低密度脂蛋白发生氧化[32]。

3.3.2 茶多酚

茶多酚是茶叶中的多酚类物质的总称，是一种多羟基类化合物，其主要的化学成分有：儿茶素、黄酮类物质、花青素和酚酸类物质[33]。研究证明，茶多酚能在氧化过程的早期阶段，有效降低黄嘌呤氧化酶的活性，进而抑制活性氧自由基的生成；茶多酚还能促使抗氧化酶活性的增加，例如儿茶素的摄入会引起肌原纤维蛋白和抗氧化酶活性的增加[34]。

3.3.3 蔬菜水果提取物

许多水果和蔬菜中的活性成分，也能有效抑制肉制品中的蛋白质氧化[35]，例如，研究证明石榴果汁多酚和白葡萄提取物，能够有效抑制蛋白质的氧化[36]。Gravador[37](2014)等以26只公科米萨纳羔羊肉为材料，研究了柑桔干果肉替代饲料中浓缩物对羔羊肉蛋白质的抗氧化作用，其中柑桔果肉组显著降低了蛋白质氧化速率，表明柑桔果肉中的活性成分抑制了肉类的蛋白质氧化。

Estévez[38](2010)等研究表明，槲皮素以及染料木素能有效抑制猪肉糜的蛋白氧化，在实验中，低剂量的槲皮素能够抑制蛋白质羰基的产生，从而减缓猪肉糜的蛋白质氧化进程；染料木素则可以通过清除自由基的方法来抑制蛋白氧化。Nieto[39](2013)等研究了迷迭香、牛至、大蒜等香精油对猪肉饼在高氧和好氧条件下，贮藏过程中蛋白质氧化的影响。迷迭香和牛至被发现对蛋白质硫醇的损失有抗氧化作用，而大蒜则被发现具有促氧化作用，特别是在高浓度下使用时。添加迷迭香或牛至精油的肉饼，抑制蛋白质二硫键的形成进而抑制猪肉的蛋白质氧化。

4 结语

蛋白质氧化的作用机制较为复杂，仍然需要人们进行深入研究。为了提高肉及肉制品的品质，蛋白质氧化对肉制品带来的不利影响必须得到有效控制。近年来大量研究显示，已有许多可靠有效的方法能够抑制肉制品中的蛋白质氧化，但是还需不断完善。本文可作为蛋白质氧化相关机制以及抑制蛋白质氧化的有效途径的参考文章，期待这方面的研究能够取得深入进展。