不同抗氧化剂体外抗氧化活性及其对肉品氧化稳定性的影响
2022-02-15李明杨刘帅光卢梦娇任晓镤彭增起
李明杨,刘帅光,卢梦娇,任晓镤,*,彭增起
(1.塔里木大学食品科学与工程学院,南疆特色农产品深加工兵团重点实验室,新疆 阿拉尔 843300;2.南京农业大学食品科学技术学院,江苏 南京 210095)
肉及肉制品由于其较高含量的蛋白质和脂肪,在加工和贮藏过程中极易发生氧化,进而影响产品品质。蛋白质氧化会引起肉制品品质的改变,如失去多汁性、硬度增加、嫩度变差等,而脂肪氧化会引起肉制品风味的劣变,如产生酸败味等[1-2]。肉制品的脂肪氧化和蛋白质氧化均与肉中自由基的链式反应密切相关[3],并且脂肪氧化与蛋白质氧化之间也相互关联[4],二者的氧化产物能够互相促进彼此的氧化进程[5]。脂肪氧化和蛋白质氧化已成为肉及肉制品品质劣化的主要非微生物原因之一[3-4,6],如何有效控制肉品的氧化是近年来的关注热点。
目前主要通过添加一些抗氧化剂降低肉制品的蛋白质和脂肪氧化程度,保持肌肉结构的完整性,进而有效地保持肉制品的食用品质和延长产品的货架期。Jongberg等[7]发现绿茶提取物和迷迭香提取物能够降低硫代巴比妥酸反应产物(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)值和羰基含量,进而有效抑制博洛尼亚香肠的脂肪氧化和蛋白质氧化。熊杰等[8]研究发现甘草提取物(glycyrrhiza extract,GE)能改善鸡肉糜的品质,有效地抑制TBARS值升高和羰基生成,降低巯基损失,控制鸡肉糜的脂肪氧化和蛋白质氧化。但是不同种类的提取物(水提物和醇提物)由于所含活性物质的差异表现出的抑制活性有一定区别。一些抗氧化剂的体外抗氧化活性与其抑制肉制品蛋白质氧化和脂肪氧化有一定关系,姜蕾等[9]研究发现迷迭香提取物具有良好的体外抗氧化活性,其总多酚含量与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力和还原力密切相关,适宜质量分数的迷迭香提取物可以有效抑制萨拉米加工过程中的脂肪氧化和蛋白质氧化,并且效果优于合成抗氧化剂。徐谓[10]发现甘草水提物具有一定的清除DPPH自由基和2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)阳离子自由基活性以及铁离子还原能力,并且具有较强的抑制蒸煮和烧烤兔肉蛋白质氧化和脂肪氧化的能力,其抗氧化活性与提取物中甘草酸、总酚和总黄酮的含量密切相关。这些研究结果表明,不同种类的抗氧化剂,其抗氧化活性的差异会影响其对肉制品品质的改善作用。目前的多数研究一般只针对一种或几种天然抗氧化剂进行研究,缺少对允许添加使用天然抗氧化剂的系统研究。
本研究以GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[11]允许添加至烧烤和油炸肉制品的8 种抗氧化剂为研究对象,包括茶多酚(tea polyphenols,TP)、GE、迷迭香提取物(2 种)、山梨酸钾(potassium sorbate,PS)、植酸钠(sodium phytate,SP)、竹叶提取物(extract of bamboo leaves,BL)及茶黄素(theaflavins,TF),首先分析其体外抗氧化活性,包括DPPH自由基清除能力和还原力,再分别将其添加至油炸和烧烤处理的鸡肉饼、牛肉饼和猪肉饼中,分析其对不同类型肉制品加工过程中蛋白质氧化和脂肪氧化的抑制效果,为不同种类的抗氧化剂在加工肉制品中更有效利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜猪里脊肉、牛里脊肉和鸡胸肉购自新疆阿拉尔市塔里木超市;TF、BL 南通飞宇生物科技有限公司;儿茶素、甘草酸、迷迭香酸(rosmarinci acid,RA)、鼠尾草酸(carnosic acid,CA)、SP、PS 上海源叶生物科技有限公司(纯度>90%);Folin-Ciocalteu试剂、1,1,3,3-四乙氧基丙烷 国药集团化学试剂有限公司;DPPH、2-硫代巴比妥酸、没食子酸 美国Sigma公司;其他试剂均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
TS8绞肉机 意大利FAMA工业公司;ME104E电子天平 瑞士梅特勒-托利多仪器有限公司;T25高速匀浆机 德国IKA集团;SpectraMax M3酶标仪 美国Molecular Devices公司;Allegra 64R台式高速冷冻离心机 美国贝克曼库尔特有限公司;D3-256A电烤箱日本Toshiba公司;EF101-V油炸锅 常州国华电器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 抗氧化剂总多酚含量的测定
实验所用8 种抗氧化剂符合GB 2760—2014规定。将所选8 种抗氧化剂分别溶于乙醇或水(表1),配制不同质量浓度(10、50、100、200、300 μg/mL)溶液,采用Folin-Ciocalteu法[12]测定抗氧化剂总多酚含量,以蒸馏水作为空白对照,以没食子酸为标准品绘制标准曲线,采用酶标仪测定790 nm波长处吸光度,每组实验重复3 次。以没食子酸标准液质量浓度x为横坐标,相应吸光度y为纵坐标,绘制标准曲线,得到标准曲线方程为y=0.013 4x+0.041 1,R2=0.999 5。不同抗氧化剂中总多酚含量以每克抗氧化剂中的没食子酸质量表示,单位为mg/g。
表1 不同抗氧化剂的溶剂和添加量Table 1 Solvents for different antioxidants and their addition levels in fried and roasted meat products
1.3.2 DPPH自由基清除能力的测定
DPPH自由基清除能力的测定参照Yang Lichen等[13]的方法并略作改动。在0.5 mL不同质量浓度(10、50、100、200、300 μg/mL)的抗氧化剂溶液中分别加入3.5 mL新鲜配制的DPPH-乙醇溶液(1×10-4mol/L),即为样品组,对照组以等体积的双蒸水代替抗氧化剂溶液,空白组以等体积的无水乙醇代替DPPH-乙醇溶液,将各组反应混合物剧烈振荡15 s后室温避光反应30 min,分别测定其517 nm波长处吸光度,按下式计算样品的DPPH自由基清除率,每组实验重复3 次。
式中:A1表示样品组的吸光度;A2表示空白组的吸光度;A0表示对照组的吸光度。
1.3.3 还原力的测定
还原力的测定参照Ye Zipeng等的方法[14]并略作修改。2.5 mL不同质量浓度(10、50、100、200、300 μg/mL)的8 种抗氧化剂溶液与2.5 mL 1%(质量分数)铁氰化钾溶液混匀,50 ℃水浴反应20 min,混合液冷却至25 ℃后再加入2.5 mL 10%(质量分数)三氯乙酸,将反应液650×g离心10 min,然后取2.5 mL上清液,依次加入2.5 mL双蒸水和0.5 mL 0.1%(质量分数)氯化铁,空白组以等体积双蒸水代替氯化铁溶液,充分混匀后分别测定混合溶液700 nm波长处吸光度,用样品组与空白组吸光度的差值表征样品的还原力。
1.3.4 热加工肉制品的制备
分别以鸡胸肉、牛里脊肉和猪里脊肉为原料肉,采用烧烤和油炸方式进行加工处理,具体流程为:原料肉清洗干净,去除表面的脂肪和筋膜层,用绞肉机绞碎后分组,参照GB 2760—2014[11]允许使用的最大添加量分别添加8 种抗氧化剂,具体添加量如表1所示,对照组(CK)不添加任何外源物质,充分混合均匀后置于4 ℃平衡4 h;称取平衡后的原料肉20.0 g,采用培养皿(直径6.0 cm,深度1.5 cm)定型后分别进行烧烤和油炸处理,烤制条件为220 ℃烤制20 min(每面10 min)[15],油炸条件为200 ℃油炸4 min[16];热加工处理完毕后待样品冷却至室温,真空包装后置于-20 ℃冰箱中保存备用。
在阐释场中,译者与译文读者之间同样存在三级交互关系(见图2)。译者统觉译文读者,从而判断自己所表达的语义是否可以被译文读者所理解,此为一级交互。在统觉译文读者时,译者不仅会感知译文读者的阅读感受,而且会再次通过统觉作者感知原文读者的阅读感受,从而判断译文读者与原文读者的感受是否类似,此为二级交互。上述两级交互共现为一个阐释场内的译者自我,在上两级统觉中,译者自身在场,会对他正在统摄译文读者和作者这件事进行统摄,反观阐释场内的自我以及前两级交互关系,此为三级交互。三级交互的实质是译者与译文读者的完美交融。
1.3.5 脂肪氧化的测定
脂肪氧化情况采用TBARS值进行表征,具体测定方法参照文献[17]。以不同浓度1,1,3,3-四乙氧基丙烷绘制标准曲线,最终TBARS值以每千克样品产生丙二醛(malondialdehyde,MDA)的质量表示,单位为mg/kg。
1.3.6 蛋白质氧化的测定
蛋白质氧化情况采用羰基含量和巯基含量进行表征,羰基含量和巯基含量的具体测定方法参照文献[17]。
1.4 数据处理与分析
所有实验均重复3 次,结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 22软件进行方差分析,并用Duncan’s多重比较进行显著性分析,P<0.05表示组间差异显著。
2 结果与分析
2.1 不同抗氧化剂的总多酚含量
不同种类抗氧化剂在不同质量浓度条件下所表现出的体外抗氧化活性有一定差异,如表2所示,在本研究中,RA、TP、TF、CA、GE组的总多酚含量在所选5 个质量浓度条件下均显著高于BL、SP、PS组(P<0.05)。RA组的总多酚含量在10~100 μg/mL时显著高于剩余7 组(P<0.05),当质量浓度高于200 μg/mL时与TP组无显著差异(P>0.05),但此时这两组仍显著高于剩余6 组(P<0.05),其次为TF、CA处理组,也显著高于剩余4 组(P<0.05)。随着抗氧化剂质量浓度的增加,RA、TP、TF、CA、BL处理组的总多酚含量均呈显著升高趋势,而不同质量浓度对GE、SP和PS组的总多酚含量无显著影响(P>0.05)。不同抗氧化剂的总多酚含量有较大差异可能与自身不同的抗氧化活性密切相关,本研究中测定总多酚含量所用的Folin-Ciocalteu法,因其干扰因素少、操作简单、灵敏度高、稳定性和重复性好而被广泛应用[18],该方法是基于在碱性条件下,Folin-Ciocalteu试剂氧化抗氧化剂中的酚羟基基团并显蓝色,以吸光度-没食子酸质量浓度作标准曲线实现对抗氧化剂的定量分析,因此抗氧化剂的总多酚含量与其化学结构中酚羟基的数量有密切关系[19]。这可能是不同处理组的总多酚含量有较大差异的原因之一。
表2 不同质量浓度8 种抗氧化剂处理组总多酚含量对比Table 2 Total polyphenol contents of eight antioxidants at different concentrations mg/g
2.2 不同抗氧化剂的DPPH自由基清除能力
抗氧化剂通过多种机制发挥其抗氧化活性,主要包括作为氢供体或电子供体清除自由基的能力及螯合金属离子的能力等[20],DPPH自由基的清除能力已被广泛应用于研究抗氧化剂的体外抗氧化活性,具有检测时间短、灵敏度高、检测限低及稳定性好等优点。本研究中不同抗氧化剂在不同质量浓度条件下对DPPH自由基的清除活性如表3所示,RA、TP、TF、CA处理组均表现出良好的清除DPPH自由基能力,而其余4 种抗氧化剂清除DPPH自由基的能力相对较弱,在所选的5 个质量浓度,RA、TP、TF、CA处理组的清除活性均显著高于其余4 种(P<0.05),最高清除率为93.33%(300 μg/mL的RA组)。随着质量浓度的增加,RA、TP、TF、CA、BL处理组对DPPH自由基的清除活性均呈升高趋势,这与其总多酚含量结果保持一致;当质量浓度增加至100 μg/mL以上时,增加趋势趋于平缓;而质量浓度对GE、SP、PS处理组的DPPH自由基清除能力无显著影响(P>0.05)。
表3 不同质量浓度8 种抗氧化剂的DPPH自由基清除能力对比Table 3 DPPH radical scavenging activity of eight antioxidants at different concentrations %
2.3 不同抗氧化剂的还原力
抗氧化剂的还原力是指其将Fe3+还原为Fe2+的能力,也是评估抗氧化活性的重要指标之一[21]。如表4所示,不同抗氧化剂在不同质量浓度条件下的还原力有一定差异,与DPPH自由基的清除活性类似,RA、TP、TF、CA处理组的还原力显著强于其他4 组(P<0.05),并且随着质量浓度的增加,其还原力均呈增加趋势;而其他4 种抗氧化剂的还原力随质量浓度的增加变化不显著(P>0.05)。
表4 不同质量浓度8 种抗氧化剂的还原力对比Table 4 Reducing power of eight antioxidants at different concentrations
2.4 不同抗氧化剂对热加工肉制品脂肪氧化的影响
2.4.1 不同抗氧化剂对烤肉饼脂肪氧化的影响
不同种类的抗氧化剂由于其抗氧化能力的差异而对热加工肉制品的脂肪氧化产生不同的影响,从图1可以看出,8 种抗氧化剂的添加均显著降低了烤肉饼的脂肪氧化程度,而不同的抗氧化剂对脂肪氧化的抑制效果有一定差异。对于烤鸡肉饼,TF、BL、GE、CA、SP和PS均表现出显著降低TBARS值的效果(P<0.05),与对照组相比,TBARS值均降低了90%以上;按TBARS值从高到低排序为CK、TP、RA、PS、SP、GE、BL、TF、CA。对于烤牛肉饼,TP和BL表现出相对最强的降低TBARS值效果,与对照组相比,降低了约73%(P<0.05);其次为TF,与对照组相比,降低了约63%(P<0.05);GE表现出相对较弱的活性,与对照组相比,降低了约11%左右(P<0.05);按TBARS值从高到低排序为CK、GE、CA、RA、SP、PS、TF、TP、BL。对于烤猪肉饼,TP和BL是最有效的降低TBARS值的抗氧化剂,与对照组相比,TBARS值分别降低了81%和87%(P<0.05),其次为GE和RA组,与对照组相比,TBARS值分别降低了约60%和54%(P<0.05),PS的降低效果相对较差,与对照组相比,TBARS值显著降低了20%(P<0.05);按TBARS值从高到低排序为CK、PS、TF、SP、CA、RA、GE、TP、BL。总而言之,BL对3 种烤肉饼的脂肪氧化均表现出良好的抑制活性,TF对烤鸡肉饼和烤牛肉饼的脂肪氧化抑制效果较好,而TP则对烤牛肉饼和烤猪肉饼的脂肪氧化程度表现出较高抑制活性;此外,SP和PS也具有一定的抑制烤鸡肉饼和烤牛肉饼脂肪氧化的活性。
图1 不同抗氧化剂对烤肉饼脂肪氧化的影响Fig.1 Effects of different antioxidants on fat oxidation in roast meat patties
2.4.2 不同抗氧化剂对炸肉饼脂肪氧化的影响
从图2可以看出,油炸处理后牛肉饼的脂肪氧化程度相对最高,而鸡肉饼的脂肪氧化程度相对最低,不同的抗氧化剂对不同炸肉饼脂肪氧化程度的抑制效果不同。对于炸鸡肉饼,除CA组外,其他7 种抗氧化剂均显著降低炸鸡肉饼TBARS值(P<0.05),而7 种抗氧化剂之间无显著差异(P>0.05),按TBARS值从高到低排序为CK、CA、BL、GE、TF、RA、PS、TP、SP。对于炸牛肉饼,8 种抗氧化剂均显著降低炸牛肉饼的TBARS值(P<0.05),抑制率在20%~48%之间,PS表现出相对最好的抑制活性,按TBARS值从高到低排序为CK、TP、GE、TF、BL、RA、CA、SP、PS。对于炸猪肉饼,除TP和TF外,剩余6 种抗氧化剂均显著降低炸猪肉饼的TBARS值(P<0.05),与对照组相比,TBARS值降低率介于35%~64%,其中抑制效果相对最好的是GE、RA处理组,按TBARS值从高到低排序为CK、TF、TP、PS、SP、CA、BL、RA、GE。综上所述,BL、GE、RA对3 种油炸肉制品中的脂肪氧化抑制效果较优;SP、PS具有良好的抑制炸鸡肉饼和炸牛肉饼脂肪氧化的效果,而CA则对炸牛肉饼和炸猪肉饼脂肪氧化的抑制效果较好。
图2 不同抗氧化剂对炸肉饼脂肪氧化的影响Fig.2 Effects of different antioxidants on fat oxidation in fried meat patties
2.5 不同抗氧化剂对热加工肉制品蛋白质氧化的影响
2.5.1 不同抗氧化剂对烤肉饼蛋白质氧化的影响
图3所示为添加8 种抗氧化剂对3 种烤肉饼羰基含量的影响,抗氧化剂的添加能在不同程度上降低烤肉饼的羰基含量,进而起到抑制蛋白质氧化的作用。对于烤鸡肉饼,所有8 种抗氧化剂的添加均显著降低烤肉饼的羰基含量(P<0.05),与对照组相比,羰基含量降低率介于16%~59%之间,其中TF表现出相对最强的抑制作用,其次为BL,而TP则表现出相对最弱的抑制作用,按羰基含量从高到低排序为CK、TP、RA、PS、SP、CA、GE、BL、TF。对于烤牛肉饼,8 种抗氧化剂的添加也显著降低其羰基含量(P<0.05),与对照组相比,羰基含量降低率在13%~52%之间,其中BL表现出相对最强的抑制作用,其羰基含量显著低于其他组,其次为TP和TF组,而GE和PS所表现出的抑制作用相对较弱,按羰基含量从高到低排序为CK、PS、GE、CA、RA、SP、TF、TP、BL。对于烤猪肉饼,TF、SP、PS处理组的羰基含量与CK组无显著差异(P>0.05),其他5 种抗氧化剂的添加均显著降低羰基含量(P<0.05),TP和BL表现出相对较强的抑制羰基活性,与对照组相比,羰基含量降低了28%,按羰基含量从高到低排序为CK、PS、TF、SP、CA、RA、GE、TP、BL。总体而言,BL的添加对于降低3 种烤肉饼中的羰基含量表现较优,此外,TF适合于降低烤鸡肉饼和烤牛肉饼的羰基含量,而TP则对烤牛肉饼和烤猪肉饼更为有效,GE则能在一定程度上明显降低烤鸡肉饼和烤猪肉饼的羰基含量。
图3 不同抗氧化剂对烤肉饼羰基含量的影响Fig.3 Effects of different antioxidants on the content of carbonyl groups in roast meat patties
8 种抗氧化剂对3 种烤肉饼中巯基含量的影响如图4所示,不同抗氧化剂对烤肉饼中巯基含量的影响不同。对于烤鸡肉饼,与对照组相比,8 种抗氧化剂的添加均显著增加了巯基含量(P<0.05),其中BL表现出相对最强的作用,增加了36%(P<0.05),其次为TF组,增加率为35%(P<0.05),而TP则表现出相对较弱的作用,增加率为22%(P<0.05),按巯基含量从高到低排序为BL、TF、GE、CA、SP、PS、RA、TP、CK。对于烤牛肉饼,TP、TF、BL和SP均表现出较强的增加巯基含量效果,增加率分别为42%、35%、36%和32%(P<0.05),而GE和CA组的巯基含量与对照组无显著差异(P>0.05),表明其对烤牛肉饼蛋白质的氧化影响较小,按巯基含量从高到低排序为TP、BL、TF、SP、PS、RA、CA、GE、CK。对于烤猪肉饼,除PS组外,其他7 种抗氧化剂的添加均显著增加了烤猪肉饼的巯基含量(P<0.05),其中TP表现出相对最强的作用,增加率为71%,显著高于剩余各组(P<0.05),按巯基含量从高到低排序为TP、BL、GE、RA、CA、TF、SP、PS、CK。总体而言,BL表现出对3 种烤肉饼相对较强的增加巯基含量的作用,TP对增加烤牛肉饼和烤猪肉饼巯基含量效果相对最佳,而TF则更适合于增加烤鸡肉饼和烤牛肉饼的巯基含量,GE能够明显抑制烤鸡肉饼和烤猪肉饼巯基含量的减少。
图4 不同抗氧化剂对烤肉饼巯基含量的影响Fig.4 Effects of different antioxidants on the content of sulfhydryl groups in roast meat patties
2.5.2 不同抗氧化剂对炸肉饼蛋白质氧化的影响
3 种油炸肉制品中添加8 种抗氧化剂后羰基含量的变化情况如图5所示,8 种抗氧化剂均能够不同程度地降低炸肉饼的羰基含量,并且与对照组差异显著(P<0.05)。对于炸鸡肉饼,与对照组相比,BL表现出最强的抑制蛋白质氧化作用,羰基含量降低了49%,其羰基含量显著低于其他各组(P<0.05),而CA的羰基含量仅减少了16%,按羰基含量从高到低排序为CK、CA、TF、TP、RA、GE、PS、SP、BL。对于炸牛肉饼,与对照组相比,8 种抗氧化剂添加后均显著降低其羰基含量(P<0.05),降低率均高于30%,其中降低作用相对最强的是CA和SP组,降低率分别为56%和54%,降低率相对较低的是GE组,按羰基含量从高到低排序为CK、GE、TF、RA、TP、BL、PS、SP、CA。对于炸猪肉饼,与对照组相比,RA表现出相对最强的抑制蛋白质氧化作用,其羰基含量比CK组降低了40%(P<0.05),其次为BL组,降低率为36%(P<0.05),TP抑制蛋白质氧化作用相对较弱,降低率仅为16%(P<0.05),按羰基含量从高到低排序为CK、TP、TF、SP、GE、CA、PS、BL、RA。总体而言,BL和PS表现出对3 种炸肉饼相对较强的降低羰基含量的效果,SP对炸鸡肉饼和炸牛肉饼羰基含量具有良好的抑制效果,CA能够明显降低炸牛肉饼和炸猪肉饼的羰基含量,RA对炸猪肉饼的羰基含量也有良好的抑制作用。
图5 不同抗氧化剂对炸肉饼羰基含量的影响Fig.5 Effects of different antioxidants on the content of carbonyl groups in fried meat patties
8 种抗氧化剂对3 种油炸肉制品中巯基含量的影响如图6所示,不同抗氧化剂对炸肉饼巯基含量的影响不同。对于炸鸡肉饼,TP、BL、GE、RA、SP和PS的添加均能显著增加其巯基含量(P<0.05),增加率介于38%~77%,其中BL的增加效果相对最强,而TF和CA组与CK组均能无显著差异(P>0.05),按巯基含量从高到低排序为BL、SP、PS、GE、TP、RA、TF、CA、CK。对于炸牛肉饼,TF、GE和RA组的巯基含量与对照组无显著差异(P>0.05),其他各组则均显著增加炸牛肉饼的巯基含量(P<0.05),效果最佳的是CA、SP处理组,增加率为49%和53%,按巯基含量从高到低排序为SP、CA、TP、BL、PS、GE、RA、TF、CK。对于炸猪肉饼,与对照组相比,所有8 种抗氧化剂的添加均显著增加炸猪肉饼的巯基含量(P<0.05),增加率在15%~57%之间,其中RA表现出相对最强的作用,显著高于其他各组(P<0.05),其次为BL组,按巯基含量从高到低排序为RA、BL、CA、GE、SP、TF、TP、PS、CK。总体而言,BL表现出对3 种炸肉饼较好地增加巯基含量的作用,SP能够明显增加炸鸡肉饼和炸牛肉饼的巯基含量,而CA则更能提高炸牛肉饼和炸猪肉饼的巯基含量,RA对炸猪肉饼巯基含量的提升效果更优。
图6 不同抗氧化剂对炸肉饼巯基含量的影响Fig.6 Effects of different antioxidants on the content of sulfhydryl groups in fried meat patties
3 讨 论
在不同加工条件和类型的热加工肉制品中,不同的抗氧化剂对肉制品的蛋白质氧化和脂肪氧化的改善作用差异较大。刘文营[22]研究了添加TP、GE和鼠尾草对羊肉乳化香肠脂肪氧化的影响,发现不同天然抗氧化剂均能缓解羊肉肠的脂肪氧化,但表现出不同程度的抑制活性。张皖君等[23]发现BL和迷迭香提取物能够明显延缓鲈鱼MDA含量的升高,抑制羰基值和巯基值的上升,有效延缓鲈鱼肉脂质氧化和蛋白质氧化进程,但二者的改善效果不同。本研究系统全面地分析了不同抗氧化剂对不同热加工条件下的3 种肉制品的脂肪氧化和蛋白质氧化的抑制活性,其中BL是本研究中所有条件下改善肉制品蛋白质氧化和脂肪氧化相对最有效的抗氧化剂,其他种类的抗氧化剂对不同条件下肉制品的蛋白质氧化和脂肪氧化的改善效果不同:TF适用于改善烤鸡肉饼和烤牛肉饼的蛋白质氧化和脂肪氧化程度,TP则对烤牛肉饼和烤猪肉饼的蛋白质氧化和脂肪氧化程度的改善更为有效;SP是炸鸡肉饼和炸牛肉饼蛋白质氧化和脂肪氧化的有效抑制剂,CA则更适用于炸牛肉饼和炸猪肉饼氧化程度的改善。
不同抗氧化剂对不同种类热加工肉制品蛋白质氧化和脂肪氧化抑制活性的差异可能是以下原因所致。首先,不同种类抗氧化剂发挥作用的机制不同,有学者总结出天然抗氧化剂能够通过以下途径发挥其抗氧化作用:1)降低局部氧浓度以减少与氧气的接触;2)通过清除起始自由基防止自由基链式反应的启动;3)结合催化剂例如一些金属离子以防止起始自由基的产生;4)分解过氧化物使其不能转化为起始自由基;5)断链以使活性自由基不能与氢原子继续结合。常作为天然抗氧化剂应用于肉制品的多酚类化合物的作用机制主要是具有单线态氧猝灭能力进而能够降低局部氧浓度,同时也能够螯合一些过渡态金属离子,清除各种类型的氧化态起始自由基,还能够抑制多种氧化酶的活性等[24]。
不同种类多酚的抗氧化活性与其结构特征密切相关,一般而言,多酚化合物结构中B环的邻二羟基结构、与4-氧代官能团连接的2,3-双键、3-羟基和5-羟基官能团、糖苷键以及羟基和甲氧基的数量和位置等,均对化合物的抗氧化活性有较大影响[25]。例如Turgut等[26]指出石榴皮提取物可以作为化学合成抗氧化剂的替代品用于抑制肉制品的蛋白质和脂肪氧化,提取物中富含的多酚类化合物由于酚羟基和双键的存在赋予其良好的抗氧化活性;同时,多因素的共同作用以及多种多酚类化合物的协同作用增强了石榴皮提取物的抗氧化能力;李颖等[27]也发现石榴皮提取物能够有效抑制生猪肉饼MDA及蛋白羰基的生成,且抑制效果整体优于丁基羟基茴香醚。
其次,不同种类肉制品的营养组成差异,尤其是一些促氧化因子含量的差异,例如不饱和脂肪酸、金属催化剂、亚铁血红素等。Tengilimoglumetin等[28]报道在不同的加热方法和温度条件下,加热前添加洋蓟提取物能够显著改善加热后鸡胸肉和牛肉的脂肪氧化程度,并且提取物的添加量越高,脂肪氧化程度越低,0.5%和1.0%的洋蓟提取物对鸡胸肉TBARS值的降低率分别为56.11%和79.21%,对牛肉TBARS值的降低率分别为43.52%和70.83%。有学者指出,红肉由于含有更高浓度的铁和磷脂,比白肉更容易发生脂肪氧化[29];Thanonkaew等[30]也发现肉中的大多数金属离子如铁、铜等离子都参与了氧化还原反应,其中Fe2+诱导脂肪氧化最有效;一些具有促氧化活性的金属离子能够与一些特定氨基酸侧链发生反应导致蛋白质氧化的发生[31],而一些多酚类化合物例如RA、CA等,在肉制品的加工和贮藏过程中能够替代自由基与不饱和脂肪酸结合,进而起到抑制肉制品脂肪氧化的效果[32]。
此外,可能与所选抗氧化剂的固有特性,包括热稳定性、溶解性等有关;另外,与本研究所采用的热加工条件也密切相关,烧烤和油炸是我国乃至世界范围内最为普遍的热加工方式,但二者的传热介质不同导致其加工温度有一定差异,进而可能会影响不同抗氧化剂的活性。
与此同时,结合本研究中不同抗氧化剂的体外抗氧化活性结果对比分析,具有较强体外抗氧化活性的4 种抗氧化剂(RA、TP、TF和CA)在热加工肉制品中并不一定表现出良好的抑制肉制品蛋白质氧化和脂肪氧化的能力,而较弱的体外抗氧化能力则可能具有较强的抑制热加工肉制品蛋白质氧化和脂肪氧化的活性(如BL和SP)。由此可以得出,抗氧化剂的体外抗氧化活性与其在加工肉制品中抑制氧化的能力之间并不一定存在显著的相关性。Bao Yingjie等[33]深入研究了烤牛肉饼的脂肪氧化程度与脂质自由基的关系,同时分析了其与7 种香辛料提取物体外抗氧化活性的相关性,结果证实,香辛料提取物对烤牛肉饼中脂质自由基的抑制活性与其对脂肪氧化的影响之间无显著相关性,而与提取物的体外DPPH自由基清除能力相关性显著,表明烤牛肉饼中脂质自由基的形成以及抗氧化剂的体外DPPH自由基清除能力不宜作为评价烤牛肉饼氧化稳定性的预测指标,这与本研究的结果一致。
4 结 论
本实验中选用的8 种抗氧化剂的体外抗氧化活性及其对热加工肉制品的蛋白质氧化和脂肪氧化的抑制活性有较大差异。RA、TP、TF和CA的体外抗氧化活性显著更强,但在抑制烤肉饼和炸肉饼的蛋白质氧化和脂肪氧化程度方面,BL则是相对最有效的抗氧化剂,其他种类的抗氧化剂对不同条件下肉制品的蛋白质氧化和脂肪氧化的改善效果不同。这表明抗氧化剂的体外抗氧化活性与其抑制加工肉制品氧化的能力之间并不一定存在显著的相关性。