蛋白质氧化对肉制品品质的影响研究

2022-08-09马聪

食品安全导刊 2022年20期

马聪

（西安思源学院陕西西安 710038）

肉制品中富含大量的脂质和蛋白质，二者都是人们生长发育过程中不可缺少的营养物质。在肉制品中发生着脂质和蛋白质的氧化，如果在肉制品中发生适量的蛋白质氧化，这对于人体吸收营养物质是有利的。但是，一旦发生过度的蛋白质氧化，不仅会导致肉嫩度和多汁性的大幅度降低，还会产生一些对人体有害的物质[1]。因此，掌握好蛋白质氧化机制，从而有效地控制蛋白质氧化程度对于肉制品质量的提高是非常有帮助的。

1 蛋白质的氧化机制

在日常生活中，肉制品大多是提前制作好后进行储存的。在肉制品生产和储存过程中，其中的蛋白质和脂质会不断地参与氧化分解反应，最终导致肉制品变质。随着研究者对蛋白质氧化机理的不断探索，目前大多数人认为蛋白质氧化是由两大作用机制共同影响下发生的。①蛋白质发生氧化的第一种作用机制是由活性的自由基直接引发蛋白质氧化，活性自由基包括活性氧和活性氮等，它们通过夺取氢、供给氧、偶合以及裂解等反应方式作用于蛋白质主肽链骨架或氨基酸侧链，且几乎所有氨基酸侧链都可以与自由基反应[2-3]。②蛋白质发生氧化的第二种作用机制是由脂质氧化产生的中间产物间接引发蛋白质的共价修饰变化。其中，由脂质氧化产生的中间产物会间接性地诱导蛋白质氧化是其氧化的主要因素之一，脂质氧化的产物和中间产物都能够间接性诱导蛋白质发生氧化，且蛋白质发生氧化的程度也会随着脂肪发生氧化程度的增加而增加[4]。

脂质氧化的主要作用机制是自由基链式反应的过程，包括链引发、链传递和链终止3 个重要阶段。其中可能发生的过程如下：活性氧（·OH）夺取蛋白质（PH）的1 个氢原子，产生了1 个以蛋白质碳为中心的自由基（P·），蛋白质自由基在有氧条件下可以连续转化成过氧化氢自由基（POO·），然后再从另一分子中夺取氢离子形成烷基过氧化物（POOH），烷基过氧化物再进一步与氢过氧自由基（HO2·）反应生成1个烷氧自由基（PO·），烷氧自由基继续与氢过氧自由基反应生成它的羟基衍生物（POH）[2]。具体的反应式如下：

2 蛋白质氧化对肉制品品质的影响

2.1 肉制品持水性的变化

肉制品的持水性是评价肉制品品质的一个重要参考因素，保持较好的蛋白持水性对于肉制品的品质来说是非常重要的。肉制品中的水分中富含游离氨基酸，游离氨基酸能够促进人体对营养物质的吸收，如果肉制品的持水性极低则会造成游离氨基酸等营养物质的大量流失，进而使肉制品的营养价值降低。蛋白质的氧化是造成肉制品持水性发生下降的一个重要原因，通过对比肉制品中未被氧化的蛋白和氧化后的蛋白中的持水性，发现未被氧化的蛋白质的持水性更佳。此外，蛋白质的氧化程度还与肉制品的储存时间呈正相关。蛋白质氧化会使肉制品中多种结构发生变化，导致蛋白肽链的骨架出现不同程度的断裂，肌肉纤维的间隙增大，最终使蛋白质结构疏松，从而使得肉制品持水性下降。具体数据见图1[3]。

图1 肉制品储存时间与其所含水量的关系

2.2 肉制品嫩度的变化

肉制品的嫩度直接影响其口感，在销售过程起着至关重要的作用。目前肉制品的嫩度在大多数情况下是利用剪切法来衡量，剪切力越小，肉的嫩度越好，然而蛋白质氧化会提高肉制品的剪切力从而降低其嫩度。这是因为蛋白质的氧化会使得蛋白质产生降解、交联甚至聚集，进而降低肉制品的嫩度。虽然通过低温冻藏的方法可以延缓蛋白质的氧化，使其保持较高的持水性，但是反复的低温冻藏会使蛋白质的氧化在一定程度上增加，肉制品的剪切力增加，肉制品的嫩度下降，导致肉制品的口感及品质变差。姜晴晴等[4]的研究也证明了这一点，见图2。

图2 冻融对鱿鱼片剪切力（嫩度）

2.3 肉制品色泽的变化

肉制品表现出来的色泽主要是通过其所含肌红蛋白的绝对含量体现的，具有较高的氧合肌红蛋白肉制品就会出现鲜红色。经过实验研究表明，含氧量较高的气调包装可以较好地保持肉品的颜色，这可能是由于在含氧量较高的环境中肌原蛋白能够很好与氧气结合，从而产生更多的氧合肌红蛋白覆盖在肉品表面，这些氧合肌红蛋白呈鲜红色，肉制品就会表现出红色。但是在含氧量较高的环境中会加剧肉品蛋白质的氧化，因此控制肉制品包装中的含氧量对于其持水性、嫩度和色泽都非常关键。因此，在实际生产中还需要合理地调控包装中的氧气含量，以免使肉制品的色泽变暗。

2.4 肉制品所含营养价值的变化

人体的生长发育需要蛋白质，肉制品中富含蛋白质，因此是人们生活中比较重要的物质。蛋白质进入人体后不能直接被人体吸收，需要经过一系列加工，产生的各种氨基酸和小分子才可以进入细胞发挥作用。蛋白质在人体消化系统中蛋白水解酶的作用下发生水解，进而发挥出其营养价值。肉制品的营养价值主要是通过蛋白质的可消化性表现出来的，蛋白质的可消化性越好则肉制品的营养价值就越高。经研究表明，蛋白质的可消化性也会受到蛋白质氧化的影响，并会随着蛋白质氧化程度的增加呈现出先增加后减少的趋势。这是因为蛋白质的氧化会造成蛋白质聚合而不容易被蛋白水解酶水解以及某些必需氨基酸发生不可逆性的氧化修饰，使得氨基酸在人体中的消化性降低。轻度的蛋白质氧化对于其消化性是有利的，可以使蛋白质的结构发生伸展，暴露出更多的消化酶的酶切位点，从而使得蛋白质更加容易被消化。但是蛋白质的氧化程度过大就会导致蛋白质交联、变形甚至发生沉淀，形成致密的结构，使蛋白酶对应的酶切位点暴露较少，最终导致蛋白质的消化性大幅度下降，造成肉制品的营养价值下降。

3 抑制肉制品蛋白质氧化的途径

了解蛋白质氧化机制及其对肉制品产生的影响，可以促使让人们使用正确的方法来抑制蛋白质的氧化。以下将介绍两种抑制肉制品蛋白质氧化的途径。

3.1 肉制品加工途径

肉制品往往需要再次加工制成肉制品，肉品加工需要经过绞碎、加热、碾压、烟熏、锤击以及发酵等工序，这些加工过程都有可能引起肉制品蛋白质的氧化，因此有效地控制加工措施是减缓蛋白质氧化速率的主要因素。日常生活中，人们借助不同的热加工方式对肉制品进行处理，其对肉制品中蛋白质发生氧化的影响程度也会不同。例如，对羊肉制品进行处理时，应使用蒸制或煮制的处理方式。经研究，通过这两种热加工方式处理的羊肉制品中的蛋白质氧化程度极低，且羊肉制品的色泽良好，口感较佳。此外，当中心加热点的温度为70 ℃时，羊肉制品的口感最佳，能够保留较高的营养价值且最容易被人体吸收。另外，在肉制品加工及储藏过程中，添加适量的抗氧化剂也是抑制蛋白氧化的一个重要策略，且其具有操作简单、成本低的优点。经常使用的抗氧化剂有多酚类化合物和具有抗氧化活性的维生素，其中多酚类化合物主要是通过杀灭活性自由基的方式来干扰自由基的链式反应，进而应用于脂质抗氧化和蛋白质抗氧化[5]；维生素对蛋白具有较好的保护效果，例如抗坏血酸和水溶性维生素E 可以降低蛋白质中活性自由基的形成，进而延缓蛋白质的氧化速率。

3.2 包装与储藏途径

肉制品中的蛋白氧化程度还与其包装及储藏方式有一定的关系。肉制品的包装不仅可以提高肉制品的品质，还能延缓脂质和蛋白质的氧化。目前常见的包装方式主要有真空包装和气调包装。其中，气调包装是将氧气等气体充入包装内，氧气能够与肌红蛋白结合形成鲜红的氧合肌红蛋白，可以维持肉制品鲜红的外观。相关企业通常采用气调包装的措施来控制氧气的含量，以减少肉品与氧气的接触，或者是通过低温冷冻储藏的方式来延缓肉制品中的蛋白质氧化速率。目前经常使用的有真空包装，其抑制蛋白质氧化的程度要比普通含氧包装更加明显，真空包装可以显著降低脂质氧化和蛋白质氧化的速率，保持肉制品表面始终呈现紫红色，因此更适合于大块部位肉的运输和储藏。另外，低温储藏也有利于降低酶促与非酶促氧化反应的速率，这是目前鲜肉制品非常重要的储藏手段之一，但要注意不可以反复冻藏、冻融，肌肉内反复形成的冰晶会损害肌肉细胞的结构，刺激活性自由基的产生，诱发蛋白质氧化。目前，常见的贮藏方法有冷藏贮藏和冷冻贮藏，随着技术的发展，微冻贮藏和冰温贮藏受到越来越多的关注。其中，冰温贮藏作为新一代保鲜技术，是将肉制品放在0 ℃以下至冰点以上的温度环境中，在此温度下的肉制品的肌肉组织不会发生冻结，其酶的活性也会受到抑制，能够显著抑制蛋白质氧化的速率，进而使肉制品能在较长时间内保持较好的品质。因此，控制低温储藏的温度、避免反复冻融可有效控制肉制品蛋白氧化。