琥珀酸鈉對(duì)牛肉糜色澤及高鐵肌紅蛋白含量的影響

楊紅菊，朱金媛，戴瑞彤，*

(1.中國(guó)動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，北京100107;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083)

琥珀酸(中文名稱為丁二酸)是一種二羧酸，化學(xué)式為HOOC－CH2－CH2－COOH。形成的陰離子稱為琥珀酸根離子，是三羧酸循環(huán)中的一分子，且能夠在化學(xué)反應(yīng)(琥珀酸鹽+黃素腺嘌呤二核苷酸→延胡索酸鹽+FADH2)中放出電子，該電子隨電子傳遞鏈傳遞，參與細(xì)胞中的還原作用。這個(gè)過程由琥珀酸脫氫酶(即線粒體電子傳遞鏈中的復(fù)合物Ⅱ)所催化。該酶是線粒體內(nèi)膜的結(jié)合酶，屬膜結(jié)合酶，是連接氧化磷酸化與電子傳遞的樞紐之一，可為真核細(xì)胞線粒體和多種原核細(xì)胞需氧和產(chǎn)能的呼吸鏈提供電子。肉的顏色是由肉中肌紅蛋白(Mb)的化學(xué)存在形式、含量和分布決定的。Mb本身是暗紫色，與氧結(jié)合可生成鮮紅色的氧合肌紅蛋白(MbO2)，繼續(xù)被氧化會(huì)成褐色的高鐵肌紅蛋白(MetMb)。當(dāng)肉中MetMb含量超過40%時(shí)，肉的顏色就會(huì)發(fā)生褐變。由于琥珀酸在三羧酸循環(huán)中放出電子，因此琥珀酸可能會(huì)參與 MetMb的還原，從而穩(wěn)定肉的顏色。Watts［1］在肉中加入琥珀酸后加速了MetMb的還原，解釋原因?yàn)殓晁岬募尤朐黾恿搜鯕庀乃俾?，這種厭氧環(huán)境更易于 MetMb的還原。Tang等人［2］以MbO2為測(cè)定指標(biāo)，認(rèn)為MetMb的還原是基于線粒體電子傳遞鏈的。Tretter等［3］認(rèn)為琥珀酸是脂肪氧化抑制劑，能夠防止及抑制由于線粒體的過氧化而引起的線粒體損害，從而可以保證在線粒體內(nèi)MMb的還原。因此，本實(shí)驗(yàn)研究琥珀酸鈉添加量對(duì)肉糜顏色穩(wěn)定性及MetMb含量的影響，對(duì)明確琥珀酸鈉在肉色及抑制脂肪氧化中的作用具有一定的理論意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮牛通脊 購(gòu)自北京御香苑公司;琥珀酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、三氯乙酸、硫代巴比妥酸(TBA)、鹽酸、氫氧化鈉等 均為分析純。

GL－20G－Ⅱ高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;pH211臺(tái)式酸度計(jì) HANNA instruments Inc.;WSC－S測(cè)色色差計(jì)、DK－8B電熱恒溫水槽 上海精密科學(xué)儀器有限公司;AR2140萬分之一電子天平 美國(guó)新澤西州奧豪斯儀器有限公司;DS－1型高速組織搗碎機(jī) 上海標(biāo)本模型廠;F6－10超細(xì)勻漿器 上海Fluko流體機(jī)械制造有限公司;UV－2102C型紫外可見分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉樣的處理 取宰后0～4℃經(jīng)過3d成熟的牛背最長(zhǎng)肌，除去結(jié)締組織及表皮脂肪，切成小塊，絞碎成肉泥，添加不同濃度琥珀酸鈉(對(duì)照組、4mmol/L琥珀酸鈉(s4)、6mmol/L琥珀酸鈉(s6)、8mmol/L琥珀酸鈉(s8)，對(duì)照組添加的為蒸餾水。保持每組添加的溶液體積一致，不足部分用蒸餾水補(bǔ)充，使最終肉糜中琥珀酸濃度達(dá)到2.5%(w/w)。肉糜均制成180g/個(gè)的肉餅，放入聚乙烯托盤中，保鮮膜封好。置于(4±1)℃的冰箱內(nèi)貯藏5d，在5d的貯藏期內(nèi)，每隔1d取樣。以加入琥珀酸鈉后2h的樣品作為0d樣品。

1.2.2 Mb及MetMb含量測(cè)定 取肉樣20g，加入20mL濃度為0.04mol/L，pH6.8的磷酸鈉緩沖劑，用勻漿器在室溫下以轉(zhuǎn)速10800r/min均質(zhì)25s。置均質(zhì)液于冰浴中放置1h，然后于1000×g、10～15℃下離心30min。將上清通過濾紙過濾，用同樣的緩沖液補(bǔ)足至25mL。使用分光光度計(jì)測(cè)定在 525、545、565、572nm 處的吸光率［4］。

Mb 含量(%)=(0.369R1+1.140R2－0.941R3+0.015)×100

MetMb含量(%)=(－2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100

式中，R1、R2、R3分別是吸光率比值 A572/A525、A565/A525、A545/A525。

1.2.3 肉糜的色差值 每24h取樣，將肉糜混勻后，填充于比色皿內(nèi)，壓實(shí)，抹平，保證測(cè)定表面無氣泡。應(yīng)用色差儀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 肉糜脂肪氧化程度的測(cè)定(TBARS法) 脂肪氧化程度用2－硫代巴比妥酸法。取10g肉樣絞碎，加50mL 7.5%的三氯乙酸(含0.1%EDTA)，振搖30min，雙層濾紙過濾2次。取5mL上清液加入5mL 0.02mol/L TBA溶液，100℃下水浴40min，取出冷卻1h后1600×g下離心5min，上清液中加入5mL氯仿?lián)u勻靜置分層后，取上清液分別在532、600nm處比色，記錄吸光值并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算肉樣中與TBA反應(yīng)的物質(zhì)的量(TBA Reaction Substance)［5］，以每100g肉樣中丙二醛的mg數(shù)表示。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS15.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析，采用多重比較LSD法。

2 結(jié)果與討論

2.1 肉色特征值變化

表1是不同琥珀酸鈉濃度對(duì)肉色亮度值的影響。從表1上看第2d以后對(duì)照組的亮度值顯著高于琥珀酸鈉組(p≤0.05)。而琥珀酸鈉組中，在第4d后s6組和s8組肉色亮度值顯著低于其他含琥珀酸鈉的兩組，但s4組在第5d時(shí)和對(duì)照組無差異。Tang等的研究發(fā)現(xiàn)向牛肉中添加濃度為100～200mg/100g琥珀酸鈉，肉樣的氧氣的消耗速率有所上升;將8mmol/L的琥珀酸鈉、1mg線粒體、0.15mmol/L MetMb一起在封閉體小管內(nèi)進(jìn)行孵育，反應(yīng)進(jìn)行12min后，封閉體系內(nèi)的氧氣濃度下降了95.5%［4］。本實(shí)驗(yàn)中亮度值的變化，可能是因?yàn)樘砑隅晁徕c之后，由于氧氣的消耗，使牛肉糜內(nèi)快速形成厭氧環(huán)境，厭氧環(huán)境雖然不利于MbO2生成，但是由于MetMb在這種環(huán)境中易于還原為Mb，故在兩者反應(yīng)相互作用的結(jié)果中，牛肉糜亮度值下降。s6和s8在儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)其變化不是很顯著，這和 McKenna［6］的報(bào)道一致，Mckenna 報(bào)道隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)，肉色亮度值的變化很微妙，而且其與MetMb和MbO2的含量相關(guān)系數(shù)變低。

表1 琥珀酸鈉濃度對(duì)肉色亮度值(L*)的影響Table 1 Effect of succinate sodium concentration on lightness(L*)of raw beef patties

表2是琥珀酸鈉含量對(duì)肉色紅度值和色度值的影響。從0～1d的儲(chǔ)藏時(shí)間里，各種處理組的紅度值和色度值基本保持穩(wěn)定。Ledward等［7］報(bào)道肌肉在接觸氧氣不到2h內(nèi)會(huì)迅速氧化，但是在96h內(nèi)肉品內(nèi)部會(huì)有相對(duì)較高的氧氣消耗速率，而這可以抑制肉品的完全氧化，所以本實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象是這兩種反應(yīng)共同作用的結(jié)果。從此表2可得出，琥珀酸鈉在小于6mmol/L時(shí)，濃度越大，肉色紅度值越大，對(duì)肉品色澤起到正面作用。但是琥珀酸鈉濃度到達(dá)一定值后(8mmol/L)，對(duì)肉色紅度值的影響與對(duì)照組差異不顯著。對(duì)紅度值來說，s4和s6組在0、1和5d時(shí)與對(duì)照組和高濃度組有顯著差異，3d時(shí)與其它各組差異不顯著;對(duì)色度值來說，s6組除在3d外，其它各天均與對(duì)照組和高濃度組有顯著差異。s6組肉糜在第5d時(shí)的紅度值和色度值近似于其他組在第3d的效果。s4和s6組第3d和其他組紅度值和色度值差異不顯著的原因，可能是因?yàn)槿庵羞€有NADH還原酶體系、乳酸脫氫酶體系，這些體系在宰后一定時(shí)間內(nèi)也會(huì)影響肉中MetMb的還原，從而影響肉的紅度值。s6組效果最好的原因可能是添加低濃度的琥珀酸，產(chǎn)生的電子有限;而添加高濃度的琥珀酸鈉則又會(huì)產(chǎn)生的多余的電子，這些電子直接結(jié)合氧產(chǎn)生電子漏現(xiàn)象，由電子漏產(chǎn)生的超氧自由基會(huì)促進(jìn)MetMb的生成，使其護(hù)色作用反而降低［8］。高濃度琥珀酸(8mmol/L)可能會(huì)產(chǎn)生多余的電子，直接結(jié)合氧產(chǎn)生電子漏現(xiàn)象，由電子漏產(chǎn)生的超氧自由基會(huì)促進(jìn)MetMb的生成，并進(jìn)一步破壞系統(tǒng)中的其他組成物，使其失去活力［8］。雖然實(shí)驗(yàn)中各組紅度值和色度值隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)下降的現(xiàn)象，但琥珀酸鈉會(huì)抑制紅度值下降速率，這是因?yàn)榧t度值與肌紅蛋白各種形式含量有直接相關(guān)，而隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，肌紅蛋白會(huì)被氧化，從而使紅度值下降。

表2 琥珀酸鈉濃度對(duì)肉色紅度值(a*)和色度值的影響Table 2 Effect of sodium succinate concentration on redness(a*)and chrome of raw beef patties

2.2 Mb和MetMb的相對(duì)百分含量

表3表示的是琥珀酸鈉濃度對(duì)Mb相對(duì)百分含量的影響。對(duì)照組的Mb含量隨著保存時(shí)期的延長(zhǎng)減少，而琥珀酸鈉組的Mb含量雖然有所波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。在第0d時(shí)，與對(duì)照組相比，琥珀酸鈉組(s4、s6)的Mb相對(duì)百分含量無顯著差異，但是隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，到第5d時(shí)，琥珀酸鈉組與對(duì)照組差異顯著。這說明琥珀酸鈉能夠促進(jìn)MetMb的還原，使Mb維持在一個(gè)較高水平，其中s6組效果最為顯著，這與之前肉色紅度值的結(jié)果一致。

表3 琥珀酸鈉濃度對(duì)Mb相對(duì)百分含量的影響(%)Table 3 Effect of succinate sodium concentration on relative percentage of Mb of raw beef patties(%)

表4是琥珀酸鈉濃度對(duì)MetMb相對(duì)百分含量的影響。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)，MetMb相對(duì)百分含量逐漸增加。從表中看第0d各處理組的MetMb含量差異不顯著(p≤0.05)，雖然到第3～4d時(shí)，琥珀酸添加組MetMb含量與對(duì)照組無顯著差異，第5d時(shí)琥珀酸處理組MetMb百分含量顯著低于對(duì)照組(p≤0.05)，說明琥珀酸鈉的添加降低了MetMb的含量，原因可能是琥珀酸在線粒體琥珀酸脫氫酶的作用下被氧化成延胡索酸，產(chǎn)生的電子隨電子傳遞鏈傳遞到MetMb，使其被還原。

表4 琥珀酸鈉濃度對(duì)MetMb相對(duì)百分含量的影響(%)Table 4 Effect of succinate sodium concentration on MetMb of raw beef patties(%)

2.3 不同濃度琥珀酸鈉對(duì)脂肪氧化(TBA值)的影響

表5表示的是不同濃度琥珀酸鈉對(duì)牛肉糜脂肪氧化的影響。由表5可知，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，脂肪氧化程度越來越嚴(yán)重，琥珀酸鈉組與對(duì)照組相比脂肪氧化值略有降低，但差異不顯著。高濃度琥珀酸鈉抑制脂肪氧化程度略低于低濃度琥珀酸鈉處理組，但差異不顯著。Tang［4］研究了密閉體系和開放體系下添加琥珀酸對(duì)線粒體內(nèi)高鐵肌紅蛋白還原的影響，發(fā)現(xiàn)體系內(nèi)MetMb的還原主要與體系的pH、氧氣的含量和線粒體濃度有關(guān)，添加琥珀酸鈉并沒有改變體系的TBA值。但Tretter等［3］研究認(rèn)為琥珀酸鈉能夠抑制由于線粒體脂肪氧化導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化及自由基引起的結(jié)構(gòu)損害。具體詳細(xì)作用機(jī)理有待于進(jìn)一步深入探究。

表5 琥珀酸鈉濃度對(duì)TBARS值的影響Table 5 Effect of succinate sodium concentration on TBARS value in raw beef patties

3 結(jié)論

向牛肉糜中添加不同濃度琥珀酸鈉(對(duì)照組、4、6、8mmol/L琥珀酸鈉)，經(jīng)過0～5d的貯藏，發(fā)現(xiàn)適量濃度的琥珀酸鈉對(duì)穩(wěn)定和保持肉色具有較好的作用，但是琥珀酸鈉濃度到達(dá)一定值后(8mmol/L)，對(duì)肉色紅度值的影響與對(duì)照組差異不顯著。添加4～6mmol/L的琥珀酸鈉在貯藏過程中可有效抑制MetMb蛋白的形成，對(duì)穩(wěn)定肉色有益;但琥珀酸添加對(duì)脂肪氧化程度沒有抑制作用。結(jié)果表明，琥珀酸參與了體內(nèi)MetMb的還原，而且這種還原作用主要是通過電子傳遞而不是通過抑制脂肪氧化實(shí)現(xiàn)的。

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