3種抗氧化劑對冷凍干燥牛肉抗氧化效果的比較試驗

許麗　張海英　徐藝青等

摘要[目的] 探討不同種類抗氧化劑的抗氧化能力及其保持冷凍干燥牛肉新鮮度和改善色澤的效果。[方法]用不同濃度的異抗壞血酸鈉、維生素E、茶多酚 3種抗氧化劑在牛肉冷凍干燥工藝過程中處理牛肉，測定冷凍干燥牛肉中TBA值、丙二醛（ MDA）含量、總菌數(shù)和色澤。[結(jié)果]試驗表明，單因素試驗中3種抗氧化劑均有抗氧化效果，但濃度不同其抗氧化作用差異較大；0.4 g/kg異抗壞血酸鈉單獨使用抗化效果比較明顯，增大濃度后效果沒有明顯提升，而維生素E既經(jīng)濟又有效的濃度則為40 mg/kg、茶多酚為800 mg/kg；同時經(jīng)試驗證明3種抗氧化劑復合使用時效果比單獨使用時好，最佳復合抗氧化組復合比例為異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚為0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg。[結(jié)論]研究可為延長冷凍干燥牛肉保質(zhì)期提供參考依據(jù)。

關鍵詞抗氧化劑；冷凍干燥；抗氧化；牛肉

中圖分類號S879.2文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）07-296-03

Comparison of Anti-oxidative Effects of Three Natural Anti-oxidants on Freeze-dried Beef

XU Li1，2， ZHANG Hai-ying1，2*， Xu Yi-qing1，2 et al

（1.Department of Food Sciences， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206； 2. Beijing Key Laboratrory of Agricultural Products Detection and Control of Spoilage Organisms and Pesticide Residue， Beijing 102206）

Abstract [Objective] To discuss anti-oxidative ability and functions of maintaining freshness and improving color of freeze-dried beef by different kinds of anti-oxidant.[Method] A study was conducted to determine the effects of sodium erythorbate， vitamin E and tea polyphenol supplementation on freeze-dried beef.The three natural anti-oxidants were added in process of freeze-dry with different concentration， and then the TBA value， MDA content， total number of contaminative microorganisms and color were detected.[Result] The results showed that three anti-oxidants had significant anti-oxidative effects on freeze-dried beef when they were used singly， but the function is different with different concentration in process.The best anti-oxidative effect of sodium erythorbate concentration is 0.4 g/kg， vitamin E 40 mg/kg， tea polyphenol concentration is 800 mg/kg.The anti-oxidative effect of three natural anti-oxidants compound was better than that of single anti-oxidant， and the optimal constituent was 0.3 g/kg Sodium erythorbate， 40 mg/kg vitamin E and 500 mg/kg tea polyphenol orthogonal experiment.[Conclusion] The study can provide reference basis for prolonging the shelf life of freeze-dried beef.

Key words Anti-oxidant； Freeze-dry； Anti-oxidative； Beef

牛肉含有豐富的蛋白質(zhì)，氨基酸組成比豬肉更接近人體需要，能提高機體抗病能力，對生長發(fā)育及手術(shù)后、病后調(diào)養(yǎng)的人在補充失血、修復組織等方面特別適宜[1-2]，所以牛肉成為了目前市場上方便食品中主要的配伍材料。為了減少牛肉的營養(yǎng)損失和保持較好的口感，大多生產(chǎn)企業(yè)采用冷凍干燥技術(shù)對配料袋中的牛肉進行處理。但牛肉肌間組織含有脂肪膜，膜內(nèi)含有豐富的多不飽和脂肪酸，在保存過程中，容易發(fā)生氧化變質(zhì)[3-5]。如何保持肉的營養(yǎng)品質(zhì)及其貨架期新鮮度是食品工業(yè)中迫切需要解決的課題。合成抗氧化劑如 BHA、BHT、TBHQ，對抑制肉的氧化變質(zhì)有良好作用，但由于其可能的毒性日益受到限制[6-7]。尋找具有優(yōu)良的抗氧化性能、廣譜的殺菌作用以及高度的安全性的抗氧化劑受到越來越多的重視。筆者選用異抗壞血酸鈉、維生素E、茶多酚和復合抗氧化劑（異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚按不同比例復配）作為抗氧化劑添加至冷凍干燥牛肉中，以不同濃度進行添加，通過檢測牛肉中的丙二醛（MDA）含量、過氧化值（TBA）、色澤和微生物總菌數(shù)等指標研究不同品種和濃度的抗氧化劑對冷凍干燥牛肉品質(zhì)的影響，旨在探討不同種類抗氧化劑的抗氧化能力及其保持冷凍干燥牛肉新鮮度和改善色澤的效果，達到延長冷凍干燥牛肉保質(zhì)期的目的。

1材料與方法

1.1材料及處理

供試牛肉由北京綠友食品有限公司提供，其加工工藝過程是：解凍→分選→滾揉→灌裝→蒸煮→冷卻→切丁→真空冷凍干燥（FD）。在滾揉環(huán)節(jié)分別添加不同種類的抗氧化劑，它們是異抗壞血酸鈉（濃度分別為：A，0.1 g/kg；B，0.2 g/kg；C，0.3 g/kg；D，0.4 g/kg；E，0.5 g/kg）、維生素E（濃度分別為：A，10 mg/kg；B，20 mg/kg；C，30 mg/kg；D，40 mg/kg；E，50 mg/kg）、茶多酚（濃度分別為：A，100 mg/kg；B，300 mg/kg；C，500 mg/kg；D，800 mg/kg；E，1 000 mg/kg）、復合抗氧化劑（比例分別為：A，異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶20 mg/kg∶500 mg/kg；B，異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶30 mg/kg∶500 mg/kg；C，異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg；D，異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg；E，異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.4 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg）。

1.2指標的測定

用WB-80型色差計（北京康光儀器有限公司）進行色澤的測定，在色差計L*、a*、b*色系統(tǒng)中，分別代表牛肉色澤的亮度、紅度和黃度，該試驗以a*值為衡量指標；用生物試劑盒（南京建成生物公司）進行MDA含量的測定，稱取不同處理的牛肉樣品 2.00 g，加入 18 ml 的生理鹽水，再用玻璃勻漿管將加有生理鹽水的樣品充分研碎，制備成 10%的勻漿液，再用3 000 r/min 低溫低速離心機中離心 10～15 min，取上清液嚴格按照丙二醛測定試劑盒說明書操作測定MDA；采用氧化還原滴定法-電量法[7] 進行TBA值的測定；采用平板計數(shù)法測總菌數(shù)[8]。

1.3數(shù)據(jù)分析方法每一個處理重復 3 次，即樣品數(shù)n為3，統(tǒng)計軟件使用 The Spss System for Windows 14.0（簡體中文）。

2結(jié)果與分析

2.1不同種類和濃度的抗氧化劑對冷凍干燥牛肉色澤a*值的影響

L*、a*、b*色系統(tǒng)中，a*值代表牛肉色澤紅度，肉的紅色主要決定于其中的肌紅蛋白含量和化學狀態(tài)。從圖1中可以看出，隨著濃度的增加異抗壞血酸、維生素E、茶多酚和復合抗氧化劑對牛肉色澤的保持能力都在提升，其中復合抗氧化劑的效果最好，其復合的比例在P<0.01水平下D處理和E處理差異不顯著，從生產(chǎn)成本的角度分析認為，D處理是保持冷凍干燥牛肉色澤的較好復合比例。

注：小寫字母表示1%水平上同一種類的抗氧化劑不同濃度之間的差異顯著性。

圖1不同種類抗氧化劑使用不同濃度時色澤a*值的變化

2.2不同種類和濃度的抗氧化劑對冷凍干燥牛肉過氧化值（TBA）的影響

TBA值是指動物性油脂中不飽和脂肪酸氧化分解所產(chǎn)生的衍生物如丙二醛等與TBA反應的結(jié)果，其高低表明脂肪氧化的程度。圖2是添加不同種類不同濃度抗氧化劑的冷凍干燥牛肉TBA值的變化，從圖2可以看出，復合抗氧化劑的抗氧化效果最好，其次是茶多酚、維生素E和異抗壞血酸鈉，添加不同濃度的抗氧化劑也有不同的效果，4種抗氧化劑隨著濃度的增加抗氧化效果也逐漸增強， 但濃度和配比增加到D處理和E處理時，維生素E在P<0.01水平下有顯著差異外，其他的都差異不顯著，說明D處理和E處理都可達到抑制冷凍干燥牛肉氧化的發(fā)生效果最好的目的，但從節(jié)省成本的角度考慮可選擇D處理。

注：小寫字母表示1%水平上同一種類的抗氧化劑不同濃度之間的差異顯著性。

圖2不同種類抗氧化劑使用不同濃度時TBA值的變化

2.3不同種類和濃度的抗氧化劑對冷凍干燥牛肉丙二醛含量（MDA）的影響

MDA中的醛基能攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸，引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用，并因此形成脂質(zhì)過氧化物。脂質(zhì)過氧化物作用不僅把活性氧變成活性化學劑，即非自由基性的脂類分解產(chǎn)物，而且通過鏈式或鏈式支鏈反應，放大活性氧的作用，因此測試MDA水平即可反映出脂質(zhì)過氧化的程度[9-10]。不同種類濃度應用于冷凍干燥牛肉后MDA變化情況見圖3，由圖3可見，各種抗氧化劑隨著濃度的加大冷凍干燥牛肉中的MDA含量呈下降趨，其中復合抗氧化劑與茶多酚減少MDA能力明顯強于異抗壞血酸和維生素E，由此可見，復合抗氧化劑和茶多酚能明顯降低MDA含量。

注：小寫字母表示1%水平上同一種類的抗氧化劑不同濃度之間的差異顯著性。

圖3不同種類抗氧化劑使用不同濃度時MDA含量的變化

2.4不同種類和濃度的抗氧化劑對冷凍干燥牛肉微生物總菌數(shù)的影響

微生物的繁殖是造成肉變質(zhì)的主要原因，同時也與肉的顏色變化密切相關。在有氧狀態(tài)下造成肉腐敗的主要微生物是好氧的假單胞菌，當其在對數(shù)生長期時，數(shù)量增加極快，好氧量大增，從而使肉表面局部氧分降低，促進棕褐色的高鐵肌紅蛋白形成[11-12]。該試驗中，盡管在肉樣的制備過程中盡量減少微生物的污染，但仍不能排除微生物的增殖對肉色澤的影響。因而對所選用的抗氧化劑的抑菌性能進行了測試。測試結(jié)果如圖4所示，4種抗氧化劑隨著使用濃度的增加對菌落總數(shù)的影響效果倍增，均在濃度

注：小寫字母表示1%水平上同一種類的抗氧化劑不同濃度之間的差異顯著性。

圖4不同種類抗氧化劑使用不同濃度時細菌總數(shù)的變化

達C水平后表現(xiàn)出強烈的抑菌作用，其中E水平抑菌效果最好，但茶多酚和復合抗氧化劑的抑菌效果D水平與E水平濃度沒有顯著差異。

3結(jié)論與討論

冷凍干燥肉雖然在加工過程中已經(jīng)失去了絕大部分水分，但如果在貯存、流通和銷售過程中處理不當很容易發(fā)生質(zhì)量劣變，其中非微生物引起的質(zhì)量劣變主要有氧化異味的生成和表面褐變[12]。為了抑制冷凍干燥肉的脂肪氧化和表面褐變，一般可采取2種措施：一是抑制肉中亞鐵型肌紅蛋白向MMb轉(zhuǎn)化，阻止脂肪氧化的催化劑Fe3+的產(chǎn)生；二是使用抗氧化劑對冷卻肉進行處理，通過抑制脂肪氧化來減少自由基的生成，使受自由基破壞而生成的MMb量減少。以上兩方面是相輔相成的[13-14]。研究表明，加入適量抗氧化劑可在很大程度上減輕脂類氧化，延長冷凍干燥肉的保持時間。適宜和適量的抗氧化劑可阻礙脂肪氧化的自由基鏈式反應[14-15]，從而減緩或終止脂肪氧化。該試驗選用了異抗壞血酸鈉、維生素E、茶多酚3種安全性較高的抗氧化劑，并在規(guī)定使用范圍內(nèi)選擇了不同濃度的添加量進行梯度試驗，然后比較不同種類和添加量抗氧化劑的抗氧化效果，結(jié)果顯示，添加不同種類抗氧化劑后均可顯著降低肉品氧化的發(fā)生，并且在整個貯藏期內(nèi)抑制效果基本保持穩(wěn)定。單因素試驗中3種抗氧化劑均有抗氧化效果，但濃度不同其抗氧化作用差異較大，0.4 g/kg異抗壞血酸鈉單獨使用抗氧化效果比較明顯，增大濃度后效果沒有明顯提升，而維生素E既經(jīng)濟又有效的濃度則為40 mg/kg、茶多酚為800 mg/kg；同時經(jīng)試驗證明3種抗氧化劑復合使用時效果比單獨使用時好，最佳復合抗氧化組復合比例為異抗壞血酸鈉∶維生素E∶茶多酚=0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg。并且考慮食品安全和消費者接受性等因素[6]，天然抗氧化劑茶多酚應更優(yōu)于人工合成

的抗氧化劑TBHQ和迷迭香、BHT等。所以，建議選擇茶多

酚作為肉類的抗氧化劑，為了節(jié)約成本和增強抗氧化效果可考慮復配其他的經(jīng)濟安全型抗氧化劑使用。

參考文獻

[1]

黃明.牛肉成熟機制及食用品質(zhì)研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學， 2003.

[2] 陳代文.豬肉品質(zhì)的營養(yǎng)調(diào)控研究進展[C]//第一屆中國養(yǎng)豬生產(chǎn)和疾病控制技術(shù)大會——2005 中國畜牧獸醫(yī)學會學術(shù)年會論文集， 2005.

[3] 張建龍，董鐵有，朱文學.微波冷凍干燥技術(shù)的特點及發(fā)展前景[J].食品工業(yè)科技.2002，23（12）：88-89.

[4] 付西光，董英，馬海樂.食品真空冷凍干燥研究[J].江蘇理工大學學報：自然科學版，2001，22（4）：19-23.

[5] LITCHFIELD R J，LIAPIS A L.An Adsorption-sublimation model for a freeze-dryer[J].Chemical Engineering Science，1979，34：1085-1090.

[6] 張家任，葛德坤.我國真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].食品工業(yè)科技， 2001（4）：69-71.

[7] 解祥學，孟慶翔，任麗萍，等.不同品種牛背最長肌抗氧化性能的研究[J].畜牧獸醫(yī)學報，2012（4）：534-539.

[8] 華澤釗，李云飛，劉寶林.食品冷凍冷藏原理與設備[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[9] 中華人民共和國衛(wèi)生部.中華人民共和國標準GB-T4789.2-2010食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定[S].北京：中國標準出版社，2010

.

[10] YOUNOSSI Z M，DIEHL A M，ONG J P.Nonalcoholic fatty liver disease： an agenda for clinical research[J].Hepatology， 2002， 35（4）：746-752.

[11] 昌燕，張寧寧，陳玲，等.大黃對脂質(zhì)過氧化物——丙二醛的影響[J].貴陽醫(yī)學院學報，2000，25（2）：135-136.

[12] 隋繼學，張順新，張雪，等.我國發(fā)展凍干食品的前景與對策[J].冷藏技術(shù)，1998， 84（3）：14-15.

[13] 閆佳，李躍萍，閆慶峰，等.苦茶的復合保鮮劑對冷卻肉保鮮效果的研究[J].食品研究與開發(fā)，2012（5）：184-187.

[14] TRAYLOR T G.Hemoprotein Oxygen Transportable Modelsand Mechanisms[M]//TAMELEN E E.Bioorganic Chemistry，Vol.Ⅱ.New York：Academic Press，1978.

[15] 閻紅.烹飪原料學[M].北京：旅游教育出版社，2008.

[16] 馬珍，李呂木.蘋果多酚用作肉品保鮮劑的研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2012（1）：147-151.

[17] LORENTZEN J.Freeze drying： process， equipment and product[M].A/S Atlas.Copenhagen.Denmark，1944：153-160.

[18] 張晉陸，張俊杰，吳立業(yè).食品凍干過程參數(shù)的優(yōu)化選擇[J].江蘇食品與發(fā)酵，1998（12）：14-18.