天然抗氧化劑對不同熱加工方式牛肉制品脂肪氧化的影響

摘 要：油脂的營養(yǎng)價值取決于其脂肪酸組成，有氧條件下的熱加工過程會加速油脂氧化，改變其脂肪酸組成，進(jìn)而降低油脂的營養(yǎng)價值。本研究以脂肪氧化及脂肪酸組成和含量的變化為指標(biāo)，選取茶多酚（tea polyphenol，TP）、

甘草抗氧化物（antioxidant of glycyrrhiza，AOG）、迷迭香提取物（rosemary extract，RE）、竹葉抗氧化物（antioxidant of bamboo leaves，AOB）和植酸鈉（sodium phytate，SP）5 種天然抗氧化劑，研究其對不同熱加工方式（溫度）牛肉熟制品的油脂氧化的影響，運用氣相色譜-質(zhì)譜法分析樣品的脂肪酸組成變化。結(jié)果表明：各熱加工條件下，添加天然抗氧化劑的牛肉制品加工過程中的脂肪氧化均有不同程度地降低，但同一熱加工條件下，不同天然抗氧化物的抗氧化作用存在顯著差異（P<0.05）；80、100 ℃熱加工條件下，TP的抗氧化效果最好，牛肉制品的脂肪酸總含量、不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量均最高；而150 ℃熱加工條件下，AOB和RE的抗氧化效果最為突出。

關(guān)鍵詞：牛肉制品；天然抗氧化劑；脂肪氧化；脂肪酸

Abstract： The nutritional value of lipids depends on their fatty acid composition. Under aerobic conditions， thermal processing will accelerate lipid oxidation and change its fatty acid composition thereby reducing its nutritional value. This study aimed to analyze the effect of different natural antioxidants including tea polyphenol （TP）， antioxidants of glycyrrhiza （AOG）， rosemary extract （RE）， antioxidant of bamboo leaves （AOB） and sodium phytate （SP） on lipid oxidation in beef products with different thermal processing （at 80， 100， 121 and 150 ℃）. Lipid oxidation was evaluated by determining changes in fatty acid composition using gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. The results indicated that all natural antioxidants had different inhibitory effects on lipid oxidation in various beef products. There was a significant difference （P < 0.05） in efficacy among various natural antioxidants under the same thermal processing conditions. TP was the most effective for beef products processed at 80 and 100 ℃， resulting in maximum contents of total fatty acids， total unsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids， whereas AOB and RE were the most effective for beef products processed at 150 ℃.

Key words： beef products； natural antioxidants； lipid oxidation； fatty acids

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201712004

中圖分類號：TS251.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）12-0017-06

引文格式：

劉夢， 史智佳， 貢慧， 等. 天然抗氧化劑對不同熱加工方式牛肉制品脂肪氧化的影響[J]. 肉類研究， 2017， 31（12）： 17-22. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201712004. http：//www.rlyj.pub

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牛肉熟制品廣受消費者喜愛，目前常見的牛肉熟制品主要有牛肉火腿、牛肉香腸、醬鹵牛肉制品和烤牛肉等。不同牛肉熟制品的熱加工方式和溫度有所不同，常用的熱加工方式包括煙熏、蒸煮（溫度約80 ℃，如煙熏牛肉火腿等）、醬鹵煮制（溫度約100 ℃，如醬鹵牛肉制品等）、高溫滅菌（溫度121 ℃，如牛肉罐頭等）及煎、烤、炸（溫度約150 ℃，如煎牛排等）。在牛肉制品加工過程中，因受到加熱、氧氣等的影響，牛肉中的油脂會發(fā)生氧化作用，影響牛肉制品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值[1]。endprint

天然抗氧化劑是存在于水果及蔬菜中的抗氧化劑，相比于人工合成抗氧化劑，天然抗氧化劑更加綠色、安全。目前，GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[2]中規(guī)定的可用于熟肉制品的天然抗氧化劑包括茶多酚（tea polyphenol，TP）、甘草抗氧化物（antioxidant of glycyrrhiza，AOG）、迷迭香提取物（rosemary extract，RE）、竹葉抗氧化物（antioxidant of bamboo leaves，AOB）和植酸鈉（sodium phytate，SP）。近年來，已有學(xué)者對天然抗氧化物對油脂氧化的抑制作用進(jìn)行了研究。Qin Yuyue等[3]發(fā)現(xiàn)茶TP對豬肉餅的脂肪氧化有較好的抑制效果；孫衛(wèi)青[4]發(fā)現(xiàn)迷迭香對西式切片火腿的脂肪氧化有一定的抑制作用；Doolaege等[5]發(fā)現(xiàn)RE能夠抑制鵝肝醬的脂肪氧化；Jiang等[6]發(fā)現(xiàn)甘草提取物可以抑制預(yù)制豬肉餅的脂肪氧化；石亞中等[7]發(fā)現(xiàn)竹葉黃酮（AOB主要活性成分）、TP在腌肉腌制過程中有較強(qiáng)的抗氧化效果。然而，已有研究的焦點是天然抗氧化物在肉制品貯藏過程中的抗氧化作用，目的在于延長貨架期，天然抗氧化物對不同熱加工方式（溫度）肉制品的油脂氧化，特別是脂肪酸組成變化影響的研究很少。

本研究參照GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》，選取TP、AOG、RE、AOB和SP 5 種天然抗氧化劑，研究其對不同熱加工方式（溫度）牛肉熟制品的抗氧化作用，運用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法分析其對牛肉熟制品中脂肪酸組成和含量的影響，以期為熱加工過程中牛肉熟制品的營養(yǎng)保持提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉 河北福成五豐食品股份有限公司；TP（純度99%）、AOG（純度99%）、RE（純度99%）、SP（純度99%）和AOB（純度99%）（均為食品級） 河南萬隆生物有限公司。

40 種脂肪酸甲酯（C4～C24）混合標(biāo)準(zhǔn)品、三氟化硼甲醇 上海安譜實驗科技有限公司；三氯甲烷、甲醇、氯化鈉、氫氧化鈉、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Q2010型GC-MS儀 日本島津公司；UV-2800型紫外-可見分光光度計 美國尤尼柯公司；SHZ-28A型水浴恒溫振蕩器 太倉市豪誠實驗儀器制造有限公司；BSA822-CW型分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設(shè)計

將冷凍牛肉于4 ℃冷庫中緩慢解凍，至中心溫度為0～2 ℃時取出，置于室溫至完全解凍。順著牛肌纖維方向剔除表面脂肪、筋膜等，將牛肉切塊（2 cm×2 cm×2 cm）。稱取占牛肉質(zhì)量5%的水或乙醇，按照抗氧化劑最大使用量[2]，將TP、AOG溶于乙醇，AOB、RE和SP溶于水，并均勻涂抹在牛肉塊表面。

選取牛肉制品生產(chǎn)過程中的典型熱加工溫度（80、100、121、150 ℃），根據(jù)熱加工溫度的不同將樣品分為4 組，每組設(shè)置3 個重復(fù)，保證同一組中的各樣品取自同一塊牛肉，同時設(shè)置空白對照（CT）組。各組樣品編號如下：1）80 ℃組：CT-80、TP-80、AOB-80、

AOG-80、RE-80、SP-80；2）100 ℃組：CT-100、

TP-100、AOB-100、AOG-100、RE-100、SP-100；3）121 ℃組：CT-121、TP-121、AOB-121、AOG-121、RE-121、SP-121；4）150 ℃組：CT-150、TP-150、AOB-150、AOG-150、RE-150、SP-150。各組樣品的熱加工方法如表1所示。

1.3.2 硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reaction substance，TBARs）值測定

參照Marianne等[8]的方法，并略作改進(jìn)。稱取10 g牛肉樣品，切碎，加入50 mL 7.5 g/100 mL的三氯乙酸溶液（含質(zhì)量濃度為0.1 g/100 mL的乙二胺四乙酸（elhylene diamine tetraacetic acid，EDTA）），振蕩30 min；用濾紙反復(fù)過濾2 次，留取濾液；取10 mL濾液，加入10 mL 0.02 mol/L的TBA水溶液，90 ℃水浴40 min；取出冷卻至室溫，于2 000×g條件下離心5 min；取上清液，加入10 mL三氯甲烷搖勻，待分層后，取上層液體于532、600 nm波長處測定吸光度，分別記為A532 nm、A600 nm。TBARs值按照公式（1）計算。樣品均平行測定3 次。

1.3.3 脂肪酸測定

1.3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》[9]，配制脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.3.2 脂肪的提取

參照Folch等[10]的方法，準(zhǔn)確稱量5.000 0 g牛肉樣品置于均質(zhì)器中，加入25 mL三氯甲烷-甲醇溶液

（V/V=2∶1），10 000 r/min條件下均質(zhì)；用濾紙過濾1 次，留取濾液，加入約5 mL生理鹽水，振蕩搖勻；于3 000 r/min條件下離心15 min，重復(fù)離心2 次；去除上層水溶液，將下層液體移入燒瓶中，在45 ℃水浴條件下進(jìn)行真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到脂肪提取物。

1.3.3.3 脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化

參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》[9]進(jìn)行。endprint

1.3.3.4 GC-MS測定條件

GC條件：DB-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：起始柱溫40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至200 ℃，再以10 ℃/min

升至230 ℃，保持3 min；檢測器溫度260 ℃；載氣（He）純度≥99.999%，流速1.0 mL/min；不分流。

MS條件：電子轟擊（electron ionization，EI）離子源，電子能量70 eV；接口溫度260 ℃；離子源溫度280 ℃；溶劑延遲2.5 min；檢測器電壓1.2 kV；質(zhì)量掃描范圍40～600（m/z）。

1.3.3.5 脂肪酸的定性及定量方法

定性方法：通過NIST譜庫檢索，并與標(biāo)準(zhǔn)品色譜進(jìn)行比對。

定量方法：根據(jù)脂肪酸峰面積比值與質(zhì)量濃度成正比的原理，通過已知質(zhì)量濃度的外標(biāo)化合物，按照公式（2）計算各脂肪酸含量。樣品均平行測定5 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

測定結(jié)果均用±s表示。采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncans差異顯著性分析（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 天然抗氧化劑對不同熱加工溫度牛肉制品脂肪氧化的影響

油脂氧化主要分為自動氧化、光氧化和酶氧化，牛肉制品在加工過程中受到加熱、氧氣的作用，主要發(fā)生自動氧化和光氧化。油脂的自動氧化從自由基的形成開始，經(jīng)過自由基的傳遞和聚集，最終通過自由基的碰撞結(jié)合，導(dǎo)致反應(yīng)終止，生成醛、酮、酸等二次產(chǎn)物[11]，影響牛肉制品的風(fēng)味及營養(yǎng)價值。TBARs值能夠反映牛肉制品的油脂氧化程度。

由圖1～4可知，同一熱加工溫度下，各處理組牛肉制品的TBARs值均顯著低于CT組（P<0.05），說明天然抗氧化劑能夠抑制牛肉制品的脂肪氧化。

由圖1～2可知，在80、100 ℃熱加工溫度下，各處理組牛肉制品間的TBARs值均差異顯著（P<0.05），說明不同天然抗氧化劑對牛肉制品脂肪氧化的抑制效果不同。TP的抗氧化效果均最好，SP和RE的抗氧化效果最差。由圖3可知，121 ℃熱加工溫度下，各抗氧化劑對牛肉制品的抗氧化效果相當(dāng)，熱加工過程中的脂肪氧化程度較低，這可能與真空包裝的無氧環(huán)境有關(guān)。由圖4可知，150 ℃熱加工溫度下，各處理組牛肉制品間的TBARs值均差異顯著（P<0.05），也說明不同天然抗氧化劑對牛肉制品脂肪氧化的抑制效果不同。其中，AOB和RE的抗氧化效果最好，TP和SP最差。

上述結(jié)果表明，熱加工溫度較低時，TP的抗氧化性能優(yōu)于其余4 種抗氧化劑；熱加工溫度較高時，AOB和RE的抗氧化性能優(yōu)于其余3 種抗氧化劑，且顯著優(yōu)于TP；而SP在4 個熱加工溫度下均表現(xiàn)出較差的抗氧化能力。這可能是由于不同抗氧化劑的作用機(jī)理和熱穩(wěn)定性不同。

TP中的主要抗氧化活性成分為兒茶素[12]，兒茶素有較強(qiáng)的自由基清除能力。梁云等[13]認(rèn)為60 ℃條件下，TP的抗氧化能力優(yōu)于RE；王梅等[14]認(rèn)為TP在140 ℃條件下可以保持穩(wěn)定，而在140 ℃以上時TP本身氧化加重；穆同娜等[11]認(rèn)為TP中的抗氧化成分被過度氧化后會產(chǎn)生過氧化自由基副反應(yīng)，從而誘發(fā)自由基連鎖反應(yīng)，加速脂肪氧化。因此，80 ℃熱加工溫度下TP的抗氧化性能優(yōu)于RE，與圖1～2的結(jié)果相符；150 ℃熱加工溫度下TP的抗氧化性能降低，與圖4的結(jié)果相符。

Ahn[15]、王文艷[16]等認(rèn)為SP是金屬離子螯合劑，其通過與金屬離子螯合抑制金屬離子的促氧化效率，從而抑制脂肪氧化；賈炎等[17]認(rèn)為SP也表現(xiàn)出自由基清除能力，但受SP溶液pH值的影響較大，pH 2時有較強(qiáng)的自由基清除能力，而在pH 10.68時對自由基幾乎沒有清除效果，牛肉制品的pH值約為6.3[18]，因此，SP對牛肉制品的脂肪抗氧化效果較差，與本研究結(jié)果相符。

RE是自由基清除劑和單線態(tài)氧抑制劑[19]。Beltran

等[20]認(rèn)為RE對煮制的雞肉產(chǎn)品幾乎無抗氧化作用，這與圖1～2的結(jié)果相符。Monika等[21]發(fā)現(xiàn)RE對油炸牛肉餅的脂肪氧化有抑制作用；杜紀(jì)權(quán)等[22]認(rèn)為RE可以在高溫條件下保持較強(qiáng)的抗氧化性，是油炸食品中首選的抗氧化劑，這與圖4的結(jié)果相符。

AOB是從竹葉中提取出的黃酮含量較高的物質(zhì)[16]。江美都等[23]將AOB用于油炸琥珀桃仁，發(fā)現(xiàn)其抗氧化性明顯強(qiáng)于TP。鄒小琳等[24]研究焙烤、蒸制對竹葉黃酮穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)蒸制對竹葉黃酮含量的影響高于焙烤，即焙烤時AOB的抗氧化性能較高，這與圖4的結(jié)果一致。

2.2 天然抗氧化劑對不同熱加工溫度牛肉制品中脂肪酸的影響

牛肉制品加工過程中，脂肪分解形成脂肪酸，脂肪酸氧化分解產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，從而影響產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值。通過對不同熱加工溫度下牛肉制品的脂肪酸組成和含量進(jìn)行分析，以飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）、不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）、多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）及UFA/SFA為指標(biāo)，評價不同天然抗氧化劑對牛肉制品中脂肪酸的影響。

2.2.1 80 ℃組牛肉制品

由表2可知，80 ℃熱加工條件下，牛肉制品中共檢測出16 種脂肪酸，其中，CT-80、TP-80、AOG-80和SP-80中的棕櫚油酸含量、AOG-80和AOB-80中的花生四烯酸含量、CT-80、TP-80、AOG-80和AOB-80中的二十碳三烯酸含量以及TP-80、AOB-80、RE-80和SP-80中的二十碳三烯酸含量均無顯著差異；其余脂肪酸含量在各組間均有顯著差異（P<0.05）。TP-80和AOG-80中檢出14 種脂肪酸，RE-80中檢出13 種，AOB-80、SP-80和CT-80中均檢出12 種。相比于CT-80，其余5 種牛肉制品的UFA/SFA值均顯著升高（P<0.05），說明添加天然抗氧化劑可以有效抑制脂肪酸，尤其是UFA的氧化，這與陳桂平等[25]在草魚中添加TP、徐謂等[26]在兔肉中添加甘草提取物、姜蕾等[27]在薩拉米中添加RE的研究結(jié)果相似。TP-80樣品的脂肪酸總含量、SFA、UFA和PUFA含量均顯著高于其余5 種樣品（P<0.05），說明80 ℃熱加工條件下TP的抗氧化效果明顯優(yōu)于其他天然抗氧化劑，這與本研究中TBARs值的分析結(jié)果一致。endprint

2.2.2 100 ℃組牛肉制品

由表3可知，100 ℃熱加工條件下，牛肉制品中共檢測出16 種脂肪酸，且各脂肪酸含量在各組間均有顯著差異（P<0.05）。AOB-100中檢出全部16 種脂肪酸，AOG-100和RE-100中檢出15 種，TP-100、SP-100和

CT-100中檢出14 種。相比于CT-100，其余5 種牛肉制品的UFA/SFA值均顯著升高（P<0.05），說明添加天然抗氧化劑可以有效抑制脂肪酸，尤其是UFA的氧化，這與80 ℃組牛肉制品的脂肪酸分析結(jié)果相似。TP-100樣品的脂肪酸總含量、SFA、UFA和PUFA含量均顯著高于其余5 種樣品（P<0.05），說明100 ℃熱加工條件下TP的抗氧化效果明顯優(yōu)于其他天然抗氧化劑，這與本研究中TBARs值的分析結(jié)果一致。

2.2.3 121 ℃組牛肉制品

由表4可知，121 ℃熱加工條件下，牛肉制品中共檢測出16 種脂肪酸，且各脂肪酸含量在各組間均有顯著差異（P<0.05）。TP-121和AOG-121中檢出全部16 種脂肪酸，其余4 種牛肉制品中檢出15 種。添加抗氧化劑各牛肉制品中的脂肪酸總含量、SFA、UFA和PUFA含量均顯著高于CT-121（P<0.05），但5 組間含量相差不大，說明121 ℃熱加工條件下各抗氧化劑的抗氧化效果相差不大，這與本研究中TBARs值的分析結(jié)果一致。

2.2.4 150 ℃組牛肉制品

由表5可知，150 ℃熱加工條件下，牛肉制品中共檢測出15 種脂肪酸，其中AOB-150中檢出全部15 種脂肪酸，RE-150中檢出13 種，TP-150、SP-150和CT-150中檢出12 種，AOG-150中檢出11 種。RE-150和CT-150中的二十碳三烯酸含量差異不顯著（P>0.05），其余各脂肪酸含量在各組間均有顯著差異（P<0.05）；相比于CT-150，其余5 種牛肉制品的UFA/SFA值均顯著升高

（P<0.05），說明添加天然抗氧化劑可以有效抑制脂肪酸，尤其是UFA的氧化，這與表2～4的分析結(jié)果相似。AOB-150和RE-150樣品的脂肪酸總含量、SFA、UFA和PUFA含量均顯著高于其他4 種樣品（P<0.05），說明150 ℃熱加工條件下AOB和RE的抗氧化效果明顯優(yōu)于其他天然抗氧化劑，這與本研究中TBARs值的分析結(jié)果一致。

3 結(jié) 論

本研究以脂肪氧化及脂肪酸組成和含量的變化為指標(biāo)，分析不同熱加工條件下天然抗氧化劑的抗氧化特性。結(jié)果表明：各熱加工條件下，添加天然抗氧化劑的牛肉制品加工過程中的脂肪氧化均有不同程度的降低。80、100 ℃熱加工條件下，添加TP牛肉制品的脂肪氧化程度均最低，其脂肪酸總含量、UFA和PUFA含量均最高；150 ℃熱加工條件下，添加AOB和RE牛肉制品的脂肪氧化程度最低，其脂肪酸總含量、UFA和PUFA含量最高。上述結(jié)果說明TP適用于在較低熱加工溫度下的牛肉制品中發(fā)揮抗氧化作用，而AOB和RE適用于較高的熱加工溫度。本研究中所使用的天然抗氧化劑在不同熱加工條件下所表現(xiàn)出的抗氧化特性僅限于本研究中的使用量，天然抗氧化劑的不同使用量與其自身抗氧化特性的量效關(guān)系需要進(jìn)一步研究。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)牛肉制品加工工藝的不同選擇合適的天然抗氧化劑，以達(dá)到最優(yōu)的抗氧化效果。

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