蛋白氧化對(duì)肉品品質(zhì)影響及其控制方法研究進(jìn)展

葉鳳凌,周敏之,池玉閩,賈利蓉,董 怡

(四川大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院,四川成都 610065)

蛋白質(zhì)是肉品的重要組成成分,其氧化研究越來越受到學(xué)者的關(guān)注。近年來,眾多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn),蛋白氧化可經(jīng)自由基直接引發(fā)[1],也可由其他氧化產(chǎn)物間接誘導(dǎo)產(chǎn)生[2]。蛋白氧化會(huì)對(duì)肉品中蛋白結(jié)構(gòu)[3]、凝膠性質(zhì)[4]、肉品品質(zhì)(包括持水性[5]、嫩度[6]、色澤[7]、營(yíng)養(yǎng)與可消化性[8])等帶來不同程度的影響。氧化程度不同,肉品品質(zhì)變化情況也不同,當(dāng)氧化程度不斷增加,肉品的持水性[9]、嫩度[5,10]、肉色穩(wěn)定性等下降,而蛋白可消化性[11]則呈現(xiàn)先增加后減小的變化。目前,研究表明蛋白氧化會(huì)引起羰基化[12]、蛋白裂解或交聯(lián)聚合[13]以及形成分子間二硫鍵[14]等結(jié)構(gòu)變化。為控制肉品蛋白氧化,主要通過對(duì)動(dòng)物的飼養(yǎng)方法[15]、肉的加工措施[16]以及肉制品的包裝與貯藏方法[17]等方面進(jìn)行改良。

本文對(duì)肉品中蛋白氧化的機(jī)理、蛋白氧化對(duì)肉品的影響以及肉品中蛋白氧化的控制措施等方面進(jìn)行論述,并就未來肉品蛋白氧化的探究方向進(jìn)行展望。

1 肉品中蛋白氧化的機(jī)理

蛋白氧化是指由活性自由基直接引發(fā)或由氧化副產(chǎn)物間接誘導(dǎo)發(fā)生的蛋白質(zhì)的共價(jià)修飾變化。蛋白氧化屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),包括鏈的引發(fā)、傳遞和終止三個(gè)階段,這與脂肪氧化的機(jī)理相似?；钚宰杂苫ɑ钚匝酢⒌?、醛和酮,它們通過奪取氫、供給氧、偶合及裂解等反應(yīng)方式作用于蛋白質(zhì)主肽鏈骨架或氨基酸側(cè)鏈,使之轉(zhuǎn)化成烷氧自由基,并通過偶合反應(yīng)形成蛋白質(zhì)共價(jià)交聯(lián)物,或通過α-酰胺化途徑或二酰胺途徑使得多肽鏈斷裂,實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的氧化[18-20]。所有的氨基酸側(cè)鏈均可能發(fā)生氧化修飾現(xiàn)象,不同氨基酸的氧化敏感性有差異[21]。氨基酸氧化修飾主要包括芳香族和脂肪族氨基酸側(cè)鏈的羥基化、芳香族氨基酸殘基的硝化、巰基的亞硝基化、蛋氨酸殘基的磺化、堿性氨基酸脫去氨基產(chǎn)生羰基化合物等[19]。

脂質(zhì)氧化誘導(dǎo)是蛋白氧化主要因素之一,脂質(zhì)氧化的產(chǎn)物及中間產(chǎn)物(如烷過氧自由基、烷氧自由基)能間接誘導(dǎo)蛋白質(zhì)發(fā)生氧化,且蛋白質(zhì)的氧化程度會(huì)隨著脂肪氧化程度的增加而增加[22]。脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的含醛基物質(zhì),如丙二醛、羥基壬烯酸和丙烯醛,可與蛋白質(zhì)殘基共價(jià)交聯(lián),改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能[23];脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的過氧化物和醛還可與賴氨酸殘基反應(yīng),形成吡咯衍生物[24]。

2 肉品中蛋白氧化產(chǎn)生的影響

2.1 肉品中蛋白氧化對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)變化與凝膠性質(zhì)的影響

2.1.1 蛋白結(jié)構(gòu)變化 蛋白氧化可引起多種結(jié)構(gòu)變化,常見的有羰基化、分子間二硫鍵形成以及蛋白的裂解、交聯(lián)與聚合[3]。

肌肉蛋白的羰基化主要是由于活性自由基攻擊氨基酸分子的自由氨基或亞氨基,經(jīng)一系列反應(yīng)最終生成NH3和相應(yīng)羰基衍生物。蛋白質(zhì)羰基化是不可逆轉(zhuǎn)的,因此羰基含量被廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)氧化程度的評(píng)估。羰基形成途徑可能包括堿性氨基酸側(cè)鏈氧化、α-酰胺化作用使肽骨架直接斷裂、還原糖及其氧化產(chǎn)物與氨基酸反應(yīng)、與脂質(zhì)過氧化非蛋白羰基化合物(如丙二醛)通過Michael加成結(jié)合到蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈[12]等。蛋白質(zhì)羰基化會(huì)破壞多肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致蛋白質(zhì)疏水性變化[25]。

肌原纖維蛋白是動(dòng)物肉品的主要蛋白(占肉品中總蛋白含量的50%～60%),而肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白是肌原纖維蛋白中含量最高的兩種蛋白質(zhì),它們的分子中分別含有約42與12個(gè)巰基[26],其氧化反應(yīng)將顯著影響肉品品質(zhì)。含硫氨基酸、半胱氨酸和甲硫氨酸具有較高的氧化敏感性,在蛋白氧化過程中,其巰基(SH-)極易被氧化生成二硫鍵,造成蛋白質(zhì)交聯(lián)。李學(xué)鵬等[27]研究發(fā)現(xiàn)低濃度AAPH(0.2和1 mmol/L)氧化使草魚肌原纖維蛋白的熱穩(wěn)定性增強(qiáng),這可能是由于蛋白輕度氧化時(shí)產(chǎn)生二硫鍵等作用促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子交聯(lián),提高了熱穩(wěn)定性。

蛋白質(zhì)分子發(fā)生裂解或交聯(lián)聚合變化也是常見的蛋白質(zhì)氧化的體現(xiàn)。蛋白肽鏈的裂解可通過肽鍵的水解或肽鏈的直接斷裂發(fā)生,而交聯(lián)可通過共價(jià)結(jié)合和非共價(jià)結(jié)合,既可在分子內(nèi)形成,也可分子間形成。蛋白氧化生成的羰基衍生物可以與賴氨酸的氨基反應(yīng)形成交聯(lián),巰基和酪氨酸殘基的氧化或亞硝基化可分別交聯(lián)聚合形成二硫鍵和雙酪氨酸鍵[28-29]。魏秀麗等[30]研究豬宰后肌肉中肌原纖維蛋白理化特性的變化發(fā)現(xiàn),豬宰后24～120 h,肌原纖維小片化指數(shù)升高,蛋白發(fā)生降解;在宰后168 h,蛋白質(zhì)發(fā)生高度降解的同時(shí),小分子蛋白發(fā)生了交聯(lián)與聚合。蛋白質(zhì)的聚集和交聯(lián)程度也會(huì)影響氧化肌原纖維蛋白的溶解能力、熒光強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等性質(zhì)。蛋白質(zhì)暴露在外部及包埋在內(nèi)部的氨基酸殘基經(jīng)過氧化修飾會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)折疊程度改變,蛋白質(zhì)去折疊可引起分子內(nèi)疏水基團(tuán)暴露[31],蛋白質(zhì)通過分子間疏水相互作用發(fā)生聚集,表面疏水性發(fā)生改變,導(dǎo)致溶解度下降[30]。高強(qiáng)度的氧化作用會(huì)導(dǎo)致肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)被破壞,使蛋白發(fā)生去折疊反應(yīng),從而引起肌原纖維蛋白熱穩(wěn)定性的下降[27]。蛋白氧化還可能通過消耗熒光性氨基酸,或者因其結(jié)構(gòu)改變將熒光性氨基酸包埋,使得蛋白內(nèi)源性熒光強(qiáng)度下降[32]。

酪氨酸屬于氧化敏感型氨基酸,易受活性氧自由基氧化攻擊。在蛋白氧化過程中,酪氨酸會(huì)形成酪氨酸酰基,隨著活性自由基(如AAPH)含量的增加,酪氨酸自由基和酪氨酸殘基含量增加,這些酪氨酸自由基和酪氨酸殘基相互結(jié)合生成二聚酪氨酸,導(dǎo)致二聚酪氨酸含量逐漸增加[33]。

2.1.2 蛋白凝膠性質(zhì)變化

2.1.2.1 蛋白凝膠性質(zhì) 肌肉蛋白的凝膠性質(zhì)是肉與肉制品的加工過程中最重要的功能特性之一[34]。肌肉蛋白凝膠的微細(xì)結(jié)構(gòu)與肉制品的切片性、質(zhì)構(gòu)、保水性和外觀等密切相關(guān)[35]。肌原纖維蛋白能夠形成熱誘導(dǎo)凝膠,從而賦予肉類制品特殊的質(zhì)地和口感[36]。蛋白質(zhì)分子伸展及交聯(lián)的相對(duì)速率決定了凝膠特性的好壞,當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)伸展速率高于交聯(lián)速率時(shí),蛋白質(zhì)分子得以充分伸展,從而彼此相互作用形成有序的凝膠結(jié)構(gòu);反之則形成粗糙的凝膠網(wǎng)絡(luò)[37-38]。肌原纖維蛋白的非共價(jià)鍵在加熱升溫的過程中發(fā)生斷裂,疏水基團(tuán)等反應(yīng)基團(tuán)逐漸暴露,強(qiáng)化蛋白質(zhì)分子之間的相互作用,蛋白質(zhì)受熱變性展開并相互交聯(lián)聚合,形成較大的蛋白凝膠體[39]。

近年來,關(guān)于影響肌原纖維蛋白凝膠特性的因素的研究多集中在肉的種類[39-41]、加工條件(例如溫度[42]、pH[43]、壓強(qiáng)[44])、添加抗氧化劑[45-47]等方面。宋萃[39]、李學(xué)鵬等[40]、曹云剛等[41]分別對(duì)兔肉、魚肉、豬肉的加熱條件、羥基自由基氧化、蛋白質(zhì)氧化程度對(duì)肌原纖維蛋白凝膠性質(zhì)的影響進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)兔肉蛋白凝膠的硬度、持水性和凝膠白度均呈現(xiàn)出隨著起始加熱溫度的升高而顯著下降的趨勢(shì),草魚肌原纖維蛋白經(jīng)過羥基自由基氧化處理后其凝膠強(qiáng)度和持水性均呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì),而豬肉肌原纖維蛋白隨著蛋白氧化程度的增加,其凝膠的蒸煮損失上升,凝膠強(qiáng)度下降,但凝膠白度無明顯變化。而加工條件的不同也會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白凝膠特性產(chǎn)生影響,如周心雅等[43]發(fā)現(xiàn)隨著pH不斷減小,肌原纖維蛋白凝膠硬度不斷增大,凝膠保水性不斷下降,而凝膠白度不斷增大;潘麗華等[42]和劉旺等[44]發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱溫度高于50 ℃或壓力升高至200 MPa時(shí),可顯著提高亞麻籽膠與肌原纖維蛋白凝膠復(fù)合體系的凝膠保水性。賈娜等[45]、魯小川等[46]、胡熠等[47]分別向不同肉類的肌原纖維蛋白氧化體系中添加適當(dāng)濃度的蘆丁、鼠尾草提取物、沒食子酸,發(fā)現(xiàn)三者均可作為天然抗氧化劑以抑制蛋白質(zhì)氧化,改善其凝膠特性。

2.1.2.2 氧化對(duì)蛋白凝膠性質(zhì)的影響 而關(guān)于肌原纖維蛋白氧化后凝膠性質(zhì)的研究主要集中在肌原纖維蛋白凝膠的質(zhì)構(gòu)特性、白度、持水性等方面。趙冰等[48]研究發(fā)現(xiàn),豬肉中提取的肌原纖維蛋白,其凝膠特性隨著氧化程度的增加而發(fā)生規(guī)律性的變化,蛋白凝膠強(qiáng)度、凝膠持水性、儲(chǔ)能模量和損失模量均隨著H2O2濃度的升高而降低,表面疏水性升高。氧化后的蛋白質(zhì)凝膠結(jié)構(gòu)松散,無法與水形成致密穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),進(jìn)而降低了蛋白質(zhì)的凝膠強(qiáng)度[37,48]。Li等[49]研究發(fā)現(xiàn),隨著H2O2濃度的增加,豬肉肌原纖維蛋白的變性程度增加,其凝膠白度也顯著降低,這可能是由蛋白質(zhì)的非酶褐變或肌紅蛋白變性引起的。Nyaisaba等[50]與Xia等[51]獲得的研究結(jié)果相似,發(fā)現(xiàn)隨著H2O2濃度的增加,氧化魷魚肌原纖維蛋白的持水能力下降,這可能是由于肌原纖維蛋白嚴(yán)重解聚,α-螺旋展開,疏水基團(tuán)暴露所導(dǎo)致的。

不同的氧化程度對(duì)蛋白凝膠性質(zhì)的影響不同。適度氧化能夠改變肌球蛋白的聚集方式從而改善肌原纖維蛋白凝膠特性[52],如輕度蛋白質(zhì)氧化可以增加凝膠硬度[53],由羥基自由基誘導(dǎo)的鳙肌原纖維蛋白的適度氧化導(dǎo)致形成彈性凝膠網(wǎng)絡(luò),可以提高蛋白質(zhì)凝膠的質(zhì)地和保水能力[54]。相反,強(qiáng)氧化水平與凝膠質(zhì)量降低有關(guān)[55-56]。大量研究顯示,高氧化性蛋白凝膠的彈性和凝聚力均較低[56]。高濃度AAPH引起的肌球蛋白降解會(huì)導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成較差,凝膠基質(zhì)彈性較低,保水能力較差[56]。凝膠強(qiáng)度會(huì)隨著蛋白質(zhì)氧化程度的增加而改變,其原因可能與變性造成的蛋白質(zhì)去折疊有關(guān),α-螺旋和β-折疊部分遭到破壞,蛋白質(zhì)由穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)向不穩(wěn)定轉(zhuǎn)變[48]。馮美琴等[57]發(fā)現(xiàn)形成肌原纖維蛋白凝膠體系的關(guān)鍵在于二硫鍵和非二硫共價(jià)鍵的貢獻(xiàn),而離子鍵與氫鍵不是維持凝膠穩(wěn)定構(gòu)象的主要化學(xué)作用力。隨著氧化程度的加深,羰基含量上升,蛋白之間主要支撐凝膠強(qiáng)度的二硫鍵遭到破壞、數(shù)量大幅下降,肌肉微觀結(jié)構(gòu)被破壞,肌原纖維出現(xiàn)小片化,使得凝膠強(qiáng)度降低[58]。

肌肉蛋白凝膠形成能力是維持肉制品質(zhì)構(gòu)、口感等感官品質(zhì)的基礎(chǔ),氧化引起蛋白構(gòu)象及分子間交聯(lián)等變化會(huì)對(duì)肌原纖維蛋白的熱凝膠特性產(chǎn)生重要影響。因此,在凝膠類肉制品如香腸、壓制火腿等的生產(chǎn)過程中應(yīng)重視肌原纖維蛋白的氧化程度,有利于控制并提升肉品品質(zhì)。

2.2 肉品中蛋白氧化對(duì)肉品品質(zhì)的影響

蛋白氧化不僅會(huì)影響肉類蛋白質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),還會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的一些功能特性和質(zhì)構(gòu)特征發(fā)生變化,影響肉品持水性、嫩度、色澤、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等食用品質(zhì),進(jìn)而對(duì)于肉類的加工和消費(fèi)造成一定影響。

2.2.1 持水性變化 肌肉中含有約75%的水分,肉的持水性是評(píng)價(jià)肉品品質(zhì)的一個(gè)重要因素。肉品持水性低則會(huì)導(dǎo)致其中的營(yíng)養(yǎng)成分,如游離氨基酸、核苷酸等流失,降低肉品營(yíng)養(yǎng)性[59-60]。蛋白氧化是影響肉持水力的一大因素,大量研究證明,未氧化的蛋白較氧化后的蛋白具有更強(qiáng)的持水性。李俠等[61]指出,隨著豬肉貯藏時(shí)間增加,肌原纖維蛋白的氧化程度加劇,肌原纖維蛋白肽鏈骨架出現(xiàn)不同程度的斷裂,肌肉纖維束間隙增大,結(jié)構(gòu)疏松,不易流動(dòng)水逐漸轉(zhuǎn)化為自由水,肉的持水性下降。反復(fù)凍融處理會(huì)加速肉蛋白氧化,使肌纖維發(fā)生橫向收縮,肌細(xì)胞間距增加形成水通道,提高水分在肌肉組織內(nèi)的擴(kuò)散,使持水性短暫增加[62],但同時(shí)水分易被外力排出造成滴水損失或蒸煮損失。在相同的貯藏時(shí)間下,低溫凍藏(-18 ℃)肉中蛋白氧化程度較輕,羰基含量顯著低于較高溫度凍藏(-12 ℃)肉,且持水性在45 d內(nèi)無較大變化,顯著高于同時(shí)期較高溫度(-12 ℃)凍藏肉的持水性,可見低溫凍藏能夠延緩蛋白氧化,更好地保持肉蛋白的持水性[63]。

2.2.2 嫩度變化 蛋白自身的氧化和相關(guān)酶類的作用都會(huì)引起肌原纖維蛋白的降解、交聯(lián)或聚集,從而對(duì)肉品嫩度產(chǎn)生負(fù)面影響。剪切法是常用的嫩度評(píng)判方法,剪切力越小,肉的嫩度越好。姜晴晴等[64]研究反復(fù)凍融對(duì)魷魚肌原纖維蛋白及肌肉品質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著凍融次數(shù)的增加,蛋白的氧化程度增加,魷魚肉的剪切力增加,嫩度下降,且硬度、彈性、粘性、咀嚼性等降低。Kim等[65]的研究顯示,在氧氣含量大于70%的高氧氣調(diào)包裝中,氧化肌原纖維蛋白的聚集程度與羔羊腰部肉剪切力的提高呈正相關(guān)。肉品經(jīng)氧化后剪切力變大,嫩度下降,由氧化肉制成的產(chǎn)品容易產(chǎn)生干、柴等不良口感,產(chǎn)品品質(zhì)較差。

2.2.3 色澤變化 肉色主要由肌紅蛋白的絕對(duì)含量及其三種不同形式(氧合肌紅蛋白、肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白)的相對(duì)含量決定[66]。

目前關(guān)于蛋白氧化對(duì)肉品儲(chǔ)藏過程中色澤的影響研究較多的是生鮮肉的氣調(diào)包裝。應(yīng)麗莎等[17]研究高氧氣調(diào)包裝對(duì)生鮮豬肉的護(hù)色效果,發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝(80% O2,20% CO2)可以較好地維持肉品的紅色,可能是因?yàn)樵诟哐醐h(huán)境中肌紅蛋白與O2結(jié)合充分,在肉品表面形成更多的氧合肌紅蛋白(氧合肌紅蛋白呈鮮紅色[67]),從而極大提高肉品a*值,但高氧環(huán)境同時(shí)會(huì)加速肉品氧化,對(duì)肉品的嫩度和持水性造成不良影響。氧氣含量為70%～80%的高氧氣調(diào)包裝有利于肉色保持穩(wěn)定,在國(guó)外市場(chǎng)中已得到廣泛應(yīng)用,但在實(shí)際生產(chǎn)中需合理控制包裝中的氧水平在該限度內(nèi),以免引起脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化,降低肉色穩(wěn)定性[7]。

2.2.4 營(yíng)養(yǎng)與可消化性變化 蛋白質(zhì)被攝入人體會(huì)被消化系統(tǒng)中的蛋白酶水解成可以被消化吸收的氨基酸或者小分子肽,蛋白的可消化性是衡量其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值關(guān)鍵指標(biāo)。蛋白氧化會(huì)造成蛋白質(zhì)的聚合和一些必需氨基酸不可逆的氧化修飾,形成羰基基團(tuán)及其他衍生物,使氨基酸在人體中的消化性和利用率發(fā)生改變[68]。Sante-Thoutellier等[11]研究發(fā)現(xiàn)蛋白的可消化性隨蛋白氧化的程度增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。氧化程度過大會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)交聯(lián)、變性和沉淀,形成致密結(jié)構(gòu),掩埋蛋白酶對(duì)應(yīng)的酶切位點(diǎn),最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)消化性降低,造成肉品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降;而輕度的氧化可使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)伸展,消化酶的酶切位點(diǎn)暴露增加,從而使蛋白質(zhì)更易被消化[69-70]。

3 肉品中蛋白氧化的控制措施

隨著對(duì)蛋白氧化的機(jī)理與蛋白氧化對(duì)肉品品質(zhì)的影響了解越來越深入,更多學(xué)者參與對(duì)肉品蛋白氧化控制措施的探討及研究,主要包括動(dòng)物飼養(yǎng)、肉品加工以及包裝與貯藏三種措施。

3.1 動(dòng)物飼養(yǎng)措施

通過改變飼料日糧成分或喂養(yǎng)方式等飼養(yǎng)措施可以降低動(dòng)物體內(nèi)脂肪含量、改變脂肪酸組分比例,削弱宰后肉品經(jīng)由脂肪氧化引起蛋白氧化的程度,還可以通過在飼料中添加抗氧化物來提高宰后肉品本身的抗氧化能力[71]。

3.1.1 飼料日糧 改變畜禽動(dòng)物的飼料日糧成分,可以有效改變其宰殺后肉的抗氧化能力。張相倫[72]在肉雞的日糧中分別添加氧化大豆蛋白和VE發(fā)現(xiàn):肉雞在日糧中長(zhǎng)久攝食氧化蛋白會(huì)降低其胸肌肉的品質(zhì)及抗氧化能力,導(dǎo)致氧化產(chǎn)物積累;而在肉雞的日糧中添加VE有助強(qiáng)化抗氧化酶活性及相關(guān)基因表達(dá),提高機(jī)體內(nèi)生育酚含量,減緩蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化。Cao等[15]在斷奶仔豬的飼料中添加硒代蛋氨酸,研究發(fā)現(xiàn)飼喂添加0.1～0.3 mg/kg硒代蛋氨酸飼料的仔豬血清、肝臟和肌肉的抗氧化能力最佳。

3.1.2 喂養(yǎng)方式 控制畜禽喂養(yǎng)方式也是控制其肉品蛋白氧化的措施之一。王柏輝等[73]研究喂養(yǎng)方式對(duì)蘇尼特羊的脂質(zhì)氧化性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),與舍飼組相比,放牧組羊的肌肉中脂肪含量顯著降低,而多不飽和脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著提高,這與牧草中多不飽和脂肪酸含量較高有關(guān),放牧組羊肉具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;貯藏3個(gè)月后,放牧組羊肉中硫代巴比妥酸值顯著低于舍飼組,由此可知放牧組羊肉本身具有較高的抗氧化性能。鄭云峰等[74]探討不同飼養(yǎng)方式對(duì)肉雞胴體品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)相較于籠養(yǎng),平養(yǎng)和散養(yǎng)的飼養(yǎng)方式能降低雞體內(nèi)的脂肪含量,降低宰后胴體中脂肪氧化對(duì)蛋白氧化的影響程度,延緩雞肉氧化,有效提升肉品品質(zhì)。

3.2 肉品加工措施

肉品加工常常會(huì)經(jīng)過絞碎、碾壓、錘擊、加熱、發(fā)酵、煙熏、輻照等工序,這些操作都可能引起蛋白質(zhì)的氧化,因此控制加工措施是延緩肉品氧化的關(guān)鍵因素。在肉品中添加抗氧化劑是抑制蛋白氧化及其對(duì)肉品不良影響的一個(gè)重要策略,一些具有優(yōu)越抗氧化性的天然的生物酚類常被用來控制肉品的蛋白氧化。

3.2.1 添加抗氧化劑 添加抗氧化劑是肉品加工及貯藏過程中一種易于操作、成本低廉且能有效延緩蛋白氧化的手段,使用的抗氧化劑常為多酚類化合物,具有抗氧化活性的維生素和鹽類也被應(yīng)用于肉品抗氧化。

3.2.1.1 多酚類化合物 多酚類化合物主要通過猝滅自由基的方式干擾自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),或通過螯合金屬離子的作用阻礙金屬離子與油脂和過氧化物的反應(yīng),因而可用于脂質(zhì)抗氧化和蛋白質(zhì)抗氧化。賈娜等[16]研究發(fā)現(xiàn)添加0.1 g/kg蘆丁能有效抑制豬肉糜的脂肪氧化和蛋白氧化。張慧蕓等[75]發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的鞣酸、0.25%的沒食子酸以及0.02%的丁羥基茴香醚均具有顯著抑制肌原纖維蛋白羰基和二聚酪氨酸含量增加的效果,有助提高肌原纖維蛋白的最大熱變性溫度和凝膠保水性。Haak等[76]研究發(fā)現(xiàn),在提高豬肉餅蛋白氧化穩(wěn)定性的作用方面,生育酚和抗壞血酸棕櫚酸酯顯著優(yōu)于迷迭香提取物、綠茶提取物和抗壞血酸。

3.2.1.2 維生素 一些維生素也具有抗氧化活性,因而也被用于抗氧化研究。劉建壘等[77]研究發(fā)現(xiàn)VC、VB6、VB2、VB12量分別為8 mmol/L(0.28 g/g酪蛋白)、2 mmol/L(0.082 g/g酪蛋白)、0.3 mmol/L(0.023 g/g酪蛋白)、0.6 mmol/L(0.162 g/g酪蛋白)時(shí),對(duì)蛋白具有較好的保護(hù)效果。抗壞血酸和水溶性VE可以降低蛋白質(zhì)內(nèi)自由基的形成,延緩蛋白氧化[78]。在雞肉中較高水平的VA和VE可使硫代巴比妥酸活性物質(zhì)和羰基化合物含量降低,巰基含量升高,有效減輕蛋白氧化程度[79]。

3.2.1.3 亞硝酸鹽及磷酸鹽 在腌肉制品中常用的亞硝酸鹽除了具有發(fā)色、抑菌、改善肉制品質(zhì)地與風(fēng)味之外,還具有抗氧化性[80]。李晨伊[81]研究添加亞硝酸鈉對(duì)火腿中肌原纖維蛋白氧化的影響,發(fā)現(xiàn)亞硝酸鈉能夠抑制羰基和二聚酪氨酸的形成。磷酸鹽能夠增強(qiáng)肉制品的持水力,還具有螯合金屬陽(yáng)離子、減緩氧化反應(yīng)、護(hù)色等作用[82-83]。陸玉芹[84]在研究磷酸鹽處理對(duì)冷凍魚片中蛋白質(zhì)氧化的影響中發(fā)現(xiàn),焦磷酸鈉處理可抑制蛋白質(zhì)中羰基含量、二硫鍵含量升高,有效抑制蛋白氧化,維持魚片的較好品質(zhì)。

3.2.1.4 多種抗氧化劑復(fù)配 多種抗氧化劑復(fù)配使用對(duì)蛋白氧化的影響不同,有些抗氧化劑復(fù)配能夠提高肉品抗氧化性,同時(shí)改善肉品品質(zhì),而有些抗氧化劑復(fù)配對(duì)蛋白質(zhì)氧化抑制作用較差。曹云剛[85]發(fā)現(xiàn)甘草提取物與磷酸鹽復(fù)配對(duì)提高機(jī)械去骨火雞肉餅質(zhì)構(gòu)及氧化穩(wěn)定性具有協(xié)同增效作用,且能降低肉餅蒸煮損失。朱原等[86]發(fā)現(xiàn)將多酚和VE聯(lián)合使用可以有效提高雞肉的肉質(zhì),提高持水力。而Berardo等[87]研究發(fā)現(xiàn)亞硝酸鈉和抗壞血酸鈉的混合使用可以抑制干腌香腸中脂質(zhì)氧化,但會(huì)引起蛋白質(zhì)中羰基含量增加。

3.2.2 其他加工措施 在肉品加工過程中,許多加工過程都會(huì)影響蛋白氧化速率,肉品升溫、引入氧化誘導(dǎo)因子、切面增多引起暴露的氧化反應(yīng)位點(diǎn)增多、輻照[88]等情況都可能加速蛋白質(zhì)的氧化速率。解凍過程會(huì)導(dǎo)致部分蛋白降解,從而導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)復(fù)雜化即分子間形成二硫鍵、羰基化以及肽主鏈斷裂等[89]。不同的解凍方式對(duì)肉品蛋白質(zhì)氧化程度有影響,李銀等[90]研究發(fā)現(xiàn)低溫高濕變溫解凍可降低蛋白氧化程度;Jia等[91]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),高壓靜電場(chǎng)解凍相較于空氣解凍和水解凍,能減緩冷凍豬肉蛋白氧化,保持肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的完整性。而多次的凍融循環(huán)會(huì)使蛋白降解程度增大[92],章蔚等[93]研究發(fā)現(xiàn)減少反復(fù)凍融的次數(shù)及用NaHCO3浸泡,魚肉的脂肪和蛋白質(zhì)氧化程度均有減小,且后者的降低效果更加明顯;張龍騰等[94]發(fā)現(xiàn)在魚糜中添加魚糜副產(chǎn)品酶解物可有效減緩反復(fù)凍融后魚糜的蛋白氧化情況?？梢?控制凍融循環(huán)次數(shù)以及選擇合理的解凍方式來抑制蛋白質(zhì)氧化是減緩蛋白降解程度的關(guān)鍵[89]。郭兆斌等[95]發(fā)現(xiàn)在牦牛肉加工中隨風(fēng)干時(shí)間的延長(zhǎng),蛋白氧化程度增加,可見縮短肉品在空氣中的暴露時(shí)間可減小其蛋白質(zhì)氧化程度。因此降低肉品保存溫度、減少與氧接觸等方法也可減緩肉品蛋白的氧化。

3.3 包裝與貯藏措施

肉品中的蛋白氧化情況還與其包裝及貯藏方式有一定關(guān)系,通常采用氣調(diào)包裝措施控制氧氣濃度以減少肉品與氧的接觸,或通過冷凍貯藏等方式延緩肉品氧化。

3.3.1 包裝措施 包裝方式對(duì)蛋白氧化有重要影響,常通過氣調(diào)包裝來控制肉品蛋白氧化。Jongberg等[96]研究發(fā)現(xiàn),高氧氣調(diào)包裝(70% O2,30% CO2)的牛肉餅相較于無氧包裝(70% N2,30% CO2)的牛肉餅,肌球蛋白重鏈交聯(lián)和二硫鍵含量在儲(chǔ)存期間均明顯增加,脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化加速。李思寧等[97]研究了普通包裝和真空包裝方式下牦牛肉的肌漿蛋白氧化特性,發(fā)現(xiàn)兩種包裝方式的牦牛肉均發(fā)生了氧化,但真空包裝抑制肌漿蛋白氧化的程度比普通含氧包裝更明顯。

3.3.2 貯藏措施 低溫有利于降低酶促與非酶促氧化反應(yīng)的速率,是鮮肉制品非常重要的保藏手段之一。但冷鮮肉在市場(chǎng)流通過程中若反復(fù)經(jīng)歷凍融,肌肉內(nèi)反復(fù)形成的冰晶會(huì)損害肌肉細(xì)胞結(jié)構(gòu),刺激活性自由基產(chǎn)生,誘導(dǎo)蛋白質(zhì)氧化。蘭洋[98]將微凍保鮮技術(shù)運(yùn)用到兔肉保藏中,研究發(fā)現(xiàn)與冷藏(4 ℃)相比,微凍(-2.5和-4 ℃)貯藏能夠顯著降低蛋白質(zhì)總巰基與游離巰基含量,有效保持蛋白質(zhì)熱誘導(dǎo)凝膠的硬度和保水性,抑制蛋白質(zhì)降解并延緩蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變化。沈妮[99]研究發(fā)現(xiàn)液氮速凍可以有效降低帶魚肌原纖維蛋白的氧化速度,若使用液氮預(yù)凍效果更佳。李婉竹[100]對(duì)牦牛肉分別進(jìn)行0～7次凍融研究發(fā)現(xiàn),肌肉中蛋白質(zhì)氧化程度隨著凍融次數(shù)的增加而加強(qiáng),蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著改變,肌肉組織結(jié)構(gòu)遭到明顯破壞,肉品中水分和粗蛋白、礦質(zhì)元素、氨基酸含量顯著性下降。因此,控制貯藏溫度、避免冷鏈中斷對(duì)控制肉品蛋白氧化有重要影響。

4 展望

本文論述了蛋白氧化機(jī)理、氧化對(duì)蛋白的影響、蛋白氧化的控制措施等內(nèi)容,雖然目前關(guān)于肉品的蛋白氧化的研究越來越多,但仍有相關(guān)研究需要繼續(xù)進(jìn)行。首先,復(fù)雜體系中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的具體條件和影響因素還不夠清晰,對(duì)肉品及蛋白類產(chǎn)品加工、運(yùn)輸及儲(chǔ)藏過程中氧化情況的檢測(cè)方法還不夠準(zhǔn)確,關(guān)于此仍需進(jìn)一步展開研究。其次,肉品加工方式和手段豐富多樣,針對(duì)不同加工階段及加工方式對(duì)肉品中蛋白質(zhì)氧化的影響因素及其機(jī)理的研究尚少,與實(shí)際生產(chǎn)過程中蛋白質(zhì)氧化的控制仍未有良好的銜接,對(duì)于肉品實(shí)際加工過程中蛋白氧化的控制還需要更全面的研究。此外,由于一定程度的蛋白氧化對(duì)肉品品質(zhì)具有一定積極作用,因此利用蛋白適度氧化以促進(jìn)其性質(zhì)改變的特性,開發(fā)具有獨(dú)特質(zhì)構(gòu)特性的肉制品值得進(jìn)一步研究,從而為肉品工業(yè)的發(fā)展提供新的方向。