L-抗壞血酸改善受壓凍融豬肉色澤的機(jī)制分析

王文雅，郜 娜，康浩迪，余 霞，王茜茜，馬 飛，2*

（1 合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 合肥 230009 2 宣州區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 皖南特色農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究與應(yīng)用中心 安徽宣城 242000）

色澤是評(píng)價(jià)肉及其制品新鮮程度的重要品質(zhì)指標(biāo)，直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買行為[1]。冷凍豬肉是肉品加工的主要原料，而凍融處理對(duì)肉品色澤有負(fù)面影響，不僅顯著降低豬肉的L*值和a*值[2]，還加速肌紅蛋白氧化，引發(fā)顏色劣變[3]，削弱了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為提高凍融豬肉制品的商業(yè)價(jià)值，肉類工業(yè)大多采用亞硝酸鹽、硝酸鹽、外源添加劑等達(dá)到護(hù)色的目的，雖然效果顯著，但是存在極大的健康風(fēng)險(xiǎn)，不利于產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。可見，探尋新型健康凍融肉及其制品的護(hù)色方法十分必要。

超高壓處理（High pressure processing，HPP）是目前商業(yè)化程度最高的食品非熱加工技術(shù)[4]，在肉的品質(zhì)改良、微生物控制、營(yíng)養(yǎng)素保護(hù)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，已成為優(yōu)質(zhì)健康肉制品開發(fā)的重要技術(shù)手段[5-6]。然而，HPP 會(huì)導(dǎo)致肉及肉制品L*值顯著增加，a*值顯著降低，產(chǎn)品出現(xiàn)明顯的“白化”效應(yīng)，直接降低了消費(fèi)者的可接受性，極大制約了HPP 技術(shù)在肉類工業(yè)中的推廣與應(yīng)用[7-8]。研究顯示，HPP 技術(shù)可顯著提升凍融豬肉制品品質(zhì)（質(zhì)構(gòu)和保水等），卻會(huì)導(dǎo)致明顯的色澤劣變[9-10]。如何改善受壓凍融豬肉色澤成為HPP 技術(shù)領(lǐng)域的共性難題。

L-抗壞血酸（L-Vitamin C，L-VC）是一種低分子有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在HPP 過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定[11]，具有提高肉及肉制品色澤穩(wěn)定性的能力[12-13]，以及改善受壓肉制品色澤的可行性。研究表明，L-VC 不僅可以降低肉及肉制品的脂質(zhì)氧化[14]，還能抑制或消除體內(nèi)N-亞硝基化合物的形成，降低致癌風(fēng)險(xiǎn)[15]，表現(xiàn)出優(yōu)越的綜合性能。由此可見，研究LVC 改善受壓凍融豬肉色澤的有效性對(duì)開發(fā)優(yōu)質(zhì)健康HPP 肉制品十分關(guān)鍵，且未見文獻(xiàn)報(bào)道。

本文以凍融豬后腿瘦肉為試驗(yàn)對(duì)象，研究添加L-VC（0～0.4%）對(duì)受壓（100～300 MPa）豬肉亨特色度值（L*、a*、b*）及pH 值的影響，分析肌紅蛋白及其氧化還原狀態(tài)的變化規(guī)律，解析HPP 肉制品色澤改善機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿肉購(gòu)自安徽永輝超市有限公司；L-VC（食品級(jí)，純度＞99%），生工生物工程（上海）股份有 限 公 司；NaCl、Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等均為分析純級(jí)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HPP-0.6 L-600 MPa 型超高壓試驗(yàn)臺(tái)，包頭科發(fā)高壓科技有限公司；MG-1220 絞肉機(jī)（孔徑4 mm），佛山市順德區(qū)金宜美電器有限公司；NS800色差儀，深圳市三恩馳科技有限公司；Testo205 酸度計(jì)，德國(guó)Testo 公司；DZ-400-2D 真空包裝機(jī)，瑞利包裝機(jī)械有限公司；CT14RD 臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，上海天美生化儀器設(shè)備工程有限公司；FA25 高剪切乳化機(jī)，上海弗魯克科技發(fā)展有限公司；GO-1510 全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀，美國(guó)Thermo Fisher科技公司；GF/A 濾紙，英國(guó)Whatman 公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品準(zhǔn)備 剔除后腿肉中的可視脂肪和結(jié)締組織，并絞制成肉糜，分裝后置于-20 ℃條件下冷凍貯藏（5～20 d）。隨機(jī)取出冷凍分裝樣品，在4℃條件下解凍12 h 后分成3 組，分別添加1.5%NaCl+0%L-VC、1.5%NaCl+0.2%L-VC 和1.5%NaCl+0.4%L-VC，混勻后置于4 ℃條件下腌制24 h；將腌制后的樣品經(jīng)100～300 MPa 處理10 min，儲(chǔ)藏（4 ℃）待測(cè)。儲(chǔ)藏第1 天記為試驗(yàn)第0天。

1.3.2 色度及pH 值測(cè)定 校準(zhǔn)后的色差儀和酸度計(jì)將直接用于樣品亨特色度值（L*、a*、b*）和pH值的測(cè)定，試驗(yàn)重復(fù)3 次，每次測(cè)3 遍。

1.3.3 肌紅蛋白含量及其氧化還原狀態(tài)測(cè)定 參照文獻(xiàn)[16]方法，并略作修改。稱?。?0±0.5）g 肉樣，添加50 mL 磷酸鹽緩沖液（0.04 mol/L，pH 6.8）后立即均質(zhì)30 s（10 000 r/min），經(jīng)離心（4 500×g，30 min）、過(guò)濾（Whatman No.1）后獲待測(cè)液?；诿笜?biāo)儀分別測(cè)定待測(cè)液在波長(zhǎng)525，545，565，572 nm 處的吸光度，并計(jì)算出肌紅蛋白（Myoglobin，Mb）含量，脫氧肌紅蛋白（DeoxyMb）、氧合肌紅蛋白（OxyMb）和高鐵肌紅蛋白（MetMb）的相對(duì)含量，試驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理 采用Statistix 8.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果以“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，顯著水平均取P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉色澤的影響

由表1可知，受壓凍融豬肉L*值隨L-VC 添加量的增加而顯著提升（P＜0.05），且不受貯藏時(shí)間和壓力大小的影響。與未添加相比，L-VC 添加會(huì)導(dǎo)致貯藏初期（＜2 d）的受壓凍融豬肉a*值顯著降低，然而對(duì)貯藏2～5 d、200～300 MPa 處理的凍融豬肉a*值有顯著增加作用（P＜0.05），其中以0.2%的L-VC 添加為最優(yōu)，呈現(xiàn)出較好的顏色特征。L-VC 添加對(duì)受壓凍融豬肉b*值未產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05）。因此，L-VC 具有改善受壓凍融豬肉貯藏色澤的能力，且貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好。

表1 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉L＊、a＊ 和b＊ 值的影響Table 1 Effect of L-VC on the L*，a* and b* values of pressurized frozen-thawed pork

研究表明，添加VC 可顯著提高肉及肉制品a*值，有效改善產(chǎn)品的貯藏色澤[17-18]，與本文研究結(jié)果類似?；诳寡趸δ?，VC 添加不僅顯著降低腌制肉制品的亞硝基殘留[18]，還可有效抑制肉及肉制品中的肌紅蛋白氧化，呈現(xiàn)出較好的護(hù)色能力[18-19]，這可能是L-VC 改善受壓凍融豬肉貯藏色澤的重要原因。在穩(wěn)定肉制品色澤的研究中，VC 與迷迭香酸等天然化合物表現(xiàn)出一定的協(xié)同增效作用[13，20]，為進(jìn)一步研究改善受壓凍融豬肉色澤提供參考。

2.2 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉pH 值的影響

由表2可知，受壓凍融豬肉pH 值隨L-VC 添加量的增加而顯著降低（P＜0.05），且不受壓力大小和貯藏時(shí)間的影響，呈現(xiàn)出類似于L*值的變化特點(diǎn)。與未添加相比，添加L-VC 并未改變受壓凍融豬肉pH 值的貯藏變化規(guī)律，均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。在添加0.2% L-VC 條件下，100～200 MPa 處理的凍融豬肉的pH 值隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，并在第3 天達(dá)到最大，而300 MPa 處理的凍融豬肉pH 值在貯藏期間未發(fā)生顯著性變化規(guī)律，表現(xiàn)出較高的貯藏穩(wěn)定性。

表2 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉pH 值的影響Table 2 Effect of L-VC on the pH values of pressurized frozen-thawed pork

一般情況下，肉色在pH 值5.8～6.2 范圍具有較高穩(wěn)定性，而在pH 值低于5.8 時(shí)較易發(fā)生肌紅蛋白氧化劣變[21-22]，這可能是受壓凍融豬肉（0.4%L-VC、100 MPa） 在貯藏初期色澤不佳的主要原因。盡管添加L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉pH 值有降低作用，但對(duì)該樣品b*值無(wú)顯著影響，表明pH 值與b*值之間的關(guān)聯(lián)性較小，類似結(jié)果已在相關(guān)文獻(xiàn)中報(bào)道[23]。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)L-VC、100～200 MPa 處理的凍融豬肉pH 值和a*值均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，表現(xiàn)出明顯的關(guān)聯(lián)性，其原因可能與鋅原卟啉（Zn（II）PPIX）形成、保水能力提升等因素有關(guān)[23-25]；然而經(jīng)L-VC、300 MPa 處理的凍融豬肉a*值和pH 值在貯藏期間卻未表現(xiàn)出關(guān)聯(lián)性的變化規(guī)律，表明壓力在利用L-VC 改善受壓凍融豬肉色澤的方法中扮演重要作用。

2.3 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉Mb 及其氧化還原狀態(tài)的影響

Mb 含量變化的結(jié)果見表3，添加L-VC 對(duì)100 MPa HPP 凍融豬肉的Mb 含量有顯著降低作用（P＜0.05），并呈現(xiàn)出劑量效應(yīng)，而對(duì)200～300 MPa HPP 凍融豬肉的Mb 含量無(wú)顯著影響 （P＞0.05）。與未添加相比，添加0.2%～0.4% L-VC 對(duì)200～300 MPa HPP 凍融豬肉中Mb 的貯藏特性有較大影響，呈現(xiàn)出時(shí)間越長(zhǎng)Mb 含量越低的趨勢(shì)，而對(duì)100 MPa HPP 凍融豬肉中Mb 含量的貯藏特性未產(chǎn)生規(guī)律性影響。由此可知，L-VC 添加對(duì)受壓凍融豬肉中的Mb 含量有較大影響，影響程度取決于L-VC 添加量、壓力大小和貯藏時(shí)間。

表3 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉Mb 含量的影響（mmol/L）×100Table 3 Effect of L-VC on Mb concentration of pressurized frozen-thawed pork （mmol/L）×100

由表4可知，添加L-VC 顯著增加100 MPa HPP 凍融豬肉中OxyMb 的相對(duì)含量，顯著降低該樣品中DeoxyMb 和MetMb 的相對(duì)含量（P＜0.05），且3 種蛋白的相對(duì)含量在貯藏期間未發(fā)生顯著性變化（P＞0.05）。相反，在200 MPa 處理的凍融豬肉中，添加L-VC 顯著降低OxyMb 的相對(duì)含量，顯著增加DeoxyMb 和MetMb 的相對(duì)含量（P＜0.05），可提高OxyMb 和MetMb 的貯藏穩(wěn)定性，以0.4%的L-VC 添加量最為明顯。在300 MPa 處理的凍融豬肉中，L-VC 添加顯著增加OxyMb 的相對(duì)含量，顯著降低DeoxyMb 的相對(duì)含量（P＜0.05），未顯著影響MetMb 的相對(duì)含量（P＞0.05）；隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，該樣品（0.2%～0.4% L-VC、300 MPa）中的OxyMb 相對(duì)含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，DeoxyMb 和MetMb 相對(duì)含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。從貯藏特性上看，與未添加相比，添加L-VC 對(duì)200～300 MPa HPP凍融豬肉Mb 氧化還原狀態(tài)的影響大于100 MPa HPP 凍融豬肉。上述結(jié)果表明，L-VC 添加有助于100 MPa 和300 MPa HPP 凍融豬肉中的DeoxyMb和MetMb 向OxyMb 的轉(zhuǎn)化，卻導(dǎo)致200 MPa HPP 凍融豬肉中的OxyMb 向DeoxyMb 和MetMb轉(zhuǎn)變。

表4 L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉DeoxyMb、OxyMb 和MetMb 相對(duì)含量的影響（%）Table 4 Effects of L-VC on the relative contents of DeoxyMb，OxyMb and MetMb of pressurized frozen-thawed pork （%）

凍融豬肉經(jīng)HPP 處理后，Mb 含量和a*值均有明顯降低的趨勢(shì)；肉色與Mb 含量之間呈正相

關(guān)關(guān)系，表現(xiàn)出Mb 含量越小，“白化”越明顯的現(xiàn)象，與前人研究一致[26]。添加L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉中Mb 含量有降低作用，且不受貯藏時(shí)間的影響，而對(duì)該樣品a*值在貯藏期間有顯著提升作用，表明經(jīng)L-VC 處理的受壓凍融豬肉a*值在貯藏期間與Mb 含量之間并不存在正相關(guān)性。研究表明，200 MPa 壓力對(duì)MetMb 有降低作用[10]，而添加0.2%～0.4% L-VC 顯著提高200 MPa HPP 凍融豬肉中的MetMb 相對(duì)含量，表明L-VC 對(duì)受壓肉制品中Mb 的氧化還原狀態(tài)有調(diào)節(jié)作用。此外，300 MPa 壓力可導(dǎo)致Mb 部分變性[10]，這可能是HPP 引起凍融豬肉Mb 含量降低的主要原因。HPP可促進(jìn)肉中的OxyMb 非可逆轉(zhuǎn)化為MetMb[27-29]，而添加L-VC 有助于受壓 （100 MPa 和300 MPa）凍融豬肉中的MetMb 轉(zhuǎn)化為OxyMb，并在貯藏期間能夠有效抑制OxyMb 向MetMb 的轉(zhuǎn)化[30]，其原因可能是基于VC 對(duì)三價(jià)血紅素鐵的給電子作用[31-32]。

3 結(jié)論

HPP 導(dǎo)致的肉色“白化”直接降低消費(fèi)者可接受性，是制約肉制品HPP 技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。研究發(fā)現(xiàn)，添加L-VC 可顯著提高受壓凍融豬肉的貯藏a*值和L*值（P＜0.05），具有改善貯藏色澤的能力，且時(shí)間越長(zhǎng)效果越好。與未添加相比，添加L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉pH 值和Mb 含量均有顯著降低作用（P＜0.05），且有助于100 MPa 和300 MPa HPP 凍融豬肉中的DeoxyMb 和MetMb轉(zhuǎn)化為OxyMb，這可能是色澤改善的重要原因。L-VC 對(duì)受壓凍融豬肉中各參數(shù)的影響程度取決于L-VC 添加量、壓力大小和貯藏時(shí)間，且存在一定的劑量效應(yīng)。本研究結(jié)果對(duì)推進(jìn)肉制品HPP 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化具有現(xiàn)實(shí)意義。