蛋白質(zhì)氧化對(duì)肉制品品質(zhì)的影響研究

馬 聰

（西安思源學(xué)院 陜西西安 710038）

肉制品中富含大量的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，二者都是人們生長發(fā)育過程中不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。在肉制品中發(fā)生著脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化，如果在肉制品中發(fā)生適量的蛋白質(zhì)氧化，這對(duì)于人體吸收營養(yǎng)物質(zhì)是有利的。但是，一旦發(fā)生過度的蛋白質(zhì)氧化，不僅會(huì)導(dǎo)致肉嫩度和多汁性的大幅度降低，還會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì)[1]。因此，掌握好蛋白質(zhì)氧化機(jī)制，從而有效地控制蛋白質(zhì)氧化程度對(duì)于肉制品質(zhì)量的提高是非常有幫助的。

1 蛋白質(zhì)的氧化機(jī)制

在日常生活中，肉制品大多是提前制作好后進(jìn)行儲(chǔ)存的。在肉制品生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中，其中的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)會(huì)不斷地參與氧化分解反應(yīng)，最終導(dǎo)致肉制品變質(zhì)。隨著研究者對(duì)蛋白質(zhì)氧化機(jī)理的不斷探索，目前大多數(shù)人認(rèn)為蛋白質(zhì)氧化是由兩大作用機(jī)制共同影響下發(fā)生的。①蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的第一種作用機(jī)制是由活性的自由基直接引發(fā)蛋白質(zhì)氧化，活性自由基包括活性氧和活性氮等，它們通過奪取氫、供給氧、偶合以及裂解等反應(yīng)方式作用于蛋白質(zhì)主肽鏈骨架或氨基酸側(cè)鏈，且?guī)缀跛邪被醾?cè)鏈都可以與自由基反應(yīng)[2-3]。②蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的第二種作用機(jī)制是由脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物間接引發(fā)蛋白質(zhì)的共價(jià)修飾變化。其中，由脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的中間產(chǎn)物會(huì)間接性地誘導(dǎo)蛋白質(zhì)氧化是其氧化的主要因素之一，脂質(zhì)氧化的產(chǎn)物和中間產(chǎn)物都能夠間接性誘導(dǎo)蛋白質(zhì)發(fā)生氧化，且蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的程度也會(huì)隨著脂肪發(fā)生氧化程度的增加而增加[4]。

脂質(zhì)氧化的主要作用機(jī)制是自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的過程，包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止3 個(gè)重要階段。其中可能發(fā)生的過程如下：活性氧（·OH）奪取蛋白質(zhì)（PH）的1 個(gè)氫原子，產(chǎn)生了1 個(gè)以蛋白質(zhì)碳為中心的自由基（P·），蛋白質(zhì)自由基在有氧條件下可以連續(xù)轉(zhuǎn)化成過氧化氫自由基（POO·），然后再從另一分子中奪取氫離子形成烷基過氧化物（POOH），烷基過氧化物再進(jìn)一步與氫過氧自由基（HO2·）反應(yīng)生成1個(gè)烷氧自由基（PO·），烷氧自由基繼續(xù)與氫過氧自由基反應(yīng)生成它的羥基衍生物（POH）[2]。具體的反應(yīng)式如下：

2 蛋白質(zhì)氧化對(duì)肉制品品質(zhì)的影響

2.1 肉制品持水性的變化

肉制品的持水性是評(píng)價(jià)肉制品品質(zhì)的一個(gè)重要參考因素，保持較好的蛋白持水性對(duì)于肉制品的品質(zhì)來說是非常重要的。肉制品中的水分中富含游離氨基酸，游離氨基酸能夠促進(jìn)人體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，如果肉制品的持水性極低則會(huì)造成游離氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的大量流失，進(jìn)而使肉制品的營養(yǎng)價(jià)值降低。蛋白質(zhì)的氧化是造成肉制品持水性發(fā)生下降的一個(gè)重要原因，通過對(duì)比肉制品中未被氧化的蛋白和氧化后的蛋白中的持水性，發(fā)現(xiàn)未被氧化的蛋白質(zhì)的持水性更佳。此外，蛋白質(zhì)的氧化程度還與肉制品的儲(chǔ)存時(shí)間呈正相關(guān)。蛋白質(zhì)氧化會(huì)使肉制品中多種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致蛋白肽鏈的骨架出現(xiàn)不同程度的斷裂，肌肉纖維的間隙增大，最終使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，從而使得肉制品持水性下降。具體數(shù)據(jù)見圖1[3]。

圖1 肉制品儲(chǔ)存時(shí)間與其所含水量的關(guān)系

2.2 肉制品嫩度的變化

肉制品的嫩度直接影響其口感，在銷售過程起著至關(guān)重要的作用。目前肉制品的嫩度在大多數(shù)情況下是利用剪切法來衡量，剪切力越小，肉的嫩度越好，然而蛋白質(zhì)氧化會(huì)提高肉制品的剪切力從而降低其嫩度。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的氧化會(huì)使得蛋白質(zhì)產(chǎn)生降解、交聯(lián)甚至聚集，進(jìn)而降低肉制品的嫩度。雖然通過低溫凍藏的方法可以延緩蛋白質(zhì)的氧化，使其保持較高的持水性，但是反復(fù)的低溫凍藏會(huì)使蛋白質(zhì)的氧化在一定程度上增加，肉制品的剪切力增加，肉制品的嫩度下降，導(dǎo)致肉制品的口感及品質(zhì)變差。姜晴晴等[4]的研究也證明了這一點(diǎn)，見圖2。

圖2 凍融對(duì)魷魚片剪切力（嫩度）

2.3 肉制品色澤的變化

肉制品表現(xiàn)出來的色澤主要是通過其所含肌紅蛋白的絕對(duì)含量體現(xiàn)的，具有較高的氧合肌紅蛋白肉制品就會(huì)出現(xiàn)鮮紅色。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究表明，含氧量較高的氣調(diào)包裝可以較好地保持肉品的顏色，這可能是由于在含氧量較高的環(huán)境中肌原蛋白能夠很好與氧氣結(jié)合，從而產(chǎn)生更多的氧合肌紅蛋白覆蓋在肉品表面，這些氧合肌紅蛋白呈鮮紅色，肉制品就會(huì)表現(xiàn)出紅色。但是在含氧量較高的環(huán)境中會(huì)加劇肉品蛋白質(zhì)的氧化，因此控制肉制品包裝中的含氧量對(duì)于其持水性、嫩度和色澤都非常關(guān)鍵。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中還需要合理地調(diào)控包裝中的氧氣含量，以免使肉制品的色澤變暗。

2.4 肉制品所含營養(yǎng)價(jià)值的變化

人體的生長發(fā)育需要蛋白質(zhì)，肉制品中富含蛋白質(zhì)，因此是人們生活中比較重要的物質(zhì)。蛋白質(zhì)進(jìn)入人體后不能直接被人體吸收，需要經(jīng)過一系列加工，產(chǎn)生的各種氨基酸和小分子才可以進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮作用。蛋白質(zhì)在人體消化系統(tǒng)中蛋白水解酶的作用下發(fā)生水解，進(jìn)而發(fā)揮出其營養(yǎng)價(jià)值。肉制品的營養(yǎng)價(jià)值主要是通過蛋白質(zhì)的可消化性表現(xiàn)出來的，蛋白質(zhì)的可消化性越好則肉制品的營養(yǎng)價(jià)值就越高。經(jīng)研究表明，蛋白質(zhì)的可消化性也會(huì)受到蛋白質(zhì)氧化的影響，并會(huì)隨著蛋白質(zhì)氧化程度的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的氧化會(huì)造成蛋白質(zhì)聚合而不容易被蛋白水解酶水解以及某些必需氨基酸發(fā)生不可逆性的氧化修飾，使得氨基酸在人體中的消化性降低。輕度的蛋白質(zhì)氧化對(duì)于其消化性是有利的，可以使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生伸展，暴露出更多的消化酶的酶切位點(diǎn)，從而使得蛋白質(zhì)更加容易被消化。但是蛋白質(zhì)的氧化程度過大就會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)交聯(lián)、變形甚至發(fā)生沉淀，形成致密的結(jié)構(gòu)，使蛋白酶對(duì)應(yīng)的酶切位點(diǎn)暴露較少，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)的消化性大幅度下降，造成肉制品的營養(yǎng)價(jià)值下降。

3 抑制肉制品蛋白質(zhì)氧化的途徑

了解蛋白質(zhì)氧化機(jī)制及其對(duì)肉制品產(chǎn)生的影響，可以促使讓人們使用正確的方法來抑制蛋白質(zhì)的氧化。以下將介紹兩種抑制肉制品蛋白質(zhì)氧化的途徑。

3.1 肉制品加工途徑

肉制品往往需要再次加工制成肉制品，肉品加工需要經(jīng)過絞碎、加熱、碾壓、煙熏、錘擊以及發(fā)酵等工序，這些加工過程都有可能引起肉制品蛋白質(zhì)的氧化，因此有效地控制加工措施是減緩蛋白質(zhì)氧化速率的主要因素。日常生活中，人們借助不同的熱加工方式對(duì)肉制品進(jìn)行處理，其對(duì)肉制品中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化的影響程度也會(huì)不同。例如，對(duì)羊肉制品進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)使用蒸制或煮制的處理方式。經(jīng)研究，通過這兩種熱加工方式處理的羊肉制品中的蛋白質(zhì)氧化程度極低，且羊肉制品的色澤良好，口感較佳。此外，當(dāng)中心加熱點(diǎn)的溫度為70 ℃時(shí)，羊肉制品的口感最佳，能夠保留較高的營養(yǎng)價(jià)值且最容易被人體吸收。另外，在肉制品加工及儲(chǔ)藏過程中，添加適量的抗氧化劑也是抑制蛋白氧化的一個(gè)重要策略，且其具有操作簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)常使用的抗氧化劑有多酚類化合物和具有抗氧化活性的維生素，其中多酚類化合物主要是通過殺滅活性自由基的方式來干擾自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而應(yīng)用于脂質(zhì)抗氧化和蛋白質(zhì)抗氧化[5]；維生素對(duì)蛋白具有較好的保護(hù)效果，例如抗壞血酸和水溶性維生素E 可以降低蛋白質(zhì)中活性自由基的形成，進(jìn)而延緩蛋白質(zhì)的氧化速率。

3.2 包裝與儲(chǔ)藏途徑

肉制品中的蛋白氧化程度還與其包裝及儲(chǔ)藏方式有一定的關(guān)系。肉制品的包裝不僅可以提高肉制品的品質(zhì)，還能延緩脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化。目前常見的包裝方式主要有真空包裝和氣調(diào)包裝。其中，氣調(diào)包裝是將氧氣等氣體充入包裝內(nèi)，氧氣能夠與肌紅蛋白結(jié)合形成鮮紅的氧合肌紅蛋白，可以維持肉制品鮮紅的外觀。相關(guān)企業(yè)通常采用氣調(diào)包裝的措施來控制氧氣的含量，以減少肉品與氧氣的接觸，或者是通過低溫冷凍儲(chǔ)藏的方式來延緩肉制品中的蛋白質(zhì)氧化速率。目前經(jīng)常使用的有真空包裝，其抑制蛋白質(zhì)氧化的程度要比普通含氧包裝更加明顯，真空包裝可以顯著降低脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化的速率，保持肉制品表面始終呈現(xiàn)紫紅色，因此更適合于大塊部位肉的運(yùn)輸和儲(chǔ)藏。另外，低溫儲(chǔ)藏也有利于降低酶促與非酶促氧化反應(yīng)的速率，這是目前鮮肉制品非常重要的儲(chǔ)藏手段之一，但要注意不可以反復(fù)凍藏、凍融，肌肉內(nèi)反復(fù)形成的冰晶會(huì)損害肌肉細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，刺激活性自由基的產(chǎn)生，誘發(fā)蛋白質(zhì)氧化。目前，常見的貯藏方法有冷藏貯藏和冷凍貯藏，隨著技術(shù)的發(fā)展，微凍貯藏和冰溫貯藏受到越來越多的關(guān)注。其中，冰溫貯藏作為新一代保鮮技術(shù)，是將肉制品放在0 ℃以下至冰點(diǎn)以上的溫度環(huán)境中，在此溫度下的肉制品的肌肉組織不會(huì)發(fā)生凍結(jié)，其酶的活性也會(huì)受到抑制，能夠顯著抑制蛋白質(zhì)氧化的速率，進(jìn)而使肉制品能在較長時(shí)間內(nèi)保持較好的品質(zhì)。因此，控制低溫儲(chǔ)藏的溫度、避免反復(fù)凍融可有效控制肉制品蛋白氧化。

4 結(jié)語

我國肉制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了新階段，消費(fèi)者和生產(chǎn)企業(yè)對(duì)肉制品的品質(zhì)的關(guān)注度越來越高。適度的蛋白質(zhì)氧化可以提升肉制品的品質(zhì)，但是過度的蛋白質(zhì)氧化會(huì)造成肉制品的持水性下降、嫩度變差、色澤變暗以及營養(yǎng)價(jià)值流失等問題，因此控制好蛋白質(zhì)氧化對(duì)提升肉制品的品質(zhì)至關(guān)重要。