八角茴香提取物對牛肉丸脂肪氧化和品質(zhì)特性的影響

李亞婷,李 玲,周 怡,郭燕云,董 婕

(臨沂大學生命科學學院,山東臨沂 276000)

在當今社會快節(jié)奏的生活方式下,人們對生活品質(zhì)的要求也日漸提高,在喜歡方便、快捷飲食方式的同時,更加注重食品的安全與健康,使得調(diào)理肉制品得到了極大的發(fā)展,其中肉丸制品是極具代表性和最為常見的一類。此類產(chǎn)品味道鮮美、營養(yǎng)豐富且方便食用,但在儲運和銷售過程中極易受到微生物污染,經(jīng)常會因為溫度波動而加速脂肪的氧化,造成營養(yǎng)損失以及不良風味的出現(xiàn),大大縮短了產(chǎn)品的保質(zhì)期和貨架期[1-2]。目前,能夠最直接有效改善這些問題的方法就是加入抗氧化劑。沒食子酸丙酯(PG)、二丁基羥基基本(BHT)和丁基羥基茴香醚(BHA)等這些合成抗氧化劑在過去的幾十年里占據(jù)著主導地位。但隨著人們對食品安全的要求日益提高,對天然抗氧化劑的研究成為新的熱點[3]。

八角茴香又名大茴香,屬木蘭科八角屬。外觀有八個角,深棕色。八角茴香果實和葉均含揮發(fā)油,并帶甜味。油中主要成分為大茴香腦、黃樟油素、大茴香醛、茴香酮。其中的蒎烯、茴香酮、水芹烯、茴香腦、二戊烯等均具有抗氧化作用,它們具有相當于合成抗氧化劑效果的抗亞油酸氧化能力、還原能力以及DPPH自由基清除能力,可作為良好的天然抗氧化劑加入食品中[4-5]。

關于香辛料在肉類工業(yè)中的應用歷史悠久,但對其作用機理有待進一步闡明。近年來研究較多的抗氧化物質(zhì)是天然中草藥提取物以及蔬菜水果中的多酚黃酮類物質(zhì),這類天然物質(zhì)具有提高肉類制品安全性的作用[6-7]。八角茴香作為香辛料的典型代表,含有豐富酚類和黃酮類化合物,其對肉制品的抗氧化作用機制有必要進一步研究。本研究以牛肉丸為載體,以探究不同濃度的八角茴香提取物對牛肉丸在冷藏過程中的品質(zhì)變化,以期為八角茴香的合理應用提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牛肉后腿 臨沂東方購物中心;八角茴香提取物(棕褐色粉末,10∶1高純度) 臨沂鑫正實驗器材有限公司;食鹽、白胡椒粉、淀粉、雞蛋、生抽 均購自臨沂東方購物中心;亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼砂、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉、十二烷基硫酸鈉(SDS)、醋酸、硫代巴比妥酸(TBA)、丁基羥基茴香醚(BHA)、吡啶、正丁醇、1,1,3,3-四乙氧基丙烷 國藥集團化學試劑有限公司。

Spectrum型紫外可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司;BS223S型電子太平 北京塞多利斯儀器;Allegra 25R型高速冷凍離心機 美國Beckman公司;Ultra Turrax T25 BASIS高速勻漿器 德國IKA公司;HH-S4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市醫(yī)療儀器廠;優(yōu)普UPW系列超純水器 成都超純科技有限公司;SANYO SIM-F124型制冰機 日本三洋公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 牛肉丸基本配方 牛肉500 g,鹽12 g,白胡椒粉0.75 g,淀粉50 g,雞蛋1個,生抽2 g,亞硝酸鈉0.05 g,姜汁2 g(10 g生姜片加10 mL蒸餾水制成勻漿,離心(5000 r/min,5 min),取上清液備用),冰水50 g?？瞻讓φ战M為基本配方,處理組分別添加0.01%、0.03%、0.05%八角茴香提取物和0.02% BHA。

1.2.2 牛肉丸制作工藝 原料肉處理(絞肉、分組)→加入配料→加入不同濃度的八角茴香提取物及BHA→攪拌→覆保鮮膜4 ℃冷藏3～4 h→制作成型(圓形每個約20 g)。將肉丸放入聚丙烯托盤中,用聚乙烯保鮮膜覆蓋,包裝好后4 ℃冷藏以備檢測。于冷藏開始的0、1、3、5、7 d取樣測定肉丸的pH、脂肪氧化TBARS值、亞硝酸鈉殘留量和肉丸的色澤,0和7 d評價肉丸的出品率和感官評定。

1.2.3 各指標測定方法

1.2.3.1 pH測定 稱取5 g肉丸于小燒杯中,加入4倍體積的蒸餾水,勻漿30 s(9500 r/min,2次，每次15 s)。用pH計測定pH。

1.2.3.2 TBARS值測定 參照文獻[8-9]的方法并稍作修改。準確稱取5 g肉樣切碎，加10 mL蒸餾水勻漿兩次(9500 r/min，每次15 s),依次加入2 mL SDS溶液(0.1 mol/L)和3 mL TBA溶液(0.02 mol/L),搖勻，95 ℃水浴中加熱1 h，待溶液變成粉紅色后,冷卻,加5 mL吡啶和正丁醇的混合物(體積比為1∶15),劇烈搖晃混勻后,離心(3000 r/min,5 min)取上清液,在532 nm處測吸光值。用1,1,3,3-四乙氧基丙烷做標準曲線,y=0.53x+0.15,R2=0.99,以每1 kg肉樣中所含的丙二醛的質(zhì)量(mg)來表示TBARS值。

1.2.3.3 亞硝酸鹽殘留量的測定 亞硝酸鹽含量測定采用鹽酸萘乙二胺法[10],準確稱取5 g樣品，加10 mL蒸餾水均質(zhì)(9500 r/min，2次，每次15 s)，加10 mL飽和硼砂溶液(50 g/L)，攪拌均勻，轉(zhuǎn)移入500 mL的容量瓶中，沸水浴加熱15 min，冷卻至室溫。加入5 mL亞鐵氰化鉀溶液(106 g/L)，搖勻，再加入5 mL乙酸鋅溶液(220 g/L)以沉淀蛋白，定容到500 mL。除去上層脂肪后，上清液過濾并棄去初濾液，濾液備用。取40 mL濾液置于50 mL比色管中，加入2 mL對氨基苯磺酸溶液(4 g/L)、混勻，靜置5 min，加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液(2 g/L)，加水至刻度，混勻，靜置15 min，于波長538 nm處測定吸光度。

1.2.3.4 色澤的測定 用標準板校正色差儀后,測定牛肉丸表面的L*、a*、b*值。

1.2.3.5 出品率的測定 將牛肉丸放入篦子上,隔水蒸,水開后繼續(xù)加熱20 min。蒸熟后冷卻至室溫,輕輕吸干牛肉丸表面可見汁液,稱出質(zhì)量。

1.2.3.6 感官指標的測定 牛肉丸的感官評定由本實驗室的10名研究生和老師共同完成。評價標準依據(jù)表1。

表1 牛肉丸感官評定指標Table 1 Sensory evaluation index of beef meatballs

1.3 統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 八角茴香提取物對牛肉丸pH的影響

八角茴香提取物對牛肉丸pH的影響見圖1,隨著冷藏時間的延長,空白對照組和各處理組牛肉丸的pH均有所下降,可能是某些微生物繁殖產(chǎn)生的酸類物質(zhì),導致pH的下降[11]。0 d時,添加八角茴香提取物各處理組的pH無顯著差異(p>0.05)。冷藏1 d時,添加0.05%的八角茴香提取物與空白對照組和添加0.01%的八角茴香提取物組差異顯著(p<0.05)。冷藏3～7 d,八角茴香提取物也能降低牛肉丸的pH,但與空白對照組差異不顯著(p>0.05)。冷藏7 d時,各組的pH較第5 d略有升高。在冷藏過程中,0.02%的BHA組與空白對照組沒有顯著差異(p>0.05)。在冷藏豬肉餅的研究中,添加八角茴香提取物對其pH變化不產(chǎn)生明顯影響[4],也有報道發(fā)現(xiàn)迷迭香提取物具有降低肉餅pH的作用[12]。低pH使香辛料對金黃色葡萄球菌的抑菌能力減弱[13],而八角茴香提取物中的酚類和黃酮類化合物具有清除自由基和強大的金屬離子螯合能力,又能干擾細菌細胞膜的通透性,起到抑菌作用[5]。

圖1 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中pH的影響Fig.1 Effect of star anise extracts on pH in beef meatballs during chilled storage注:在同一天,字母不同表示差異顯著(p<0.05);圖2～圖6同。

2.2 八角茴香提取物對牛肉丸脂肪氧化TBARS值的影響

肉類食品在貯藏加工過程中,脂肪極易發(fā)生氧化,從而導致食品變色、變味,嚴重降低食品的食用品質(zhì)。本研究中,八角茴香提取物對牛肉丸脂肪氧化的影響見圖2。0 d時,各處理組與空白對照組的TBARS值無顯著差異(p>0.05)。在冷藏過程中,隨著時間的增加,各組牛肉丸的TBARS值均呈現(xiàn)上升趨勢,說明脂肪氧化程度在不斷地加劇。這與其他研究肉類貯藏的結(jié)果一致,隨著冷藏時間的延長,脂肪氧化TBARS值增加[14]。

圖2 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中脂肪氧化TBARS的影響Fig.2 Effect of star anise extracts on TBARS in beef meatballs during chilled storage

在冷藏1～7 d,添加0.05%八角茴香提取物TBARS值均顯著小于空白對照組(p<0.05),0.05%八角茴香提取物效果優(yōu)于0.03%和0.01%組,說明八角茴香提取物表現(xiàn)出較好的抗氧化效果。在冷藏1～7 d,合成抗氧化劑0.02%BHA組TBARS值顯著低于空白對照組(p<0.05),與0.05%八角茴香組效果相當。在冷藏5 d,0.02%BHA組TBARS值顯著低于0.05%八角茴香組(p<0.05),說明BHA在抑制脂肪氧化方便效果要強于八角茴香提取物,今后可以考慮聯(lián)合應用,適當降低合成抗氧化劑的使用量。殷燕等[4]在對八角茴香提取物在冷藏調(diào)理豬肉餅的研究中發(fā)現(xiàn),添加0.06%和0.09%的八角茴香具有很好的抗脂肪和蛋白氧化效果,與本研究一致。八角茴香的抗氧化功能與其含有豐富的多酚和黃酮類物質(zhì)有密切的關系[15],不同的植物提取物被應用于肉類食品中,能有效延緩肉的脂肪和蛋白質(zhì)氧化,改善產(chǎn)品品質(zhì),提高產(chǎn)品的貨架期[16]。

2.3 八角茴香提取物對牛肉丸亞硝酸鈉殘留量的影響

在肉制品的生產(chǎn)中,亞硝酸鹽有廣泛的應用,它能夠賦予肉制品特有的風味、質(zhì)地和顏色,而且能夠抑制肉制品產(chǎn)生的肉毒毒素以及在儲藏過程中產(chǎn)生的腐敗味和過熱味。但其具有一定的毒性,而且亞硝酸鹽能與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的胺類物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生毒性更強的亞硝胺類,因此要合理使用和控制產(chǎn)品的亞硝酸鹽含量。

牛肉丸冷藏期間亞硝酸鈉的變化規(guī)律見圖3。將原料混合后立即測定牛肉丸中的亞硝酸鹽殘留量,對照組及各處理組牛肉丸中亞硝酸鹽殘留量約30～35 mg/kg,而添加量為50 mg/kg,下降了15～20 mg/kg,可能是由于亞硝酸鹽混合到原料肉中轉(zhuǎn)化為了NO,分別與蛋白質(zhì)的巰基基團、肌紅蛋白、肌原纖維蛋白和脂肪相結(jié)合[17]。從第0 d來看,八角茴香提取物添加量為0.03%和0.05%組,以及0.02%BHA組,亞硝酸鹽殘留量較空白對照組顯著降低(p<0.05)。隨著冷藏時間的增加,空白對照組和處理組牛肉丸中的亞硝酸鹽殘留量均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。在冷藏第1 d時,當八角茴香提取物濃度增加到0.03%時,其亞硝酸鹽殘留量開始顯著低于空白對照組(p<0.05);冷藏第3 d時,0.03%八角茴香處理組的亞硝酸鹽殘留量顯著低于空白對照組(p<0.05),且0.05%八角茴香處理組殘留量顯著低于0.03%八角茴香處理組;當冷藏至第5 d時,0.01%八角茴香處理組的殘留量已顯著低于空白對照組(p<0.05)。0.05%八角茴香處理組在整個冷藏過程中,其降低亞硝酸鹽殘留量的效果最好。由此推斷,八角茴香提取物能夠有效降低調(diào)理牛肉丸中亞硝酸鹽殘留量,可能是由于其中的茴香酮等黃酮類物質(zhì)能夠作為還原劑與亞硝酸鹽發(fā)生反應,清除亞硝酸根離子或阻斷亞硝胺的合成[18],使得亞硝酸鹽殘留量降低。本研究中,3 d時各組亞硝酸鹽的殘留量均低于30 mg/kg,7 d時各組的殘留量在20 mg/kg以下。食品安全國家標準GB2760-2014中規(guī)定,肉類食品中亞硝酸鈉的殘留量不高于30 mg/kg[19],本研究中亞硝酸鹽的殘留量符合國家標準。

圖3 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中亞硝酸鹽殘留量的影響Fig.3 Effect of star anise extracts on nitrite residue in beef meatballs during chilled storage

2.4 八角茴香提取物對牛肉丸顏色的影響

八角茴香提取物對牛肉丸冷藏期間色澤的影響見圖4～圖6。從圖4冷藏期間L*值的變化可見,在貯藏期內(nèi),添加八角茴香降低了牛肉丸的亮度值,其中，1～7 d,0.05%八角茴香組與空白對照組差異顯著(p<0.05),說明八角茴香提取物的加入影響了牛肉丸的色澤,亮度值下降。添加0.02%的BHA在冷藏期內(nèi)也降低了牛肉丸的亮度值。八角茴香提取物具有一定的棕褐色,添加到肉制品中,降低了肉的亮度,這類含有大量花青素的植物提取物對肉品色澤都會產(chǎn)生影響[4,14]。

圖4 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中L*的影響Fig.4 Effect of star anise extracts on L*in beef meatballs during chilled storage

圖5顯示牛肉丸冷藏期內(nèi)a*值的變化,冷藏期內(nèi),紅度值略有下降,可能是在冷藏期間發(fā)生了蛋白質(zhì)脂肪氧化,肉中的氧合肌紅蛋白與產(chǎn)生的過氧化物反應形成高鐵肌紅蛋白,導致肉色變深[3]。冷藏0～3 d時,與其它組相比,添加0.03%的八角茴香組顯著增加了牛肉丸的紅度值(p<0.05),而添加到0.05%的八角茴香時,紅度值較0.03%的八角茴香組降低,說明添加適量的八角茴香提取物能夠改善牛肉丸的a*值。冷藏5～7 d時,添加0.01%的八角茴香提取物組紅度值最高。這可能是由于八角茴香提取物本身呈棕褐色,影響了牛肉丸的紅度值,植物提取物對肉制品的色澤都會產(chǎn)生影響[14]。

圖5 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中a*的影響Fig.5 Effect of star anise extracts on a*in beef meatballs during chilled storage

圖6顯示牛肉丸冷藏期內(nèi)b*值的變化,隨冷藏時間的增加,b*值呈現(xiàn)下降趨勢。冷藏0～3 d時各八角茴香組與空白對照組差異不顯著(p>0.05),八角茴香對牛肉丸的黃度值影響不大。冷藏5～7 d時,與空白對照組相比,添加0.05%的八角茴香組黃度值顯著降低(p<0.05);b*值下降的原因可能是由于八角茴香中含有豐富的花青素[14]有關。隨冷藏時間增加,0.02% BHA的牛肉丸的L*值、a*值和b*值下降更為顯著(p<0.05)。

圖6 八角茴香提取物對牛肉丸冷藏過程中b*的影響Fig.6 Effect of star anise extracts on b*in beef meatballs during chilled storage

由此可見,添加適量的八角茴香提取物對牛肉丸能起到一定的護色作用,并且作用好于BHA,其原因可能是八角茴香提取物具有抗氧化活性,能夠抑制脂肪氧化，從而阻礙高鐵肌紅蛋白和非酶促褐變的形成,以此達到護色的效果。另有研究表明,初級和次級脂肪氧化產(chǎn)物的形成與高鐵肌紅蛋白的積累有關,因此八角茴香能通過抑制脂肪氧化延緩高鐵肌紅蛋白的形成,達到護色效果[20]。

2.5 八角茴香提取物對牛肉丸出品率的影響

八角茴香提取物對牛肉丸出品率的影響見表2。從0 d看,添加不同濃度的八角茴香提取物都使牛肉丸的出品率較對照組有顯著升高(p<0.05),且隨著八角茴香提取物添加量的增加,牛肉丸的出品率也隨之提高。而0.02%BHA處理組牛肉丸的出品率與空白對照組差異不顯著(p>0.05)。

表2 八角茴香提取物對牛肉丸出品率的影響Table 2 Effect of star anise extracts on the yield of beef meatballs

冷藏7 d后,八角茴香處理組的牛肉丸出品率顯著高于對照組(p<0.05),其中0.03%八角茴香處理組與0.05%處理組對提高牛肉出品率有等同的效果。由此推斷,八角茴香提取物能夠增強牛肉丸的保水性,減小牛肉丸的蒸煮損失,提高牛肉丸的出品率,且效果要好于0.02% BHA。其原因可能是冷藏的低溫條件提高了牛肉丸的保水性,同時,在蒸煮過程中盡量控制其溫度不要過高，也減緩了蛋白質(zhì)的收縮失水[21]。

2.6 八角茴香提取物對牛肉丸感官指標的影響

對肉及肉制品的品質(zhì)最重要和最直接的衡量指標就是感官評定。表3是冷藏期間的感官評價結(jié)果。0 d時,各處理之間組織狀態(tài)和酸敗味評分均無顯著差異(p>0.05),0.02% BHA處理組的總體接受程度較顯著低于0.03%和0.05%八角茴香處理組(p<0.05),說明八角茴香提取物的加入對牛肉丸的滋氣味、組織狀態(tài)和酸敗味均無不良影響且其對改善牛肉丸感官指標的效果好于BHA。八角茴香具有此效果的原因可能是八角茴香提取物中的茴香腦、黃樟油素、茴香醛和茴香酮等物質(zhì)能夠起到改善牛肉丸的滋氣味的作用。有研究發(fā)現(xiàn)八角茴香有去除牛肉糜不良氣味的作用,能夠提高其食用品質(zhì)[22]。

表3 八角茴香提取物對牛肉丸感官指標的影響Table 3 Effect of star anise extracts on sensory index of beef meatballs

隨著冷藏時間的增加,7 d時,各組的各項感官指標均有所下降,添加不同濃度的八角茴香提取物的各處理組感官指標仍好于空白對照組及0.02% BHA處理組。0.03%八角茴香處理組和0.05%八角茴香處理組牛肉丸的滋氣味均顯著好于空白對照組和0.01%八角茴香處理組(p<0.05);0.03%、0.05%八角茴香處理組的組織狀態(tài)顯著好于0.02% BHA處理組(p<0.05);0.03%八角茴香和0.05%八角茴香處理組的總體接受程度也顯著優(yōu)于其他八角茴香處理組和0.02% BHA處理組(p<0.05)。0.02% BHA處理組的滋氣味、組織狀態(tài)和總體可接受程度低于空白對照組和八角茴香處理組。由此可以看出,添加0.03%～0.05%的八角茴香提取物能夠延緩脂肪的氧化，從而減少不良的滋氣味、酸敗味等產(chǎn)生,以此提高牛肉丸的感官指標,并能在一定程度上延長產(chǎn)品的貯藏期,且八角茴香提取物對改善牛肉丸感官指標的效果明顯好于合成抗氧化劑BHA。

3 結(jié)論

在冷藏牛肉丸中添加八角茴香提取物,降低了脂肪氧化和亞硝酸鈉的殘留量,提高了產(chǎn)品的色澤、出品率和感官性能,其效果優(yōu)于合成抗氧化劑。因此,將八角茴香提取物作為天然抗氧化劑添加到調(diào)理肉制品中能夠發(fā)揮較好的作用,并具有延長調(diào)理肉制品貯藏期的潛力,可以考慮替代或部分替代BHA等合成抗氧化劑。