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      復(fù)配天然抗氧化劑在臘肉制品中的應(yīng)用

      2019-05-09 08:58:54安攀宇
      關(guān)鍵詞:抗氧化物酸價(jià)植酸

      安攀宇

      (四川旅游學(xué)院,四川 成都 610100)

      傳統(tǒng)臘肉以五花肉為主要原料,脂肪所占比重較大,在貯藏期間脂肪氧化產(chǎn)生的游離脂肪酸是形成臘肉風(fēng)味物質(zhì)的前體,但隨著貯藏時(shí)間的延長,脂肪氧化程度會(huì)加劇,產(chǎn)生的過氧化物、酸類、醛類和酮類物質(zhì)使產(chǎn)品發(fā)生變質(zhì)從而影響產(chǎn)品品質(zhì)。目前,市售臘肉制品中常使用人工合成的抗氧化劑,如PG(沒食子酸丙酯)、BHA(丁基羥基茴香醚)、BHT(二丁基甲苯)等。然而,已有許多研究表明這些合成抗氧化劑具有更多副作用,并且食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已于1977年撤回其批準(zhǔn)使用BHT。人們對(duì)于健康飲食越來越重視的當(dāng)下,各國對(duì)合成抗氧化劑的使用也設(shè)定了諸多限制條件[1]。

      近年來,越來越多的如茶多酚等天然的植物抗氧化物被提取出來,研究應(yīng)用在食品的抗氧化和防腐保鮮方面,并取得了較好的效果[2-4]。天然抗氧化劑在食品中應(yīng)用時(shí),有些抗氧化劑單獨(dú)添加效果不是很明顯,且添加量較大,會(huì)增加使用的成本;復(fù)合使用則可減少使用量,提高抗氧化效果。本研究通過混料設(shè)計(jì)復(fù)配使用茶多酚、甘草抗氧化物、植酸這三種肉制品中常用的天然抗氧化劑,研究其對(duì)傳統(tǒng)川式臘肉制品的抗氧化效果,并篩選出復(fù)配天然抗氧化劑的最佳配比。

      1 材料與方法

      1.1 實(shí)驗(yàn)材料

      1.1.1 原輔料

      帶皮豬五花肉、白酒(52°)、辣椒、八角、食鹽、甘草、花椒、白糖、草果、桂皮、茴香等均購于成都麥德龍超市。

      1.1.2 食品添加劑

      甘草抗氧化物:食品級(jí),江蘇普蕾特生物工程有限公司。植酸:食品級(jí),上海津頌實(shí)業(yè)有限公司。茶多酚[純度≥98%,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)含量≥55%]:食品級(jí),安徽紅星藥業(yè)有限責(zé)任公司。

      1.1.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑

      三氯乙酸,硫代巴比妥酸,鹽酸,氫氧化鈉,硫代硫酸鈉, 鹽酸萘乙二胺,對(duì)氨基苯磺酸,乙二胺四乙酸(EDTA),氯仿,氫氧化鉀等。

      1.1.4 實(shí)驗(yàn)儀器

      JA2003電子天平,ULTRA-TURRAXT25 Digital分散器,101C-3B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,HJ-3磁力攪拌器,XW-80A漩渦混合器,DZ400/2SB真空包裝機(jī),DK-8AX型電熱恒溫水槽,HI9025C便攜式pH計(jì),HC-3018R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),722型分光光度計(jì)。

      1.2 臘肉的加工工藝

      1.2.1 傳統(tǒng)臘肉加工工藝流程

      原料清洗分割→預(yù)處理→低溫腌制→烘烤或自然晾曬→成品

      1.2.2 操作要點(diǎn)

      1.2.2.1 原料篩選

      挑選經(jīng)檢驗(yàn)合格的新鮮帶皮的豬五花肉,原料肉以皮薄肉嫩、肥瘦層次分明、肥膘在1.0~1.5cm以上為佳。

      1.2.2.2 預(yù)處理

      將挑選的五花肉清洗修刮干凈整齊,分割成質(zhì)量250g~350g、長20cm~30cm、寬4cm~5cm的長方形肉條。為了除去臘肉表面的浮油、污物,將分割好的肉塊于30℃左右的清水中漂洗2min~3min,然后瀝干水分。

      1.2.2.3 腌制

      采用干腌法進(jìn)行腌制,將預(yù)先混合好的輔料多次均勻地涂抹在處理好的肉塊表面。隨后再將處理好的肉塊按皮面向下,肉面向上的順序疊放在腌制缸內(nèi),再將剩余的配料均勻撒在肉塊的表層。傳統(tǒng)的臘肉通常都在冬季的室溫中腌制,腌制時(shí)間為一周左右。為了防止產(chǎn)品在腌制過程中腐敗變質(zhì),腌制時(shí)應(yīng)在低溫環(huán)境進(jìn)行,腌制溫度最好控制在4℃左右[5-6]。腌制過程中注意進(jìn)行翻缸操作,腌制4~5天后待原料肉腌透即可出缸,出缸后的肉塊用30℃左右的清水清洗,并在室溫下晾干水分后即可進(jìn)行烘烤。

      1.2.2.4 烘烤

      采用變溫法烘烤,將完成腌制的肉塊送入烘箱,初始烘烤溫度為50℃左右,烘烤4h~5h后逐漸升溫,升高至60℃后繼續(xù)烘烤。烘烤時(shí)間共需48h,烘烤中注意需翻動(dòng)肉條,使受熱均勻。

      1.2.2.5 晾掛、成品

      烘烤完成的肉條取出后進(jìn)行自然降溫,到室溫后即為成品。

      1.2.2.6 包裝

      加工好的臘肉成品采用真空包裝或散裝,于室溫貯藏。

      1.3 臘肉的抗氧化及貯藏實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

      實(shí)驗(yàn)選用了3種天然的抗氧化劑:茶多酚、甘草抗氧化物、植酸,根據(jù)Design-expert設(shè)計(jì)軟件中混料設(shè)計(jì)的D-最優(yōu)設(shè)計(jì)模式,設(shè)計(jì)了以茶多酚、甘草抗氧化物、植酸為自變量,以酸價(jià)、過氧化值、TBARS值為響應(yīng)值的實(shí)驗(yàn)。分別對(duì)其限定復(fù)配比例范圍:茶多酚(A)為0.00%~0.04%,甘草抗氧化物(B)0.00%~0.02%,植酸(C)為0.00%~0.02%。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1,以隨機(jī)次序進(jìn)行,結(jié)果用Desgin-expert8.06進(jìn)行分析,對(duì)響應(yīng)值分別分析優(yōu)化預(yù)測最佳添加量。

      表1 響應(yīng)曲面D-最優(yōu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表

      1.4 指標(biāo)測定

      1.4.1 酸價(jià)測定

      油脂的萃取方法[7]:稱取經(jīng)絞碎的肉樣100g置于500mL具塞的錐形瓶中,加200mL~300mL經(jīng)處理的石油醚振蕩10min~15min后,靜置浸提12h以上,用快速濾紙過濾后,減壓回收溶劑,得到臘肉油脂。酸價(jià)的測定,采用邱會(huì)東等[8]改進(jìn)的方法進(jìn)行測量。酸價(jià)的計(jì)算,按國標(biāo)[7](GB 5009.229-2016)進(jìn)行計(jì)算。

      1.4.2 過氧化值的測定

      臘肉樣品油脂的萃取同1.4.1,過氧化值按國標(biāo)GB5009.227-2016[7]中的滴定法進(jìn)行測定和計(jì)算。

      1.4.3 TBARS測定

      采用Faustman C[9]和Sinhuber R[10]等的方法,測定TBARS值。具體步驟為:稱取10g樣品,分別加入20%的三氯乙酸25mL和蒸餾水20mL,高速勻漿30s,在4℃下離心(1 800g/min)15 min,過濾取上清液。取上清液5mL,加入0.02M TBA(2-硫代巴比妥酸) 2mL,空白管(2.5mL20%TCA,2.5mL蒸餾水,TBA 5mL),將樣品管和空白管放在94℃中水浴55min后,取出在流水中冷卻到室溫,置于離心管中4℃下離心(1 800g/min)10 min。將上清液倒入25mL玻璃比色管內(nèi)并加入5mL氯仿,混勻、靜置分層,分別在532nm和600nm處測定上清液的吸光度,結(jié)果表示為每1kg肉中丙二醛的毫克數(shù)(mg/kg)。計(jì)算公式如下所示:

      式(1)中:m——樣品稱取的重量,單位g;

      A532——試樣在532nm處的吸光值;

      A600——試樣在600nm處的吸光值。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 酸價(jià)的響應(yīng)曲面分析

      利用Desgin-expert8.06軟件,將產(chǎn)品酸價(jià)受到茶多酚、甘草抗氧化物以及植酸添加量影響的結(jié)果進(jìn)行一次多項(xiàng)回歸擬合,得到酸價(jià)的多元回歸方程如下:

      酸價(jià)=2.98+0.13a-0.356b+0.25c-0.43ab-0.56ac+1.78bc

      (2)

      式(2)中:a為茶多酚添加量,b為甘草抗氧化物添加量,c為植酸添加量。

      對(duì)上述回歸模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表2,所選擇模型p=0.038 7(p<0.05),說明該模型顯著,BC間交互項(xiàng)極顯著(p<0.01),回歸模型定的決定系數(shù)R2為0.748 0,說明該模型能夠解釋酸價(jià)74.8%的變化來源于所選變量,此回歸方程可以描述各因素與響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系,可以用此模型對(duì)酸價(jià)進(jìn)行分析和預(yù)測。通常情況下模型的決定系數(shù)R2越高,反映了設(shè)計(jì)變量參數(shù)對(duì)響應(yīng)值的變化影響較大,精密度(Adeq. Precision)是有效信號(hào)與噪聲的比值,大于4.0視為模型設(shè)計(jì)合理。

      表2 臘肉酸價(jià)回歸模型方差分析

      注:**和*分別表示在p<0.01和p<0.05水平上顯著。

      實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在不添加茶多酚時(shí),甘草抗氧化物和植酸間的交互效應(yīng)對(duì)臘肉產(chǎn)品酸價(jià)的影響為:植酸在0.00%~0.01%水平添加量水平下,隨著甘草抗氧化物添加量的增加,產(chǎn)品酸價(jià)減小,甘草抗氧化物在0.00%~0.01%水平添加量水平下,隨著植酸添加量的增加,產(chǎn)品酸價(jià)減小,單獨(dú)添加植酸或甘草抗氧化物,臘肉產(chǎn)品酸價(jià)減小,但當(dāng)甘草抗氧化物和植酸都在0.02%水平時(shí),產(chǎn)品的酸價(jià)最大,分析原因可能是植酸和甘草抗氧化物添加量較大時(shí),兩種抗氧化劑之間存在拮抗作用,不能起到抗氧化的作用。

      2.2 過氧化值響應(yīng)曲面分析

      將產(chǎn)品的過氧化值受到茶多酚、甘草抗氧化物和植酸的影響,利用Desgin-expert8.06軟件對(duì)其進(jìn)行一次多項(xiàng)回歸擬合,所得過氧化值回歸方程如下所示:

      過氧化值=0.41-0.15a-0.022b+0.090c+0.20ab-0.0084ac-0.026bc

      (3)

      式(3)中:a為茶多酚添加量,b為甘草抗氧化物添加量,c為植酸添加量。

      對(duì)上述模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表3,由表3可知,模型(p=0.309 4>0.05),模型對(duì)臘肉過氧化值的影響差異不顯著,而且各因素和各因素交互作用對(duì)過氧化值的影響不顯著,回歸模型的決定系數(shù)R2為0.518 7,說明該模型所選變量對(duì)過氧化值的變化影響只有51.87%,此回歸方程的擬合度一般,不適于對(duì)該產(chǎn)品的過氧化值進(jìn)行預(yù)測研究,只能在配方優(yōu)化中作為參考值。

      表3 臘肉過氧化值回歸模型方差分析

      2.3 TBARS值響應(yīng)曲面分析

      將復(fù)合抗氧化劑對(duì)臘肉產(chǎn)品TBARS結(jié)果的影響用Desgin-expert8.0軟件進(jìn)行一次多項(xiàng)回歸擬合,所得TBARS的回歸方程如下所示:

      TBARS=0.56-11.67a-4.36b-4.16c+401.11ab+316.98ac-324.77bc

      (4)

      式(4)中:a為茶多酚添加量,b為甘草抗氧化物添加量,c為植酸添加量。

      通過對(duì)回歸方程所代表的模型進(jìn)行方程分析,由表4可知,模型(p=0.015 4),產(chǎn)品的TBARS影響差異顯著(p<0.05),回歸模型定的決定系數(shù)R2為0.807 2,說明該模型能夠解釋TBARS 80.72%的變化來源于所選變量,說明該模型適合用于研究抗氧化劑對(duì)臘肉產(chǎn)品TBARS值的影響和預(yù)測分析。A茶多酚(p=0.003 6)對(duì)產(chǎn)品TBARS的影響差異極顯著,AB(p=0.011 5)、AC(p=0.030 4)之間的交互效益對(duì)產(chǎn)品的TBARS變化影響也顯著。

      表4 TBARS回歸模型方差分析

      注:**和*分別表示在p<0.01和p<0.05水平上顯著。

      實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,甘草抗氧化物和茶多酚的交互作用對(duì)臘肉產(chǎn)品的TBARS值影響較大,差異顯著(p<0.05),在不添加植酸時(shí),甘草抗氧化物水平相同,隨著茶多酚的增加,TBARS值越小,茶多酚的添加對(duì)臘肉TBARS值影響較大;而茶多酚在0.03%~0.04%水平時(shí),隨甘草抗氧化物的增加,TBARS值反而增加,說明茶多酚和甘草抗氧化物復(fù)合使用時(shí),濃度不易過大,復(fù)合濃度大,抗氧化效果減弱。當(dāng)只添加0.04%茶多酚時(shí),臘肉產(chǎn)品TBARS值最小,說明茶多酚的抗氧化效果優(yōu)于甘草抗氧化物。

      同時(shí),茶多酚和植酸間的交互效應(yīng)對(duì)臘肉產(chǎn)品TBARS值影響較大,差異顯著(p<0.05),不添加甘草抗氧化物時(shí),茶多酚水平在0.00%~0.03%水平,隨著植酸的增加,TBARS值減小,茶多酚在0.03%~0.04%水平,隨著植酸的增加,TBARS值反而有所增加;植酸在同一水平,隨茶多酚的增加,TBARS值明顯減小,差異顯著(p<0.05),說明植酸與茶多酚復(fù)合使用時(shí),茶多酚的抗氧化效果優(yōu)于植酸。

      2.4 臘肉抗氧化劑配方優(yōu)化預(yù)測

      研究茶多酚、甘草抗氧化物、植酸三種天然抗氧化劑對(duì)臘肉氧化的影響,在回歸模型方差分析的基礎(chǔ)上,通過響應(yīng)曲面優(yōu)化預(yù)測最佳的添加量,三種抗氧化劑分別取實(shí)驗(yàn)的范圍值,酸價(jià)、過氧化值TBARS取最低值,優(yōu)化預(yù)測結(jié)果如圖1所示,茶多酚為0.04%,植酸為0.02%,不添加甘草抗氧化劑時(shí),臘肉產(chǎn)品的氧化指標(biāo)較小,酸價(jià)為1.57mgKOH/g,過氧化值為0.11g/100g,TBARS為0.267mg/kg,預(yù)測的期望值達(dá)0.962。

      圖1 最佳實(shí)驗(yàn)組可能性預(yù)測

      注:△代表試驗(yàn)因素變量,☆代表試驗(yàn)觀察值變量。

      由圖2可知,從計(jì)算機(jī)篩選的最佳配方所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足我們的期望值分別為酸價(jià)0.994、過氧化值1.00、TBARS 0.894,總體平均期望值達(dá)到了96.16%。

      圖2 天然抗氧化劑最佳配方可取性示意圖

      注:圖中,灰色條帶為自變量,黑色條帶為因變量??v坐標(biāo)最后一項(xiàng)Combined為其余各項(xiàng)的算術(shù)平均值,橫坐標(biāo)表示可取性,最大值1為100%可取。

      2.5 臘肉貯藏期間酸價(jià)的變化

      圖3 貯藏過程臘肉酸價(jià)的變化

      經(jīng)過響應(yīng)曲面優(yōu)化預(yù)測的抗氧化劑最優(yōu)配方,與不添加抗氧化劑的空白對(duì)照組進(jìn)行貯藏對(duì)比試驗(yàn),貯藏期間酸價(jià)的變化如圖3所示,隨著貯藏時(shí)間的延長,各處理組樣品的酸價(jià)均呈逐漸升高的趨勢(shì)。其中,對(duì)照組的真空包裝和無包裝產(chǎn)品酸價(jià)都呈線性上升,差異顯著(p<0.05),貯藏時(shí)間到達(dá)120天時(shí),空白組真空包裝和無包裝產(chǎn)品的酸價(jià)分別為:3.49mgKOH/g和3.55mgKOH/g。兩最優(yōu)組臘肉產(chǎn)品在0~90天期間,酸價(jià)變化不明顯,貯藏90天之后有上升趨勢(shì),但上升的速度較慢,120天時(shí)最優(yōu)組真空包裝和無包裝的酸價(jià)分別為2.04mgKOH/g和2.11mgKOH/g,且最優(yōu)組的酸價(jià)始終低于空白組,說明抗氧化劑的使用可以控制臘肉脂肪的氧化。

      2.6 臘肉貯藏期間過氧化值的變化

      過氧化值只能夠在一定程度上反應(yīng)脂肪氧化酸敗的程度。由圖4可以看出,在臘肉貯藏期間,對(duì)照組無包裝的產(chǎn)品過氧化值的變化較大,差異極顯著(p<0.01),60天時(shí)過氧化值達(dá)到最大,為0.68g/100g,與開始貯藏相比增加量是開始時(shí)的5倍;貯藏60天后過氧化值有所下降,究其原因可能是因?yàn)?,過氧化值是衡量脂肪酸一級(jí)氧化產(chǎn)物即氫過氧化物的指標(biāo),僅能反映出脂肪酸初級(jí)氧化的程度及速率。在貯藏期間脂肪氧化繼續(xù)發(fā)生,脂肪酸進(jìn)一步降解生成其他小分子的酸、醛和酮等化合物。對(duì)照組真空包裝產(chǎn)品在貯藏期間過氧化值變化較小,因?yàn)檎婵瞻b隔絕了產(chǎn)品與氧氣的接觸,抑制了脂肪的氧化。最優(yōu)組產(chǎn)品真空包裝和無包裝的產(chǎn)品,貯藏期間過氧化值變化都較小,差異不顯著(p>0.05),120天時(shí),產(chǎn)品過氧化值分別為:0.08g/100g和0.14g/100g,均低于國標(biāo)(≤0.5g/100g)要求。

      圖4 貯藏過程臘肉過氧化值的變化

      2.7 臘肉貯藏期間TBARS的變化

      從圖5可以看出,臘肉產(chǎn)品在貯藏前30天,TBARS均呈下降的變化;30天之后,對(duì)照組無包裝的產(chǎn)品隨貯藏時(shí)間的延長逐漸上升,差異顯著(p<0.05)。120天時(shí),TBARS達(dá)到0.58mg/kg,有研究顯示,TBARS達(dá)到0.5mg/kg以上時(shí),脂肪氧化正在發(fā)生。對(duì)照組真空包裝的產(chǎn)品TBARS在60天達(dá)到最高值,為0.304mg/kg,在隨后的貯藏期間出現(xiàn)了下降,由于小分子的酸、醛、羧基物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所引起。最優(yōu)組真空包裝和無包裝的產(chǎn)品在貯藏期間變化均呈先下降后上升的交替變化,在貯藏60天~120天緩慢下降,到120天時(shí),TBARS值分別為:0.166mh/kg和0.180mg/kg遠(yuǎn)低于對(duì)照組真空包裝和沒有包裝的產(chǎn)品。脂肪氧化的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程,整個(gè)貯藏期間最優(yōu)組的TBARS變化較小。說明抗氧化劑的使用在臘肉貯藏期間起到了一定的抗氧化效果。

      圖5 貯藏過程臘肉TBARS的變化

      3 結(jié)論

      本試驗(yàn)選用了三種天然的抗氧化劑:茶多酚、甘草抗氧化物、植酸,通過D-optimal設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化復(fù)配,其結(jié)果為:茶多酚0.04%,植酸0.02%,且不添加甘草抗氧化劑時(shí),臘肉產(chǎn)品的各項(xiàng)氧化指標(biāo)較小,產(chǎn)品的抗氧化效果整體較好且明顯高于對(duì)照組。貯藏期間最優(yōu)組的酸價(jià)、過氧化值和TBARS值均低于空白對(duì)照組,說明復(fù)配抗氧化劑的添加有效控制了臘肉的脂肪氧化。

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