花生蛋白水解物制備美拉德反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)豬肉脯品質(zhì)的影響

阮雁春,陳翰玄，劉紅艷,俞燕泉,徐健

(1.江蘇旅游職業(yè)學(xué)院 烹飪科技學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225100；2.江蘇海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，江蘇 連云港 222069)

肉及肉制品能滿足人體重要的營(yíng)養(yǎng)需求，人們對(duì)肉制品品質(zhì)的要求能充分反映出人們的生活現(xiàn)狀，隨著人們對(duì)食品安全的認(rèn)識(shí)，生活水平的提高及消費(fèi)觀念的更新，消費(fèi)者更需要風(fēng)味獨(dú)特和具有保健作用的肉類加工制品。豬肉脯是一種適合消費(fèi)者閑暇時(shí)食用的肉制品，不僅具有獨(dú)特的風(fēng)味，還具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。但是，豬肉脯中的飽和脂肪酸含量較高，并且在加工和貯藏過(guò)程中容易受到空氣、加熱和光照的影響，導(dǎo)致豬肉脯中的脂質(zhì)氧化產(chǎn)生酸敗，降低肉制品的風(fēng)味和感官特性。因此，豬肉脯的脂肪氧化問(wèn)題一直是困擾其生產(chǎn)與儲(chǔ)存的一個(gè)關(guān)鍵元素。防止脂質(zhì)氧化的最直接方式就是添加抗氧化劑。人工合成的抗氧化劑，如丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)與沒(méi)食子酸丙酯(PG)等，雖然具有很強(qiáng)的抗氧化能力，但這些合成抗氧化劑對(duì)人體的肝、脾、肺等均具有較大的毒副作用[1-2]。因此，尋找一些安全、高效的食品添加劑非常有必要。

美拉德反應(yīng)是指食品體系中羰基與氨基之間發(fā)生的一系列反應(yīng)，擁有一個(gè)龐大的反應(yīng)過(guò)程，能夠生成具有清除自由基活性的物質(zhì)[3]。它會(huì)從各個(gè)方面改變食品的品質(zhì)，例如味道、顏色和營(yíng)養(yǎng)效價(jià)等。同時(shí)，美拉德產(chǎn)物是加工食品和貯藏期間通過(guò)自身反應(yīng)生成的一種產(chǎn)物，而且美拉德產(chǎn)物具有很強(qiáng)的對(duì)抗油脂氧化的功效[4]。李鑫等[5]將美拉德反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用于豬肉餡中，結(jié)果表明美拉德反應(yīng)產(chǎn)物可以作為防腐劑，降低豬肉餡的脂肪氧化，延長(zhǎng)貨架期。在反應(yīng)的初級(jí)階段，會(huì)產(chǎn)生并不穩(wěn)定的還原酮，最終致使褐變發(fā)生。還原酮的金屬螯合活性和還原能力在反應(yīng)產(chǎn)物中出現(xiàn)了抗氧化活性，吡咯、呋喃和吡嗪等揮發(fā)性化合物除了能提供很強(qiáng)的抗氧化作用外，還賦予了食品特殊的風(fēng)味[6]。在反應(yīng)的最后階段，聚合和脫水作用將中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為了類黑精，其中高分子量的化合物有很強(qiáng)的螯合能力，從而達(dá)到抗氧化的功效[7-8]。因此，蛋白質(zhì)與多糖的美拉德反應(yīng)是獲得天然擁有抗氧化效果的添加劑的有效方法之一。本文將花生蛋白水解物(peanut protein hydrolysates，PPH)和半乳糖形成美拉德反應(yīng)體系，將美拉德反應(yīng)產(chǎn)物(Maillard reaction products，MRPs)添加到豬肉脯中，探究不同添加量的花生蛋白水解物美拉德反應(yīng)產(chǎn)物提高豬肉脯的保色作用、抑制蛋白氧化和脂肪氧化的作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

花生蛋白粉(蛋白含量80%)：黑龍江省北大荒米業(yè)有限公司；堿性蛋白酶(酶活為2.4 AU/g)、半乳糖：丹麥諾和諾德有限公司；12月齡的大白豬、公豬：嚴(yán)格按照GB/T 22569-2008《生豬人道屠宰技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，4 ℃懸掛排酸成熟24 h，選取豬后腿肉、豬背膘：由臨沂新程金鑼肉制品集團(tuán)有限公司提供；雞蛋、白胡椒粉：市售；食品級(jí)復(fù)合磷酸鹽(三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉與六偏磷酸鈉的質(zhì)量比為2∶2∶10)：西安沐森生物工程有限公司；二硝基苯肼、丙酮、乙酸乙酯、硫代巴比妥酸、三氯乙酸：上海弘順生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LG10-24A高速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；DHG-9240A型恒溫鼓風(fēng)干燥箱 江蘇迅迪儀器科技有限公司；PHS-25型pH計(jì) 梅特勒-托利多公司；CM-6000A色差儀 柯尼卡-美能達(dá)控股公司。

1.3 方法

1.3.1 花生蛋白水解物的制備

根據(jù)Reddy等[9]的方法，將花生蛋白水溶液(4%，W/V)于95 ℃加熱處理5 min，pH調(diào)到8.0左右，堿性蛋白酶在50 ℃水解5 h，酶與底物濃度之比為1∶100(W/W)。水解結(jié)束后，用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH 至7.0，于95 ℃滅酶5 min。所得水解物在9000×g下離心10 min，最后凍干備用。

1.3.2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的制備

根據(jù)杜玲玲等[10]的方法，將DPPH的凍干粉末配成20 mg/mL的溶液，加入D-半乳糖，使蛋白與糖的比例為1∶3。充分混合后放入水浴鍋中，溫度設(shè)置為90 ℃，時(shí)間為6 h，達(dá)到時(shí)間后取出立刻冷卻。將最終獲得的產(chǎn)品在-20 ℃下預(yù)凍、冷凍干燥10 h，在4 ℃的密封條件下進(jìn)行儲(chǔ)藏。

1.3.3 豬肉脯的制作

豬肉脯的制作按照曹葉萍等[11]的方法，并稍作修改。為了更好地研究美拉德反應(yīng)對(duì)豬肉脯中脂質(zhì)氧化的影響，將瘦肉與肥肉按4∶1的比例混合后稱取100 g，加入蔗糖22 g、白胡椒粉0.2 g、復(fù)合磷酸鹽0.15 g、雞蛋液15 g、魚露5 g，斬拌后平均分成6份，第1份作為對(duì)照，第2～4份中分別含有不同濃度的MRPs(6 h)凍干粉(1.0%、1.5%、2.0%)。混勻后制作成重量為75 g、厚度為2.5 mm的豬肉脯，烤熟后在室溫25 ℃條件下貯藏10 d，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.4 色差的測(cè)定

a*值為樣品的紅色度，用0-CAL板和標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行校準(zhǔn)后，將色差儀鏡頭垂直放置于樣品表面測(cè)量，鏡口緊貼肉面(避免漏光)，每個(gè)樣品選取不同的截面位置測(cè)定 3～5次。

1.3.5 pH值的測(cè)定

將豬肉脯研磨后取1.00 g攪碎的樣品與10 mL的蒸餾水混合，用玻璃棒攪拌均勻，在室溫下放置30 min，用濾紙過(guò)濾，用pH計(jì)測(cè)定pH值。

1.3.6 羰基含量的測(cè)定

根據(jù)Fagan等[12]的方法。將肉樣品加入到緩沖溶液(pH 7.4)中，在打碎后濾得的清液中加入10% TCA后，將離心得到的沉淀用鹽酸∶丙酮(3∶100，V/V)混合溶液洗滌2次。將1 mL的二硝基苯肼(10 mmol/L)加到樣品中，對(duì)照組為2 mol HCl，在25 ℃下每隔15 min渦旋混合1次，持續(xù)4次，添加20% TCA 1 mL，離心得到的沉淀用乙酸乙酯∶乙醇(1∶1)混合洗滌3次，再將沉淀用鹽酸胍溶液重新溶解后再進(jìn)行離心，得到的上清液在370 nm處進(jìn)行比色。羰基含量通過(guò)分子消光系數(shù)22000 M-1/cm-1進(jìn)行計(jì)算。

1.3.7 TBARS值的測(cè)定

參照Yu等的方法并略微調(diào)整[13]。將貯藏0，1，4，7，10 d的肉樣與硫代巴比妥酸和鹽酸-三氯乙酸混合液進(jìn)行混合，放入沸水浴中加熱30 min，冷卻后取上述溶液與等體積的氯仿混合，離心后在532 nm處比色，計(jì)算公式如下：

TBARS(mg/kg)=A/W×9.48。

式中：A為溶液在532 nm處的吸光值；W為樣品的質(zhì)量，g。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Statistix 8.1軟件下的General AOV/AOCV對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異性進(jìn)行分析，方法為Turkey HSD。此外，試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和方差的計(jì)算采用該軟件下的描述統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行分析，采用Sigmaplot 12.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯紅度值的影響

色澤是決定豬肉脯品質(zhì)的重要因素，并影響消費(fèi)者的感官評(píng)價(jià)。當(dāng)豬肉脯發(fā)生氧化后，氧合肌紅蛋白會(huì)轉(zhuǎn)變成灰褐色的高鐵肌紅蛋白，使豬肉脯的色澤降低[14]。添加不同量MRPs的豬肉脯在各儲(chǔ)藏期內(nèi)a*值的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯紅度值的影響Fig.1 Effect of MRPs with different additive amount on the redness values of dried pork slices

由圖1可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，所有樣品的a*值都呈現(xiàn)明顯降低的變化趨勢(shì)(P<0.05)。豬肉脯中含有一定量的脂肪，在存儲(chǔ)期間會(huì)與空氣中的氧氣反應(yīng)，鮮紅色的肌紅蛋白逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F肌紅蛋白，致使豬肉脯的紅度值降低。并且7 d的儲(chǔ)藏期內(nèi)，對(duì)照組的紅度值始終低于添加MRPs的豬肉脯。在第7天時(shí)，MRPs添加量為2%的豬肉脯和對(duì)照組的a*值分別為10.46和9.18。對(duì)照組的a*值較低可能是豬肉脯在儲(chǔ)藏過(guò)程中發(fā)生了氧化，生成的高鐵肌紅蛋白致使豬肉脯的a*值明顯下降。然而，當(dāng)MRPs的添加量為2%時(shí)，紅度值最大?？梢?jiàn)，較高濃度的MRPs能夠發(fā)揮其抗氧化作用，減少豬肉脯的脂肪氧化，促使肉品保持原有的鮮紅顏色，MRPs對(duì)豬肉脯儲(chǔ)藏期間的保色具有良好的促進(jìn)作用。各處理組的豬肉脯隨著貯藏時(shí)間的增加，色澤均呈現(xiàn)顯著降低的變化趨勢(shì)，可見(jiàn)貯藏時(shí)間仍影響著豬肉脯的a*值。

2.2 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯羰基含量的影響

羰基是由二硝基苯肼和蛋白反應(yīng)生成的，通過(guò)考察豬肉脯中羰基含量的變化情況，能夠進(jìn)一步反映出蛋白質(zhì)的氧化程度，羰基含量越高則說(shuō)明蛋白氧化發(fā)生得越劇烈[15-16]。MRPs的添加量對(duì)豬肉脯中羰基的生成量具有顯著的影響，0～7 d儲(chǔ)藏期內(nèi)豬肉脯羰基含量的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖2。

圖2 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯羰基含量的影響Fig.2 Effect of MRPs with different additive amount on the carbonyl content of dried pork slices

由圖2可知，在7 d的儲(chǔ)藏期內(nèi)，豬肉脯的羰基含量隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)顯著升高的趨勢(shì)(P<0.05)。與對(duì)照組相比，添加MRPs的各個(gè)處理組羰基的含量均顯著降低，并且在同一儲(chǔ)藏時(shí)間內(nèi)，添加MRPs的含量越高，羰基含量越低。貯藏7 d后，對(duì)照組的羰基含量增加了近3倍，而添加2% MRPs的處理組羰基含量?jī)H增加了不到2倍。這是因?yàn)镸RPs能夠很好地減少羰基的生成，添加量越多，對(duì)蛋白氧化的抑制作用越顯著。由此可見(jiàn)，MRPs能夠較為明顯地解決豬肉脯在儲(chǔ)藏過(guò)程中蛋白發(fā)生的氧化所帶來(lái)的危害問(wèn)題。

2.3 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯pH值的影響

由圖3可知，不同處理組豬肉脯的pH值隨著貯藏期的增加均呈現(xiàn)顯著增加的變化趨勢(shì)(P<0.05)。這是因?yàn)樨i肉脯中的微生物將肉中的蛋白質(zhì)逐漸分解成氨以及三甲胺類等堿性物質(zhì)，從而導(dǎo)致pH值逐漸增大[17-19]。同一貯藏時(shí)間下，各處理組之間的pH值具有顯著的差異性(P<0.05)。第7天時(shí)，對(duì)照組與MRPs添加量為1%、1.5%、2%的豬肉脯的pH值分別為6.05，6.12，6.25，6.36，MRPs的添加量越高，豬肉脯的pH值越大?？赡苁且?yàn)槊览路磻?yīng)能夠促進(jìn)自由基的生成，自由基可能與花生蛋白的側(cè)鏈發(fā)生反應(yīng)，從而減少酸性基團(tuán)的數(shù)量，導(dǎo)致添加美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的豬肉脯的pH值有所提高。

圖3 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯pH值的影響Fig.3 Effect of MRPs with different additive amount on the pH values of dried pork slices

2.4 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯TBARS值的影響

脂質(zhì)氧化后會(huì)生成氫過(guò)氧化物，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的氧化會(huì)生成醛、酮、酸等產(chǎn)物[20-21]，是影響肉制品貯藏品質(zhì)的重要因素，TBARS值能夠反映出油脂二級(jí)氧化產(chǎn)物丙二醛的含量[22-23]。由圖4可知，各處理組的TBARS值隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加均呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢(shì)(P<0.05)。新制作的豬肉脯中的二級(jí)氧化產(chǎn)物較少，但隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，各處理組的TBARS值顯著增大(P<0.05)。說(shuō)明隨著貯藏期的增加，豬肉脯中的油脂發(fā)生氧化，逐漸轉(zhuǎn)化成二級(jí)氧化產(chǎn)物，導(dǎo)致豬肉脯的品質(zhì)逐漸降低。在第10天時(shí)，MRPs的添加量為0%、1.0%、1.5%和2.0%時(shí)，豬肉脯的TBARS值分別為6.68，5.90，5.24，4.15 mmol/kg。當(dāng)MRPs的添加量為2%時(shí)，MRPs對(duì)豬肉脯TBARS值的抑制效果是未加入MRPs樣品的1.5倍。這主要是因?yàn)镸RPs中的類黑精、還原酮具有很強(qiáng)的金屬螯合活性和還原能力；吡咯、呋喃和吡嗪等揮發(fā)性化合物提供了很強(qiáng)的抗氧化作用，這些物質(zhì)均能起到對(duì)抗脂肪氧化的作用，一定程度上能夠抑制二級(jí)氧化產(chǎn)物的生成。

圖4 不同添加量的MRPs對(duì)豬肉脯TBARS值的影響Fig.4 Effect of MRPs with different additive amount on the TBARS values of dried pork slices

3 結(jié)論

花生蛋白水解物與半乳糖形成的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物能夠改善貯藏期間豬肉脯的品質(zhì)特性?；ㄉ鞍姿馕锩览路磻?yīng)產(chǎn)物不僅能夠?qū)怪狙趸?、抑制二?jí)氧化產(chǎn)物的生成，還能夠抑制豬肉脯儲(chǔ)藏期間的蛋白氧化。此外，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物能夠使豬肉脯保持原有的鮮紅色，對(duì)豬肉脯儲(chǔ)藏期間的保色具有良好的促進(jìn)作用?；ㄉ鞍姿馕锩览路磻?yīng)產(chǎn)物的添加量與豬肉脯的品質(zhì)呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的添加量為2.0%時(shí)，對(duì)豬肉脯的保色效果最顯著，羰基含量最低，抑制油脂氧化的作用最強(qiáng)。可見(jiàn)，還原性多糖與蛋白水解物通過(guò)美拉德反應(yīng)生成的產(chǎn)物能夠作為新型食品保色劑和抗氧化劑應(yīng)用到肉類制品中，為生產(chǎn)健康、天然的食品提供了一定的理論基礎(chǔ)，并且具有切實(shí)可行的實(shí)際意義。