復合抗氧化劑對凍肉MPI蛋白凝膠的影響

潘君慧，康有馀，劉澤龍

(1.浙江省亞熱帶作物研究所，浙江溫州 325005;2.中糧營養健康研究院，北京 100020)

對于需要長期儲備及長途運輸的肉類產品，一般采用冷凍方式延長其保存期。雖然微生物生長在凍藏中得到抑制，但肉制品的品質會發生不可逆轉的劣變。近年研究顯示，除了脂質的氧化，蛋白冷凍變性外，蛋白氧化也是導致冷凍肉品質劣化的重要原因［1］。在肉及肉制品中，肌原纖維蛋白作為主要蛋白質，對肉蛋白功能尤其是凝膠性起主要作用。而肌原維蛋白對活性氧的攻擊非常敏感，后者會改變前者的結構，使其凝膠性質發生較大變化［2］。因此，尋找合適的措施控制凍藏過程的氧化，并且保持凍藏肉品質和蛋白功能具有重要意義。本研究主要探討一種復合抗氧化劑對冷凍肉肌原纖維蛋白特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮豬后腿肉 (屠宰后2 d)購于當地超市。

復合抗氧化劑為抗壞血酸、α-生育酚和茶多酚。

超純水，美國Millipore公司產;5，5-二硫代雙 (2-硝基苯甲酸)、三硝基苯磺酸，美國Sigma公司產;其他試劑 (分析純)，國藥集團化學試劑有限公司產。

機械攪拌器，廣州儀科實驗儀器有限公司產;UV-2800H型紫外可見分光光度計，尤尼柯 (上海)儀器有限公司產;DS-1高速組織搗碎機，上海精科實業有限公司產;Avanti J-26 XP高速冷凍離心機，美國Beckman公司產;A-XT Plus質構儀，英國Stable Micro Systems公司產。

1.2 方法

豬肉經過剔除筋膜后切丁 (10 mm×10 mm×10 mm)，混勻后取部分肉 (0周樣品)作為陽性對照進行相關指標的測定，其余部分隨機分為2份，一份作為陰性對照，另一份添加復合抗氧化劑(0.2%抗壞血酸、0.2% α-生育酚和0.2%茶多酚，m/m)，分裝后進行普通密封包裝，分別記為1號、2號樣品，并放于-18℃冰箱貯藏24周，期間按不同貯藏時間取樣測定相關指標。

凍肉樣品的脂質氧化程度 (硫代巴比妥酸反應產物/TBARS含量)測定參考Vyncke的方法［3］。肌原纖維蛋白的提取參考Xiong等［2］的方法，蛋白濃度用雙縮脲法測定。

蛋白總巰基的測定使用Ellman試劑法［4］，在412 nm測定其吸光值。巰基含量 (nmol·mg-1蛋白)使用摩爾吸光系數136 000 L·mol-1·cm-1。

蛋白溶解性的測定參考Xiong等［5］測定肌原纖維蛋白溶解性的方法，蛋白質溶解度為上清液中蛋白濃度占原樣品中蛋白濃度的百分比。

蛋白凝膠的制備及凝膠強度測定。將5 g濃度為30 mg·mL-1肌原纖維蛋白溶液置于瓶底玻璃管中800 g，4℃離心1 min，然后置于水浴鍋中，從20℃開始以1.2℃ ·min-1的速率升溫，至75℃時取出迅速置于冰浴中冷卻。在4℃冰箱中過夜后，使用文獻［6］方法進行強度測定。

所有數據均為2次重復，3次平行。數據處理使用Statistix 9.0軟件進行方差分析和顯著性分析，顯著性數據用字母標記，其中不含相同字母的任意2個樣品間有顯著差異 (P＜0.05)。

2 結果與分析

2.1 脂質氧化

從圖1所知，2種樣品的脂質氧化在貯藏初期 (2～4周)沒有顯著的增加。隨著貯藏時間的延長，普通包裝的肉樣經凍藏4周以后脂質氧化產物顯著增加，8～24周變化平緩，該結果與文獻 ［7］較一致。雖然在凍藏階段2號樣品的脂質氧化產物有所增加，但由于復合抗氧化劑的作用，比1號樣品所生成的脂肪初級氧化產物有明顯減少。

2.2 巰基含量

從巰基測定結果 (圖2)來看，2種凍藏肉的總巰基從貯藏初期就有顯著下降，1號隨后處于一個穩定階段，而2號處理的總巰基含量在貯藏2周后已經明顯少于1號處理。2號樣品巰基的下降有2種可能:一是由于抗壞血酸的存在反而會生成脫氫抗壞血酸促進蛋白中巰基的氧化，降低巰基含量［8］;二是茶多酚很可能直接與游離巰基相作用，降低了其檢出含量［9］。而α-生育酚為脂溶性抗氧化劑可能難以有效保護蛋白巰基。

2.3 肌原纖維蛋白溶解性

圖1 2種樣品脂質氧化的比較

圖2 2種樣品蛋白總巰基含量的比較

圖3 可以看出，肉樣經凍結、化凍后肌原纖維蛋白在鹽溶液中的溶解度顯著下降，說明除冷凍因素外，蛋白氧化也影響蛋白的結構。2號樣品隨貯藏時間延長略有上升，這可能和抗氧化劑的氧化產物與肌纖維蛋白相互作用有關。

圖3 2種樣品肌原纖維蛋白溶解度的比較

2.4 肌原纖維蛋白凝膠強度

圖4 可見，樣品的凝膠強度相比原始樣品有不同程度的降低，2號樣品降低尤為顯著。由于樣品所含的酚類物質可能對巰基有封閉作用 (前期)，該作用以及氧化后期形成的過多二硫鍵交聯 (圖2)都會影響蛋白凝膠網絡的形成。另外，凝膠強度除受加熱速率和成膠終點溫度的影響外，也會受上述蛋白溶解度的影響［10-11］。

圖4 2種樣品肌原纖維蛋白凝膠強度的比較

3 小結與討論

凍藏過程中會發生脂質與蛋白氧化，后者會影響蛋白的凝膠能力。抗氧化劑的選擇對脂質和蛋白氧化有不同作用，對蛋白的功能也有明顯影響。對比文獻所報道的單一添加α-生育酚、L-抗壞血酸和綠茶提取物 (茶多酚為主)凍藏1周的結果，在本研究中，復合抗氧化劑可在4周內保持較低的氧化水平，抗氧化效果介于所報道的單一使用L-抗壞血酸和α-生育酚及茶葉提取物之間［8］。盡管α-生育酚可在其他抗氧化劑存在下 (比如抗壞血酸)氧化后再生而作為有效的抗氧化劑［12］，但也會受到肉中生成的過氧化氫的影響。過氧化氫能夠降解肌紅蛋白，釋放出鐵離子，在金屬離子的作用下轉變為反應活性強的羥自由基［13-14］，從而使復合抗氧化劑中的L-抗壞血酸反而參與氧化。而植物多酚也很有可能與蛋白中某些殘基作用，影響其凝膠特性。總之，本研究結果是上述正、負面效應的綜合表現。

抗氧化劑種類的選擇與復配對抑制冷凍肉貯藏過程中的脂質與蛋白氧化，保持肌原纖維蛋白功能性質有很大影響，而其復配的有效策略還需要進一步探討。

［1］ Ooizumi T，Xiong Y L.Biochemical susceptibility of myosin in chicken myofibrilssubjected to hydroxylradicaloxidizing systems ［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2004，52:4303-4307.

［2］ Xiong Y L，Park D，Ooizumi T.Variation in the cross-linking pattern of porcine myofibrillar protein exposed to three oxidative environments ［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，57:153-159.

［3］ Vyncke W. Evaluation ofthe directthiobarbituric acid extraction method for determining oxidative rancidity in mackerel(Scomber scombrus L.) ［J］.Fette Seifen Anstrichm，1975，77:239-240.

［4］ Ellman G L.Tissue sulfhydryl groups ［J］.Arch Biochem Biophys，1959，82:70-77.

［5］ Xiong Y L，Lou X，Wang C，et al.Protein extraction from chicken myofibrils irrigated with various polyphosphate and NaCl solutions ［J］.J Food Sci，2000，65:96-100.

［6］ Xiong Y L，Blanchard S P，Ooizumi T，et al.Hydroxyl radical and ferryl-generating systems promote gel network formation of myofibrillar protein ［J］.Journal of Food Science，2010，75:215-221.

［7］ Allen J C，Hamilton R J.Ranken M D.Rancidity in Foods［M］.New York:Chapman and Hall，1994:191-202.

［8］ Haak L，Raes K，De Smet S.Effect of plant phenolics，tocopherol and ascorbic acid on oxidative stability of pork patties［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2009，89:1360-1365.

［9］ Jongberg S，Skov S H，T?rngren M A，et al.Effect of white grape extract and modified atmosphere packaging on lipid and protein oxidation in chill stored beef patties ［J］.Food Chemistry，2011，128:276-283.

［10］ Foegeding E A，Allen C E，Dayton W R.Effect of heating rate on thermally formed myosin，fibrinogen and albumin gels ［J］.Journal of Food Science，1986，51:104-108.

［11］ Xiong Y L，Brekke C J.Protein extractability and thermally induced gelation properties of myofibrils isolated from pre-and postrigor chicken muscles ［J］.Journal of Food Science，1991，56:210-215.

［12］ Papas A.Antioxidant status，diet，nutrition，and health［M］.Papas A.Boca Raton:CRC Press，1999:72-79.

［13］ Stief T W.The physiology and pharmacology of singlet oxygen［J］.Medical Hypotheses，2003，60:567-572.

［14］ Korycka-Dahl M，Richardson T.Activated oxygen species and oxidation of food constituents［J］.CRC Crit Rev Food Sci Nutr，1978，10:209-241.