不同脂肪添加量的牛肉餅在反復凍融過程中的品質變化

朱迎春，王水晶，馬儷珍*，黨曉燕，王 洋

（1.山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801；2. 陜西博鴻生物科技有限公司，陜西 西安 710000；3.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384；4.天津農學院水產學院，天津市水產生態及養殖重點實驗室，天津 300384）

不同脂肪添加量的牛肉餅在反復凍融過程中的品質變化

朱迎春1，王水晶2，馬儷珍3,*，黨曉燕1，王 洋4

（1.山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801；2. 陜西博鴻生物科技有限公司，陜西 西安 710000；3.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384；4.天津農學院水產學院，天津市水產生態及養殖重點實驗室，天津 300384）

探究不同脂肪添加量的牛肉餅在反復凍融過程中，其肌原纖維蛋白氧化、理化性質及感官品質的變化情況，闡明反復凍融、脂肪含量與蛋白氧化之間的關系，并分析由此導致的產品品質變化。將絞碎的牛背部脂肪按比例添加于絞碎的牛背最長肌肉中，分別添加相同的食鹽等輔料，制得3 組脂肪含量不同的牛肉餅，即未添加牛脂肪組（F0）、添加10%牛脂肪組（F10）和添加20%牛脂肪組（F20）。真空包裝后于－18 ℃冷凍貯藏，期間反復凍融5 次循環，每次凍融后測定樣品的感官品質、硫代巴比妥酸反應產物（thiobarbituric acid resctive substances，TBARS）值、色澤參數、解凍損失率，提取肌原纖維蛋白測定羰基含量、總巰基含量、蛋白溶解度，并通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）觀察肌原纖維蛋白的聚集和降解程度。結果表明：隨著凍融次數和脂肪含量的增加，牛肉餅的TBARS值、解凍損失率、亮度（L*）值、黃度（b*）值、羰基含量顯著增加（P＜0.05），紅度（a*）值、總巰基含量、蛋白溶解性顯著降低（P＜0.05）。SDS-PAGE結果顯示，隨凍融次數和脂肪含量的增加，肌原纖維蛋白的肌球蛋白重鏈發生聚合，副肌球蛋白和肌動蛋白發生降解。牛肉餅經油煎熟制后進行感官評價，其品質隨脂肪含量增加而提高，但隨凍融次數增加而下降，特別是凍融3 次之后的牛肉餅質地變硬，多汁性下降。相關性分析表明，凍融次數及脂肪含量均與蛋白氧化指標（羰基、總巰基、蛋白溶解性）及理化指標（TBARS值、解凍損失率、L*、a*、b*）極顯著相關（P＜0.01）。實驗表明，反復凍融引起牛肉肌原纖維蛋白氧化，導致牛肉餅品質下降；脂肪含量的增加提高了感官得分，但同時加速了蛋白氧化和理化性質的變化。所以在實際的生產中，適當的脂肪含量可提高牛肉制品的品質，但注意冷凍貯藏要保持溫度盡可能低且恒定。

牛肉餅；凍融循環；脂肪含量；肌原纖維蛋白；氧化；品質特性

朱迎春, 王水晶, 馬儷珍, 等. 不同脂肪添加量的牛肉餅在反復凍融過程中的品質變化[J]. 食品科學, 2017, 38(11): 174-181. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201711028. http://www.spkx.net.cn

ZHU Yingchun, WANG Shuijing, MA Lizhen, et al. Quality changes of beef patties with different fat contents during multiple freeze-thaw cycles[J]. Food Science, 2017, 38(11): 174-181. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201711028. http://www.spkx.net.cn

冷凍貯藏是目前應用最廣泛的肉與肉制品保存方法，它能較好地保持產品品質并使產品具有較長貨架期。在全球肉類進出口市場中，每年冷凍肉的進出口額超過130億美元。但是如果冷鏈體系不規范，在貯存、運輸、零售及銷售過程中肉類極易經歷反復的冷凍-解凍（凍融）過程[1]。隨著凍融次數增加，肌纖維細胞會破裂使胞內酶釋放到肌漿中，促進肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）氧化[2]。大量研究證實MP氧化不僅使蛋白質的凝膠性、乳化性、黏度、溶解度和持水能力等功能特性發生變化，也會使肉制品物理和化學性質發生改變，導致食用品質下降[3-6]。因此由反復凍融引起的肉類食用品質問題日益受到供應商和消費者的關注。

隨著生活水平的提高和生活節奏的加快，方便、營養、衛生的快餐食品越來越受到人們的青睞。近30年來，以漢堡包為代表的西式快餐在快餐業占據著較大的份額。牛肉餅作為漢堡包中必不可少的組成部分承載著提供營養、增加口感的作用[7]。牛肉餅中適量的脂肪不僅可以提高產品的風味，增強產品的光滑性和多汁性，而且能夠降低成本。但脂肪含量的增加在提高口感的同時，也可能會促進蛋白氧化，進而影響產品的食用品質和營養價值。另外，制作成型的牛肉餅在冷凍保存過程中存在著反復凍融的風險，目前對牛肉餅在反復凍融過程中其理化指標和MP氧化變化鮮有報道。

本研究以牛背最長肌為原料，絞碎成牛肉粒，添加不同比例牛背部脂肪和其他配料制得脂肪含量不同的牛肉餅，測定反復凍融過程中樣品的感官品質、理化指標（硫代巴比妥酸反應產物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、色澤參數、解凍損失率），提取MP測定蛋白氧化程度（羰基含量、總巰基含量、蛋白溶解度），并通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）觀察MP的聚集和降解程度，研究凍融次數和脂肪含量對MP氧化及牛肉餅品質特性的影響，闡明反復凍融、脂肪含量與產品品質之間的關系，為在實際生產中提高牛肉制品品質提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛背最長肌、牛背部脂肪購于天津科爾沁牛肉專賣店。

2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,4-二硝基苯肼（2,4-dinitrophenylhydrazine，DNPH）、三氯乙酸、三羥甲基氨基甲烷（Tris）、Tris-HCl、乙醚、石油醚、硼酸、氯仿、乙酸乙酯、氧化鎂、鹽酸胍、甲醛、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）、CuSO4、甘氨酸、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺（bisacrylamide，BIS）、β-巰基乙醇、N-乙基馬來酰亞胺（N-ethyl maleimide，NEM）、過硫酸銨（ammonium persulfate，APS）、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺（N,N,N’,N’-methyl ethylenediamine，TEMED）、尿素、考馬斯亮藍G-250、SDS、牛血清白蛋白均為分析純。

1.2 儀器與設備

PB-10酸度計 瑞典Sartorius公司；MM12絞肉機廣東韶關市新通力食品機械有限公司；JT3101N分析天平上海精密實驗設備有限公司；ST40R冷凍離心機 德國Theromo Scientific公司；FA25高速剪切乳化分散機上海弗魯克流體機械制造有限公司；WFJT200可見分光光度計 尤尼柯儀器有限公司；PowerPacTM Bas電泳儀美國Bio-Rad公司；CM-5色差儀 日本Konica Minolta公司。

1.3 方法

1.3.1 肉餅制作及實驗設計

取宰后經過排酸處理的牛背最長肌和牛背部脂肪，分別絞碎（絞肉機篩板3 mm），將瘦肉、牛背部脂肪、調味料、植物油等輔料按表1比例添加，根據牛背部脂肪添加量（按肉總質量的0%、10%和20%）分別標記為F0、F10和F20，攪拌均勻，4 ℃條件下腌制1 h，稱取肉餡（100±2） g于特制模具中，制成直徑為8 cm，高度為1 cm的牛肉餅（beef patties，BP），每個BP放于一個聚乙烯袋中，聚乙烯袋透氧性為0.6 cm3/（100 m2·24 h·0 ℃），透水性為0.6 g/（100 m2·24 h·38 ℃），真空包裝后，取出0 d樣品用于指標測定，其余樣品在（－18±1） ℃條件下凍藏，7 d后全部取出，在室溫條件下進行流水解凍，待肉樣中心溫度達到0～2 ℃即完成第1次冷凍-解凍的凍融循環過程，留出檢測樣品，剩余肉樣冷凍并依次進行第2、3、4、5次冷凍-解凍循環并測定各項指標。

表1 牛肉餅的配方Table 1 Formulation of beef patties

1.3.2 基本營養成分的測定

蛋白質含量測定：參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》；粗脂肪含量測定：參照GB 5009.6—2010《食品中脂肪的測定》；水分含量測定：參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》；灰分含量測定：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》。

1.3.3 色差的測定

取不同脂肪含量的牛肉糜填充于比色皿內，壓實、抹平，保證測定表面平整無氣泡。使用D65、10?標準光源，將待測樣品置于色差儀反射區（1 cm），使反射區完全覆蓋。先利用儀器自帶白板進行矯正，然后進行測量，并記錄所測樣品的亮度（L*）、紅度（a*）、黃度（b*）值。

1.3.4 解凍損失率的測定

準確稱量解凍前肉餅的質量m1和解凍后肉餅的質量m2，解凍損失率（thawing loss，TL）計算如公式（1）所示。

1.3.5 MP的制備

MP提取依照Jiang Xinjing等[8]的方法略加修改：準確稱取5 g肉樣，加4 倍體積的pH 7.0緩沖液（包含0.1 mol/L KCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L EGTA、10 mmol/L Na2HPO4），13 000×g勻漿30 s，在4 ℃ 2 000×g離心15 min，棄上清液，重復3 次，再加入8 倍的洗液（0.1 mol/L NaCl），13 000×g勻漿30 s，2 000×g、2 ℃離心15 min。棄上清液，再重復勻漿離心1 次，第3次加洗液勻漿后，用兩層紗布過濾，用0.1 mol/L HCl調濾液的pH值為6.2。將調好pH值的蛋白2 000×g、2 ℃離心15 min，棄上清液即得到MP。將制備好的MP，保存在冰盒里放置在0～4 ℃冰箱中，48 h之內使用。

1.3.6 蛋白羰基含量的測定

羰基含量的測定參照Oliver等[9]的方法。取100 μL質量濃度為25 mg/mL的蛋白溶液放入10 mL塑料離心管中，每管中加入2 mL濃度為10 mmol/L DNPH，振蕩1 h（期間每隔10 min旋渦振蕩一次），添加2 mL 20%三氯乙酸停止反應，11 000×g離心3 min，倒掉上清液，用濾紙吸干外壁液滴，在通風廚中，加入4 mL乙酸乙酯-乙醇（1∶1，V/V）振蕩混勻，倒掉上清液，洗滌沉淀3次，將得到的沉淀自然風干，風干后加入3 mL 6 mol/L鹽酸胍溶液，在50 ℃條件下恒溫水浴45 min使溶解沉淀，在370 nm波長處測定吸光度（A370nm）。對照組開始時只加入2 mL 2 mol/L鹽酸，其余操作相同。使用分子吸光系數22 000 L/（mol·cm）計算羰基含量。在280 nm波長處測定吸光度，用牛血清白蛋白作為標準溶液繪制標準曲線，計算出蛋白含量。

式中：106為單位轉換系數；ρ為用鹽酸胍做空白在280 nm波長處測得的蛋白質量濃度/（mg/mL）。

1.3.7 蛋白總巰基含量的測定

蛋白質的總巰基含量的測定參考Ellman[10]的方法。吸取2 mg/mL的蛋白溶液0.5 mL置于10 mL的塑料離心管中，加入2.5 mL含8 mol/L 尿素的Tris-甘氨酸（10.4 g Tris，6.9 g甘氨酸，每升中加1.2 g EDTA，pH 8.0），每隔1.5 min加入20 μL DTNB（0.004 g DTNB用Tris-甘氨酸溶解定容到1 mL，避光），計時反應25 min后立即在412 nm波長處測吸光度（嚴格控制時間，反應時要避光），測得A412nm，對照組不加蛋白溶液，其他處理方法相同。總巰基含量計算使用摩爾消光系數13 600 L/（mol·cm），被溶解的蛋白含量使用考馬斯亮藍法測定，計算見公式（3）。

式中：106為單位轉換系數；ρ為考馬斯亮藍法在595 nm波長處測得的蛋白質量濃度/（mg/mL）。

1.3.8 MP溶解性的測定

參照Benjakul等[11]的方法并略加修改。將提取的牛肉糜MP溶于pH 6.2的蛋白溶解液（0.6 mol/L NaCl、 2 mmol/L MgCl2、10 mmol/L焦磷酸鈉、10 mmol/L PIPES）中，配成5 mg/mL的溶液，將配好的溶液在2 ℃條件下放置4 h（每隔10 min漩渦振蕩一次），然后溶液在2 ℃、5 000×g離心15 min，用雙縮脲法測定上清液中的蛋白含量。MP的溶解程度用溶解性（protein solubility，PS）來表示，計算見公式（4）。

1.3.9 SDS-PAGE分析

參照Laemmli[12]的方法并略作修改。2 mg/mL MP樣品加入等量SDS-PAGE樣品緩沖液成為1 mg/mL的樣品，沸水浴加熱3 min后置于冰中冷卻，加入50 μL溴酚藍，4 ℃、10 000×g離心3 min。吸取上清液20 μL進行點樣，濃縮膠質量分數為4%，分離膠質量分數為12%。樣品在濃縮膠中電流為20 mA，進入分離膠后電流改為40 mA。電泳結束后，染色液染色45 min，然后用脫色液脫至膠片透明，最后利用凝膠成像儀成像。SDS-PAGE標準分子質量蛋白由中國科學院上海生物化學研究所提供。

1.3.10 感官評定

將新鮮或充分解凍的牛肉餅置于電餅鐺中烤制至中心溫度達到75 ℃，立即請7 名專業人員組成的感官評定小組進行感官評分。評價標準包括牛肉餅的質構、多汁性、酸敗味、整體接受性4 項，每項指標分值為1～10 分。對于質構，1～10 分為粗糙至光滑；對于多汁性，1～10 分為干燥至多汁；對于酸敗，1～10 分為感覺不到至嚴重的刺激氣味；對于整體接受性，1～10 分為低至高。

1.4 數據統計分析

2結果與分析

2.1 不同脂肪含量的牛肉餅基本營養成分

表2 3 組牛肉餅的基本組成成分Table 2 Basic components of beef patties with different fat contents %

由表2可知，由于牛背最長肌中含有一定量的脂肪，所以添加一定比例的脂肪后，3 組樣品的實際脂肪含量分別為6.81%（F0）、15.62%（F10）和24.94%（F20），導致蛋白質、水分和灰分含量隨著脂肪添加量的增加而降低（P＜0.05）。

2.2 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP氧化的影響

2.2.1 羰基含量的變化

圖1 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP羰基含量的影響Fig. 1 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on carbonyl content of myofibrillar protein in beef patties

由圖1可知，F0、F10和F203 組牛肉餅在未冷凍前其MP羰基含量為0.80～0.88 nmol/mg，差異并不顯著（P＞0.05）。隨著凍融次數的增加，羰基含量均顯著增加（P＜0.05），在凍融5 次時，3 組牛肉餅（F0、F10和F20）羰基含量分別比新鮮狀態時增加了2.75（F0）、4.05（F10）、4.76（F20） 倍，這可能是在反復凍融過程中，MP氨基酸側鏈基團被氧自由基攻擊發生了氧化或肽鍵發生了斷裂，羰基化合物及其衍生物含量增加的緣故[13]。夏秀芳[14]、Reznick[15]等研究表明凍結-解凍循環過程中，細胞不斷釋放氧化酶和促氧化劑，蛋白質、脂肪的變性會促使氧化劑重新分布，加速了蛋白、脂肪的氧化，導致蛋白質羰基含量增加。從F0、F10和F203 組牛肉餅之間比較可知，脂肪添加比例越大，其羰基含量越高，說明脂肪的氧化促進了蛋白的氧化。Eymard等[16]研究表明蛋白氧化和脂肪氧化具有相同的催化劑，它們既可單獨進行反應又可相互作用，脂肪氧化所生成的醛基可與蛋白氧化所生成的氨基進行反應形成席夫堿（Schiff base）而使羰基含量增加。Xiong Youling L.[17]也認為蛋白氧化與脂肪氧化具有類似的自由基鏈式反應，脂肪氧化產生的過氧化物能加速蛋白氧化。

2.2.2 總巰基含量的變化

圖2 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP總巰基含量的影響Fig. 2 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on total sulfhydryl content of myofibrillar protein in beef patties

凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP總巰基含量的變化如圖2所示。3 組新鮮牛肉餅（凍融0 次）總巰基含量為123.79～127.43 nmol/mg，差異不顯著（P＞0.05），隨著凍融次數增加，所有樣品中總巰基含量顯著降低（P＜0.05）。凍融5 次后，F0、F10和F203 組牛肉餅中MP總巰基含量分別降低到49.59、37.71 nmol/mg和21.58 nmol/mg。巰基（—SH）是蛋白分子中非常重要的功能基團，總巰基含量的減少可能是由于巰基之間形成了二硫鍵或是巰基與低分子質量的水溶性蛋白分子片段發生了交聯作用[18]。比較不同脂肪含量的樣品（F0、F10和F20）可知，F20組總巰基含量下降速率大于其他兩組，可能原因除了脂肪氧化促進二硫鍵的形成外，也可能同時促進了半胱氨酸的氧化[5]。半胱氨酸位于肌球蛋白頭部的酶促反應中心，往往最易于遭受氧自由基的攻擊而被氧化并最終導致巰基含量降低[19]。

2.2.3 溶解性的變化

凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP溶解性的影響如圖3所示。總體來看，凍融次數和脂肪含量對MP溶解性都有明顯的影響，反復凍融是導致牛肉餅中MP溶解性下降的重要原因，凍融5 次后3 組牛肉餅的MP溶解性由0 次的69.27%～73.84%降至5 次的12.26%～29.42%。與此同時，脂肪含量也起著很重要的作用，脂肪含量越高，對MP溶解性的破壞性越大，特別是F20組，凍融5 次時MP溶解性降為12.26%，顯著低于其他組（P＜0.05）。如前所述，凍融次數和脂肪含量的增加易使牛肉餅中MP發生氧化，MP發生聚集后改變了蛋白質的立體結構，起連接作用的氫鍵斷裂，內側的一些疏水基團暴露在外側，相對減少了蛋白質表面的有效電荷，降低了蛋白質親水性，從而導致MP溶解性明顯下降[20]。

圖3 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP溶解性的影響Fig. 3 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on solubility of myofibrillar protein in beef patties

從圖1～3綜合來看，牛肉餅中MP溶解性下降的趨勢與羰基含量及總巰基含量的變化存在顯著相關性，蛋白氧化使牛肉餅中MP羰基生成量增加，分子間二硫鍵交聯加強，蛋白質表現出較低的溶解性。

2.2.4 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP聚合和分解程度的影響

SDS-PAGE圖譜中高分子質量條帶的擴展、模糊、弱化、消失及低分子質量條帶的出現及濃度加強是蛋白質分子不斷降解的外在表現。圖4是牛肉餅中MP的SDS-PAGE降解模式，MP主要有6 條帶，從上到下分別為：分子質量為220 kD的肌球蛋白重鏈（myosin heavy chain，MHC）、分子質量為100 kD的副肌球蛋白、分子質量為43 kD的肌動蛋白、分子質量為36 kD的原肌球蛋白、分子質量為35 kD的肌原蛋白的一個亞基（原肌球蛋白結合亞基）、分子質量為17～20 kD 的肌球蛋白輕鏈。貯藏初始階段，MP各條帶清晰可見。隨著反復凍融次數的增加，副肌球蛋白及肌動蛋白條帶變細，分子質量21～46 kD的條帶弱化，表明大分子蛋白的降解和小分子蛋白的生成[21]；隨著脂肪含量的增加，MHC條帶加粗、加深，表明MP聚合的程度加劇。

圖4 SDS-PAGE分析凍融次數和脂肪含量對牛肉餅中MP降解的影響Fig. 4 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on myofibrillar protein degradation evaluated by SDS-PAGE

2.3 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅理化性質的影響

2.3.1 對牛肉餅TBARS值的影響

圖5 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅TBARS值的影響Fig. 5 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on TBARS value of beef patties

TBARS被廣泛的用來評價肉類食品中脂質氧化的程度[22]，TBARS值越大，說明脂肪氧化的程度越高，產生的小分子物質如醛、酮、酸等越多，酸敗越嚴重[23]。由圖5可以得知，隨著凍融次數的增加，3 組牛肉餅TBARS值均呈明顯的上升趨勢。新鮮狀態下F0、F10和F20組TBARS值分別為0.02、0.04 mg MDA/kg和0.04 mg MDA/kg，反復凍融5 次后，TBARS值分別增加到0.22（F0）、0.27 mg MDA/kg（F10）和0.35 mg MDA/kg（F20）。這可能是各種氧化酶和促氧化劑在凍融過程中更容易從破裂的細胞器中釋放出來并發揮作用的緣故[24]。脂肪含量越高，TBARS值增速越快，F20組在反復凍融4～5 次時TBARS值達到0.28～0.35 mg MDA/kg，顯著高于其他兩組（P＜0.05）。Utrear等[7]研究了不同脂肪含量的牛肉餅在凍藏過程中TBARS值的變化，也得出相同的結論。

2.3.2 對牛肉餅解凍損失率的影響

圖6 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅解凍損失率的影響Fig. 6 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on thawing loss of beef patties

解凍損失率是衡量肉的持水性的重要指標，解凍損失率越高，說明肉的持水性越低。從圖6可以看出，牛肉餅的解凍損失率隨著凍融次數增加均顯著增加（P＜0.05），凍融1 次后3 組解凍損失率維持在8.12%～9.14%之間，凍融5 次后解凍損失率增加了1.46～1.95 倍。從脂肪含量對牛肉餅的解凍損失率影響可看出，當牛肉餅凍融5 次時，F0組解凍損失率為12.70%，而F10和F20組則分別達到15.06%和17.89%，3 組之間差異顯著（P＜0.05）。持水力來源于蛋白-水之間的相互作用[25]，Lund等[26]認為蛋白氧化的發生減弱了這種相互作用，導致持水力降低。Estéves[27]認為蛋白氧化時羰基化過程改變了MP的電化學結構，蛋白極性基團和水分子之間連接弱化，水分自由度變大。Liu Zelong等[25]則認為蛋白氧化使蛋白分子的一些構象改變導致蛋白交聯，蛋白-蛋白分子之間相互作用和蛋白-水之間的相互作用失衡，持水性受到影響。解凍損失的增加，不僅造成質量損失，還導致營養成分流失，同時影響肉品的色澤和感官品質。

2.3.3 對牛肉餅肉色的影響

由表3可以得知，反復凍融和脂肪含量的增加都導致牛肉餅的L*值和b*值顯著增加（P＜0.05），而a*值顯著降低（P＜0.05），牛肉餅的可接受程度逐漸降低。牛肉餅顏色變化的原因較為復雜，主要是由于肌紅蛋白（myoglobin，Mb）或氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin，MbO2）氧化造成了高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MMb）的積累。反復凍融過程中蛋白和脂肪的氧化產生大量的鐵離子或羰基化合物[28]，這些物質作為Mb和MbO2氧化的促進劑可生成MMb。Mariana等[29]研究證實脂肪氧化產生的自由基和蛋白質氧化產生的羰基可以與肌肉蛋白質褐色素中的自由氨基反應，加速褐色素物質的生成，導致肌肉的a*值下降。Thanonkaew等[30]研究了反復凍融對烏賊魚色澤的影響，發現脂肪氧化會使L*值增加并導致黃色素大量生成。夏秀芳等[14]證實脂肪氧化是凍融過程中導致豬肉顏色變化的主要因素。本實驗中，添加了牛背部脂肪的F10和F20樣品色澤值與F0樣品色澤值差異顯著（P＜0.05）。

表3 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅肉色的影響（n=54）Table 3 Effect of freeze-thaw cycles and fat content on color parameters of beef patties (n= 54)

2.4 凍融次數和脂肪含量對牛肉餅感官品質的影響

由表4可知，凍融次數顯著地影響牛肉餅的感官品質。隨著凍融次數增加，尤其是在反復凍融3 次以后，牛肉餅的質地變得粗糙（P＜0.05），多汁性顯著降低（P＜0.05），酸敗味顯著增加（P＜0.05），整體可接受性顯著變差（P＜0.05）。這是因為隨著反復凍融的進行，MP的凝膠性變差，導致牛肉餅的質地粗糙；同時反復凍融過程中由于汁液流失使肉餅的多汁性降低；反復凍融容易使蛋白發生氧化變性，蛋白和醛類相互作用發生聚集，使牛肉餅質地變得堅硬。

此外，隨著脂肪添加量的增加，牛肉餅的質地、光滑性和多汁性顯著增加（P＜0.05），在脂肪添加量達到20%時質構和多汁性得分最高。但是脂肪氧化的終產物（醛、酮類）會產生酸敗味，較高的脂肪添加量產生較多的醛和酮類物質，所以酸敗味也隨著脂肪添加量的增加而增加。

表4 牛肉餅感官評價結果Table 4 Sensory evaluation of beef patties

2.5 指標的相關性分析

表5 指標相關性分析Table 5 Correlation analysis

牛肉餅各指標之間的相關性如表5所示，凍融次數和脂肪含量兩個指標均與TBARS值、L*、b*、羰基含量及解凍損失率均呈極顯著正相關（P＜0.01），而與a*、總巰基含量、蛋白溶解性呈顯著或極顯著負相關（P＜0.05或P＜0.01），表明隨著凍融次數和脂肪含量的增加，蛋白氧化程度加劇，保水力變差，色澤變暗，這會降低牛肉餅的品質。

3 結 論

反復凍融引起了牛肉餅脂肪氧化加劇、持水性降低、色澤發生變化和感官品質劣變，其原因是反復凍融導致牛肉MP發生氧化損傷，使羰基含量顯著增加，總巰基含量和蛋白溶解性顯著下降，SDS-PAGE圖譜也顯示凍融使蛋白發生小片化和聚合的程度加劇。因此牛肉餅在貯藏過程中應盡可能避免溫度波動導致的反復凍融，以免因MP氧化變性而引起食用品質的下降。添加10%～20%的脂肪會提高牛肉餅的感官品質，但同時加速了蛋白氧化的發生，導致牛肉餅理化性質發生變化。建議在實際生產中牛背部脂肪添加要控制在適當的范圍之內，以保持牛肉餅鮮嫩多汁的口感。

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Quality Changes of Beef Patties with Different Fat Contents during Multiple Freeze-Thaw Cycles

ZHU Yingchun1, WANG Shuijing2, MA Lizhen3,*, DANG Xiaoyan1, WANG Yang4
(1. College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China; 2. Shaanxi Biohong Biological Technology Co. Ltd., Xi’an 710000, China; 3. Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing, Department of Food Science and Biological Engineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 4. Tianjin Key Laboratory of Aqua-Ecology and Aquaculture, Department of Aquacultural Science, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China)

The present study aimed to investigate the effect of fat contents on myofibrillar protein (MP) oxidation, physicochemical characteristics and sensory properties of beef patties during repeated freeze-thaw cycles, and to elucidate the correlation of freeze-thaw treatment and lipid content with protein oxidation. Round beef patties ((100 ± 2) g per piece) with different fat contents were manufactured by adding 0% (F0), 10% (F10), and 20% (F20) beef tallow and the same proportions of salt and other accessory materials to ground beef loin and then stored at -18 ℃ and one-week frozen storage followed by thawing under running water to a core temperature of 0–2 ℃ were carried out five times during the process. The color parameters (a*, b* and L*) and thawing loss rate were determined and MP was extracted from the patties forthe measurement of carbonyl content, total sulfhydryl content and protein solubility after each freeze-thaw cycle. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was used to evaluate MP aggregation and degradation. The results indicated that a* value, total sulfhydryl content and protein solubility decreased significantly, while b* and L* values, thawing loss and carbonyl content increased with increasing number of freeze-thaw cycles and increasing fat addition. SDS-PAGE analysis showed that myosin heavy chains (MHC) were aggregated and paramyosin and actin were degraded with increasing number of freeze-thaw cycles and increasing fat addition. The sensory quality of beef patties increased with the increase in fat content, but decreased with increasing number of freeze-thaw cycles, especially after three freeze-thawing cycles. In addition, harder texture and increased juice loss were observed. Correlation analysis showed that color parameters (L*, a* and b*), thawing loss and protein oxidation indexes (carbonyl content, total sulfhydryl content, protein solubility) were significantly correlated with freeze-thaw cycles and fat content (P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01). The results proved that freeze-thaw cycles could induce protein oxidation in beef patties and quality deterioration. Increased fat content enhanced sensory scores, but accelerated protein oxidation and affected physicochemical properties of beef patties. In practice, proper fat content and constant low temperature are necessary for better quality of beef products.

beef patty; freeze-thaw cycle; fat content; myofibrillar protein; oxidation; quality

10.7506/spkx1002-6630-201711028

TS254.4

A

1002-6630（2017）11-0174-08引文格式：

2016-12-28

天津市水產產業技術體系創新團隊項目（ITTFRS2017020）；山西農業大學博士科研啟動基金項目（2015ZZ06）

朱迎春（1970—），女，副教授，博士，研究方向為肉制品品質與安全。E-mail：yingchun0417@163.com

*通信作者：馬儷珍（1963—），女，教授，博士，研究方向為肉制品品質與安全。E-mail：Malizhen-6329@163.com