花生蛋白水解物制備美拉德反應產物對豬肉脯品質的影響

阮雁春,陳翰玄，劉紅艷,俞燕泉,徐健

(1.江蘇旅游職業學院 烹飪科技學院，江蘇 揚州 225100；2.江蘇海洋大學應用技術學院，江蘇 連云港 222069)

肉及肉制品能滿足人體重要的營養需求，人們對肉制品品質的要求能充分反映出人們的生活現狀，隨著人們對食品安全的認識，生活水平的提高及消費觀念的更新，消費者更需要風味獨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者閑暇時食用的肉制品，不僅具有獨特的風味，還具有較高的營養價值，深受消費者的喜愛。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程中容易受到空氣、加熱和光照的影響，導致豬肉脯中的脂質氧化產生酸敗，降低肉制品的風味和感官特性。因此，豬肉脯的脂肪氧化問題一直是困擾其生產與儲存的一個關鍵元素。防止脂質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)與沒食子酸丙酯(PG)等，雖然具有很強的抗氧化能力，但這些合成抗氧化劑對人體的肝、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。

美拉德反應是指食品體系中羰基與氨基之間發生的一系列反應，擁有一個龐大的反應過程，能夠生成具有清除自由基活性的物質[3]。它會從各個方面改變食品的品質，例如味道、顏色和營養效價等。同時，美拉德產物是加工食品和貯藏期間通過自身反應生成的一種產物，而且美拉德產物具有很強的對抗油脂氧化的功效[4]。李鑫等[5]將美拉德反應產物應用于豬肉餡中，結果表明美拉德反應產物可以作為防腐劑，降低豬肉餡的脂肪氧化，延長貨架期。在反應的初級階段，會產生并不穩定的還原酮，最終致使褐變發生。還原酮的金屬螯合活性和還原能力在反應產物中出現了抗氧化活性，吡咯、呋喃和吡嗪等揮發性化合物除了能提供很強的抗氧化作用外，還賦予了食品特殊的風味[6]。在反應的最后階段，聚合和脫水作用將中間產物轉化為了類黑精，其中高分子量的化合物有很強的螯合能力，從而達到抗氧化的功效[7-8]。因此，蛋白質與多糖的美拉德反應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體系，將美拉德反應產物(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產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：嚴格按照GB/T 22569-2008《生豬人道屠宰技術規范》進行，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有限公司提供；雞蛋、白胡椒粉：市售；食品級復合磷酸鹽(三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉與六偏磷酸鈉的質量比為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 儀器與設備

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

1.3 方法

1.3.1 花生蛋白水解物的制備

根據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)。水解結束后，用1 mol/L的NaOH調節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 美拉德反應產物的制備

根據杜玲玲等[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，溫度設置為90 ℃，時間為6 h，達到時間后取出立刻冷卻。將最終獲得的產品在-20 ℃下預凍、冷凍干燥10 h，在4 ℃的密封條件下進行儲藏。

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對豬肉脯中脂質氧化的影響，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，測定各項指標。

1.3.4 色差的測定

a*值為樣品的紅色度，用0-CAL板和標準白板進行校準后，將色差儀鏡頭垂直放置于樣品表面測量，鏡口緊貼肉面(避免漏光)，每個樣品選取不同的截面位置測定 3～5次。

1.3.5 pH值的測定

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，用濾紙過濾，用pH計測定pH值。

1.3.6 羰基含量的測定

根據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，對照組為2 mol HCl，在25 ℃下每隔15 min渦旋混合1次，持續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行離心，得到的上清液在370 nm處進行比色。羰基含量通過分子消光系數22000 M-1/cm-1進行計算。

1.3.7 TBARS值的測定

參照Yu等的方法并略微調整[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為樣品的質量，g。

1.4 統計分析

采用Statistix 8.1軟件下的General AOV/AOCV對試驗數據差異性進行分析，方法為Turkey HSD。此外，試驗數據平均值、標準差和方差的計算采用該軟件下的描述統計學進行分析，采用Sigmaplot 12.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同添加量的MRPs對豬肉脯紅度值的影響

色澤是決定豬肉脯品質的重要因素，并影響消費者的感官評價。當豬肉脯發生氧化后，氧合肌紅蛋白會轉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的豬肉脯在各儲藏期內a*值的變化趨勢見圖1。

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

2.2 不同添加量的MRPs對豬肉脯羰基含量的影響

羰基是由二硝基苯肼和蛋白反應生成的，通過考察豬肉脯中羰基含量的變化情況，能夠進一步反映出蛋白質的氧化程度，羰基含量越高則說明蛋白氧化發生得越劇烈[15-16]。MRPs的添加量對豬肉脯中羰基的生成量具有顯著的影響，0～7 d儲藏期內豬肉脯羰基含量的變化趨勢見圖2。

圖2 不同添加量的MRPs對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的儲藏期內，豬肉脯的羰基含量隨著儲藏期的延長均呈現顯著升高的趨勢(P<0.05)。與對照組相比，添加MRPs的各個處理組羰基的含量均顯著降低，并且在同一儲藏時間內，添加MRPs的含量越高，羰基含量越低。貯藏7 d后，對照組的羰基含量增加了近3倍，而添加2% MRPs的處理組羰基含量僅增加了不到2倍。這是因為MRPs能夠很好地減少羰基的生成，添加量越多，對蛋白氧化的抑制作用越顯著。由此可見，MRPs能夠較為明顯地解決豬肉脯在儲藏過程中蛋白發生的氧化所帶來的危害問題。

2.3 不同添加量的MRPs對豬肉脯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顯著增加的變化趨勢(P<0.05)。這是因為豬肉脯中的微生物將肉中的蛋白質逐漸分解成氨以及三甲胺類等堿性物質，從而導致pH值逐漸增大[17-19]。同一貯藏時間下，各處理組之間的pH值具有顯著的差異性(P<0.05)。第7天時，對照組與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。可能是因為美拉德反應能夠促進自由基的生成，自由基可能與花生蛋白的側鏈發生反應，從而減少酸性基團的數量，導致添加美拉德反應產物的豬肉脯的pH值有所提高。

圖3 不同添加量的MRPs對豬肉脯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對豬肉脯TBARS值的影響

脂質氧化后會生成氫過氧化物，再經過進一步的氧化會生成醛、酮、酸等產物[20-21]，是影響肉制品貯藏品質的重要因素，TBARS值能夠反映出油脂二級氧化產物丙二醛的含量[22-23]。由圖4可知，各處理組的TBARS值隨著儲藏時間的增加均呈現逐漸增大的變化趨勢(P<0.05)。新制作的豬肉脯中的二級氧化產物較少，但隨著儲藏時間的增加，各處理組的TBARS值顯著增大(P<0.05)。說明隨著貯藏期的增加，豬肉脯中的油脂發生氧化，逐漸轉化成二級氧化產物，導致豬肉脯的品質逐漸降低。在第10天時，MRPs的添加量為0%、1.0%、1.5%和2.0%時，豬肉脯的TBARS值分別為6.68，5.90，5.24，4.15 mmol/kg。當MRPs的添加量為2%時，MRPs對豬肉脯TBARS值的抑制效果是未加入MRPs樣品的1.5倍。這主要是因為MRPs中的類黑精、還原酮具有很強的金屬螯合活性和還原能力；吡咯、呋喃和吡嗪等揮發性化合物提供了很強的抗氧化作用，這些物質均能起到對抗脂肪氧化的作用，一定程度上能夠抑制二級氧化產物的生成。

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

3 結論

花生蛋白水解物與半乳糖形成的美拉德反應產物能夠改善貯藏期間豬肉脯的品質特性。花生蛋白水解物美拉德反應產物不僅能夠對抗脂肪氧化、抑制二級氧化產物的生成，還能夠抑制豬肉脯儲藏期間的蛋白氧化。此外，美拉德反應產物能夠使豬肉脯保持原有的鮮紅色，對豬肉脯儲藏期間的保色具有良好的促進作用。花生蛋白水解物美拉德反應產物的添加量與豬肉脯的品質呈現正相關的關系。美拉德反應產物的添加量為2.0%時，對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。可見，還原性多糖與蛋白水解物通過美拉德反應生成的產物能夠作為新型食品保色劑和抗氧化劑應用到肉類制品中，為生產健康、天然的食品提供了一定的理論基礎，并且具有切實可行的實際意義。