熱處理對肉品脂質氧化的影響研究進展

呂經秀 張新笑 李蛟龍 孫沖 張牧焓 李鵬鵬 王道營 徐為民

摘 要：加熱是常見的肉及肉制品加工方式，適當的加熱可改善色澤和風味、殺滅有害的微生物與寄生蟲、延長貯藏期、提高消化吸收性，但是，過度加熱會導致肉品中的不飽和脂肪酸氧化并促進有害脂質氧化產物的形成，從而降低肉品的營養價值并影響其食品安全。本文綜述近年來脂質氧化對肉品風味影響的研究成果，介紹主要的脂質氧化機理，總結加熱溫度、時間、方式及添加劑等對肉品脂質氧化的影響及其控制，以期為肉品加工中的脂質氧化控制提供理論參考。

關鍵詞：肉及肉制品;脂質氧化;加熱;風味;影響因素

Recent Progress in Research on the Effect of Heat Treatment in Lipid Oxidation in Meat and Meat Products

L? Jingxiu1， ZHANG Xinxiao2， LI Jiaolong2， SUN Chong1，2， ZHANG Muhan1，2， LI Pengpeng1，2，*， WANG Daoying1，2，*， XU Weimin1，2

（1.College of Food and Bioengineering， Jiangsu University， Zhenjiang 212013， China;

2.Institute of Agricultural Products Processing， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China）

Abstract： Heating is a common way of processing meat and meat products. Proper heating can improve the color and flavor， kill harmful microorganisms and parasites， extend the storage period， and improve nutrient digestion and absorption， but excessive heating will lead to the oxidation of unsaturated fatty acids in meat and promote the formation of harmful lipid oxidation products， thereby reducing the nutritional value of meat and affecting its food safety. This paper summarizes the recent advances in understanding the effect of lipid oxidation on meat flavor， introduces the mechanism of lipid oxidation， and summarizes the influence of heating temperature， time， method and additives on lipid oxidation in meat and meat products and the corresponding countermeasures. We anticipate that this review will provide a theoretical reference for lipid oxidation control in meat processing.

Keywords： meat and meat products; lipid oxidation; heating; flavor; factors

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20211013-218

中圖分類號：TS251.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2022）02-0053-06

引文格式：

呂經秀， 張新笑， 李蛟龍， 等. 熱處理對肉品脂質氧化的影響研究進展[J]. 肉類研究， 2022， 36（2）： 53-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20211013-218.? ? http：//www.rlyj.net.cn

L? Jingxiu， ZHANG Xinxiao， LI Jiaolong， et al. Recent progress in research on the effect of heat treatment in lipid oxidation in meat and meat products[J]. Meat Research， 2022， 36（2）： 53-58. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20211013-218.? ? http：//www.rlyj.net.cn

肉及肉制品的脂質含量較高，不飽和脂肪酸是脂質的重要組成成分，豬背膘中脂質組分含量高達80%[1]，揚州鵝的皮下脂肪組織的不飽和脂肪酸含量約為47.5%，黃羽肉雞各部位的不飽和脂肪酸占總脂肪酸比例均高于60%[2]。脂質是肉類制品中主要的營養素[3]，對肉制品的顏色、風味、感官特征都有較大影響。脂質的化學性質不穩定，易發生氧化和降解，溫度、氧濃度、光照、微生物等因素均會在不同程度上引起脂質氧化。

熱處理是常用的肉及肉制品加工方式，通過熱處理進行商業滅菌可殺死肉及肉制品中的部分有害微生物，提高肉及肉制品的安全性[4]，蒸煮、烤制等熱處理工藝可降低肉制品中的水分含量，鈍化肉制品中所包含的酶，降低肉制品的腐敗速率，延長肉及肉制品貨架期，在較大程度上提高肉制品的口感，增加肉制品顏色飽和度[5]。

但是過度加熱或者不當的加工處理方式會導致肉及肉制品的脂質氧化程度增加，且脂質氧化產物易生成醛類、酯類、醇類等化合物[6-7]，導致肉產品產生哈喇味和有害氧化產物[8]。脂質氧化方式主要有3 種，自由基鏈式反應是肉品熱處理過程中主要的氧化反應，不飽和脂肪酸在自由基和活性氧的作用下，雙鍵斷裂，形成飽和脂肪酸。脂質氧化受到很多因素的影響，其中在加熱過程中，加熱溫度、加熱時間、加熱方式均在不同程度上影響脂質氧化的進程，不同的熱處理目標對加熱的溫度和時間要求有較大差異，應當根據熱處理的目標選擇相應的加熱溫度和時間。在加工過程中，熱處理對脂質氧化的影響較大。

本文以肉及肉制品的脂質氧化機理為背景，對比不同的加熱溫度、加熱時間和加熱方式對脂質氧化的影響。分析熱處理對脂質氧化的影響可有效控制脂質氧化，提高脂質氧化對肉制品的積極影響，降低脂質氧化所帶來的弊端[9]。

1 脂質氧化對肉品的影響

風味是評價肉品質特性的重要指標，由風味前體物質通過熱誘導產生一系列復雜反應生成揮發性氣味物質和滋味呈味物質所產生。脂質是風味前體，經過氧化后生成揮發性化合物，包括烴、醛、醇、酮、酯以及一些含氧雜環化合物等，會產生肉香味。脂質氧化產物不僅是重要的揮發性風味物質，與蛋白發生交聯反應[10-11]，與氨基酸及蛋白質發生美拉德反應，均在不同程度上降低肉及肉制品的營養價值，甚至對人體健康造成損害。

1.1 脂質氧化對肉品風味的影響

肉制品在加工過程中通過脂肪氧化降解、美拉德反應及風味前體物質的降解等產生與釋放大量產生風味的化合物，通過脂質氧化所獲得的揮發性風味物質有上百種，對于脂質風味的形成有重要影響。王鈺杰等[12]對上海熏魚加工過程中脂質氧化和揮發性風味物質進行研究分析，結果發現，在熏魚的制備過程中，熏魚所含有的不飽和脂肪酸增加，并對風味產生一定的提升作用。何曉娜等[13]分析羊肉冷藏期間蛋白與脂質氧化及風味變化，利用氣相色譜-離子遷移譜技術分析揮發性風味物質變化，結果發現，揮發性化合物的出現與脂質和蛋白質的氧化具有相關性。張維悅等[14]以干腌臘肉為研究對象，分析20%～50% KCl替代NaCl對臘肉脂肪氧化和脂肪酸組成的影響，結果顯示，KCl不僅促進亞油酸降解形成風味成分，且替代比例越大，對臘肉風味的影響越大。Xia Chenlan等[15]對4 種不同品種鴨子所制成的醬鴨進行脂質氧化和風味研究，結果發現，在醬鴨中總共檢測到105 種揮發性化合物，包括酸、醛、酮、酯、烴等，在4 種產品中觀察到揮發性化合物的不同組成，并探索了19 種潛在的特征生物標志物，相關性分析表明，醬鴨特有的香味與特定的脂肪酸有顯著關聯。脂質是影響風味形成的一個重要因素[16]，對肉及肉制品的生產和加工有重要影響。

1.2 脂質氧化對肉品安全和營養的影響

肉及肉制品的安全在一定程度上和脂質氧化之間具有直接聯系。高油脂、高溫加工或加工周期較長的肉及肉制品中的羥基十八碳二烯酸（hydroxyoctadecadienoic acids，HODEs）、4-羥基壬烯酸（4-hydroxynonenal，HNE）、多環芳烴[17]、白細胞毒素和白細胞毒素二醇等有害脂質氧化產物含量較高。HODEs具有病理生理學作用，大量攝入高脂肪食物會導致機體產生高含量的HODEs，HODEs對炎癥及某些癌癥的發生具有促進作用[18]。

HNE具有細胞毒性，會損傷DNA和RNA并引起哺乳動物的內分泌紊亂。脂質氧化會對美拉德反應伴隨產生的危害物造成影響[19]，如丙烯酰胺、5-羥甲基糠醇、雜環胺、N-亞硝基化合物、晚期糖基化終末產物等[8]，這類有害脂質氧化產物可通過飲食進入人體，并在某些情況下被輸送到組織中[20]，對人體健康造成損害。

肉制品在加工、運輸、貯藏過程中均會出現不同程度的脂質氧化，適當的脂質氧化可增加肉及肉制品的風味和營養價值，但是過度氧化將會產生哈喇味、造成營養損失。脂質氧化所產生的初級氧化產物和次級氧化產物的化學性質不穩定，將會與肉制品中的其他化合物反應，降低肉制品的風味和營養價值。脂質氧化產物可誘導蛋白質氧化，造成色氨酸、精氨酸、酪氨酸等氨基酸含量減少，同時脂質氧化產物與蛋白質相互作用可誘發蛋白質的交聯、聚合，導致蛋白質共價結構變化、功能特性下降、風味惡化及營養損失。脂肪氧化能促進蛋白質氧化，減緩脂肪氧化反應在一定程度上也可以減少蛋白質氧化，穩定肉品的品質和顏色。

2 肉品脂質氧化的機理

脂質氧化方式有3 種：自由基鏈式反應、光敏氧化和酶促氧化，其中自由基鏈式反應和酶促氧化對熱處理過程中肉品脂質氧化的影響較大。

2.1 自由基鏈式反應

自由基鏈式反應又稱為脂質自氧化，在自由基和活性氧的作用下，脂質發生氧化還原反應[21]。自動氧化的初級產物為氫過氧化物（ROOH），十分不穩定，易分解為烷基自由基（R·）和過氧化羥自由基（·OOH）。R·與活性氧反應生成過氧化自由基（ROO·），ROO·爭奪附近脂肪酸的H+，生成新的R·和ROOH，當不同R·和ROO·進行反應，生成穩定的化合物，自由基鏈式反應也到此結束。自由基鏈式反應主要包含3 個過程：鏈啟動、鏈延伸和鏈終止。自由基是促進鏈延伸的關鍵，自由基之間相互轉化，推動自由基鏈式反應循環。

在肉及肉制品的生產和加工中，不飽和脂肪酸是自由基鏈式反應的底物，隨著自由基鏈式反應的進行，不飽和脂肪酸種類發生較大改變，甘油三酯、游離脂肪酸的占比明顯下降[22]。

2.2 酶促氧化

參與酶促氧化的主要酶是脂肪氧合酶（lipoxygenase，LOX），LOX催化含有順，順-1，4-戊二烯結構的多不飽和脂肪酸形成含有共軛二烯的氫過氧化物[23]。

LOX的催化反應是Fe2+與Fe3+相互轉化的循環過程。也有部分觀點認為，酶促氧化是底物自由基與分子氧反應形成過氧化自由基，且反應過程中可能還伴隨著O2轉變成O2-自由基，這些過氧自由基最后被LOX的鐵還原生成氫過氧化物，而LOX中的鐵重新轉變為活性態Fe3+。

LOX在真核生物中參與不飽和脂肪酸的代謝，是催化脂質氧化的關鍵酶，LOX會產生2 種有害的副作用：一是造成有營養價值的多不飽和脂肪酸損失;二是產生導致酸敗的氧化產物，在加工貯藏期間產生不良的風味或導致食品其他方面質量的下降[24]。肉及肉制品在加熱過程中，多種氧化反應并存，脂質在LOX的作用下分解為游離脂肪酸，進而影響肉及肉制品的風味和營養價值。

3 影響熱處理脂質氧化程度的因素及控制脂質氧化的方法

肉及肉制品在加熱過程中會發生脂質氧化，脂肪酸種類和數量[2，15，25-26]、宰后成熟、金屬離子[27]、輻照[28]、高壓[29]、超聲輔助[30]均會影響脂質氧化進程。近年來，關于加熱對肉品脂質氧化的報道明顯增加，本文主要就加熱時間、加熱溫度、加熱方式進行分析，說明不同影響因素下肉及肉制品脂質氧化的差異。

3.1 加熱溫度對脂質氧化的影響及控制

溫度是影響脂質氧化的關鍵因素，高溫條件下，脂質氧化產物的分解速率增加，內源性抗氧化酶失活，脂質與金屬離子的結合程度增加，脂質氧化進程加快。加熱溫度不同，脂質氧化程度差異較大。高溫短時間加熱，脂質氧化程度較小，有利于提高肉的風味;高溫長時間加熱，脂質氧化程度較高，肉及肉制品的組織損傷嚴重，雜環胺等有害物質增加，保水性線性下降且產品風味不良[31]。Beltran等[32]研究高壓熱處理條件對雞腿脂質氧化的影響，結果表明，高溫條件下，脂質氧化的二次氧化產物含量線性增加。Haghighi等[33]將雞胸肉于不同的溫度和時間條件下進行加熱，分析雞胸肉的生理功能和微生物特性，結果顯示，加熱溫度升高導致雞胸肉的蒸煮損失、脂質氧化、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值和pH值增加，水分含量降低，60 ℃加熱條件下雞胸肉的蒸煮損失、脂質氧化、剪切力和色澤顯著優于70 ℃和80 ℃。Zhou Yajun等[34]主要就紅燒肉中雜環胺的生成情況進行分析，蒸煮溫度設置為70、80、90、100 ℃，結果顯示，高溫組的雜環胺生成量明顯高于低溫組。Xiong Qiang等[35]研究加熱對雞肉脂質氧化的影響，結果發現，在70 ℃以上的加熱條件下，雞肉的脂質氧化速率更快，不飽和脂肪酸含量隨著溫度的升高相應降低，Fe3+和羥基含量增加。吳娜[22]以中華絨螯蟹為研究對象，通過對比加熱前后中華絨螯蟹的脂質組分含量變化，分析加熱所造成的脂質氧化情況，結果發現，在蒸制之后，甘油三酯、甘油二酯、游離脂肪酸的含量均出現顯著下降，脂質氧化明顯。選擇最佳的溫度和時間組合能夠有效降低脂質氧化速率，提高肉及肉制品的品質和安全性，并有效抑制微生物的生長[36-37]。

在肉制品的加工過程中，低溫加熱可以有效抑制脂質氧化，減少有害脂質氧化產物的形成，提高肉制品的風味和色澤，減少肉制品的蒸煮損失。Saito[38]在低溫真空條件下進行鱈魚加熱處理，研究發現，這一加熱條件對組織造成的損傷較小，蛋白水解和脂質氧化并不明顯，脂質氧化產物丙二醛的含量較低也間接反映了低溫加熱能有效降低脂質氧化程度。加熱溫度在水分含量、蒸煮損失、pH值、色差值、剪切力和TBARs值中起著重要作用，低溫加熱對于保障產品品質、降低脂質氧化等方面效果顯著，可降低肉制品的蒸煮損失，提高肉及肉制品的咀嚼性，增加肉制品的色澤。

3.2 加熱時間對脂質氧化的影響及控制

加熱時間是影響肉及肉制品脂質氧化的主要因素，在同一加熱溫度下，隨著加熱時間延長，脂質氧化程度加深，脂質氧化產物增加[39]。在蒸制、煮制等加熱過程中，適當的延長加熱時間有利于促進脂質氧化，提高肉制品的風味，但是加熱時間過長可能會導致脂質氧化過度，且產生大量次級氧化產物，如丙二醛等，并不利于肉及肉制品的加工和貯藏[40]。Lan等[41]將豬肉沫、雞蛋、豆餅在（98±2） ℃下煮制1、2、4、8、16、32 h，結果表明，隨著加熱時間的延長，熱處理過程中形成的氧化產物數量呈遞增趨勢。Hu Yuanyuan等[42]對烤制時間和溫度對扇貝脂質氧化的影響進行研究，結果發現，隨著烤制時間和溫度的增加，多不飽和脂肪酸氧化程度增加，醛類等氧化產物顯著增加。劉雅娜等[43]以烤羊肉為研究對象，分析不同烤制溫度和時間對烤羊肉脂質氧化的影響，結果發現，烤制溫度和烤制時間對多不飽和脂肪酸影響顯著，雞肉加熱過程中不飽和脂肪酸中雙鍵斷裂、氧化成游離的飽和脂肪酸，長時間加熱導致飽和脂肪酸含量由原來的29.26%增加到37.43%。在蒸煮、燒烤、微波等不同的加工工藝下，不同加熱時間肉制品的營養及品質差異明顯，合適的加熱時間能夠有效降低脂質氧化程度[44]，避免由于長時間加熱所導致的有害脂質氧化產物增加。

脂質氧化易受到加熱時間和加熱溫度影響，高溫短時間加熱和低溫長時間加熱均有利于降低脂質氧化程度，提高肉制品的風味，增加肉品中不飽和脂肪酸的含量。

3.3 加熱方式對脂質氧化的影響及控制

肉及肉制品在熱處理過程中，不飽和脂肪酸氧化產生大量的反應活性物質，目前最為常見的加熱方式為蒸制、煮制、油炸、微波、烤制、紅外燒烤及空氣煎炸等。

不同的加工方式對脂質氧化的影響有顯著差異。許雪萍等[45]以豬背最長肌為原料，探究豬肉的脂質氧化規律和揮發性成分的變化，發現烹調處理會促進豬肉的脂質氧化，其中烤制豬肉的脂質氧化程度最明顯，其次是微波和煮制，而蒸制豬肉的脂質氧化程度最低;進一步研究發現，微波、煮制和烤制對磷脂中不飽和脂肪酸影響顯著，使得磷脂中的飽和脂肪酸和反式脂肪酸含量顯著增加，單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸含量明顯減少，其中蒸制對磷脂的脂肪酸組成影響最小，烤制影響最顯著，易破壞不飽和脂肪酸，降低肉制品的營養價值。Nieva-Echevarría[46]、沈銘聰[47]等分別以海貝肉和鵝肉為研究對象，通過測定過氧化值、TBARs值等脂質氧化指標發現，蒸制肉的脂質氧化程度最低，烤制肉的脂質氧化程度最高。白雪[48]、王秋玉[49]等認為，蒸制和微波能夠在更大程度上保存肉及肉制品的營養價值，減少脂質氧化過程中有害物質的產生，增加抗氧化物質活性。Dominguez等[50]對比4 種加熱方式（燒烤、微波、油炸、水煮）對馬駒肉的蒸煮損失、脂質氧化和揮發性特征物質的影響，得出結論為燒烤和油炸會顯著增強脂質氧化，微波加熱的初級氧化產物分解程度更低，并且能更好保證肉及肉制品的結構完整性。康曉風等[51]運用響應面分析確定真空低溫烹飪鯉魚的最佳加工工藝，結果發現，在加熱溫度71.5 ℃、加熱時間10.5 min時，鯉魚的脂質氧化程度相對于常規蒸煮鯉魚而言明顯降低。空氣煎炸屬于油炸方式的一種，是利用空氣高速循環加熱食物，相對于傳統油炸，空氣煎炸生產的產品脂質氧化程度要低得多，但具有相似的水分含量和顏色特征[52]。Wang Wei等[53]對比炭烤、紅外線燒烤、過熱蒸汽烘烤和微波加熱等不同加熱工藝對牛肉餅中雜環胺產生的影響，并對牛肉餅的質量進行系統性分析，結果發現，微波加熱或過熱蒸汽烤制與紅外烤制相結合，可顯著降低脂質氧化有害產物雜環胺的含量。Weber等[54]對比7 種烹飪方式（煮制、烘烤、微波、燒烤、大豆油炸、菜籽油炸、氫化植物油炸）對銀魚片中脂質氧化、脂肪酸成分的影響，結果表明，不同加工方式均可降低銀魚片的不飽和脂肪酸含量，增加TBARs值。加工方式的選擇對于肉及肉制品的脂質氧化影響顯著，油炸、烤制等方式所造成的脂質氧化程度要明顯大于煮制、微波，同時脂質氧化過程中將會產生雜環胺等不利于人體健康的化合物，紅外燒烤、微波蒸汽加熱、空氣煎炸等新型加工方式能夠降低有害物質的產生量，降低脂質氧化程度，保留肉及肉制品的營養價值。加熱方式對肉及肉制品脂質氧化的影響總結歸納見表1。

不當的加熱方式會導致脂質過度氧化，肉及肉制品的風味變差，肉質變硬，有害脂質氧化產物增加，不利于人體健康。微波蒸汽加熱可增加加熱過程中環境的水分含量，在更大程度上增加肉制品的水分含量，在肉制品的預處理或熟化過程中能夠更好保留食品的風味，具有很好的發展前景。

3.4 添加劑對脂質氧化的影響及控制

添加抗氧化劑是肉制品加工和生產過程中延緩脂質氧化酸敗的方式，抗氧化劑可吸收脂質氧化過程中的自由基，2 種或多種抗氧化劑協同使用具有增強抗氧化的效果，抗氧化劑可延長肉制品的貯藏期[55]。在加熱過程中加入抗氧化劑可抑制脂質氧化的自由基鏈式反應和酶促氧化過程。吳濤等[56]以魚丸為研究對象，分析殼聚糖對魚丸熱凝膠特性和脂質氧化的影響，結果發現，殼聚糖可抑制魚丸熱凝膠過程中所導致的脂質氧化，在魚丸中加入1%殼聚糖可在一定程度上抑制脂質氧化。鈉鹽含量會影響牦牛肉灌腸脂質氧化和風味，甘油三酯水解酶活性在一定程度上受到鈉鹽含量的影響。Zhao Shilin等[57]研究表明，2%低鈉鹽組的牦牛肉灌腸脂質氧化程度較低，自由基清除能力也明顯不如4%鈉鹽組。聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）是脂質氧化的抑制劑之一，在菜籽油中加入PDWS進行高速攪拌以模擬油炸過程，結果表明，PDWS不溶于菜籽油，只有在油炸過程中才能表現出抗氧化作用[58]。Ampem等[59]在向日葵油中加入不同濃度PDWS并在180 ℃下加熱300 min，結果發現，隨著PDWS濃度的增加，對熱氧化的抑制作用明顯。Gómez-Estaca等[60]在研究過程中發現，姜黃素可有效抑制冷藏或蒸煮過程中的脂質氧化，所得蜂蠟油脂產品的不飽和脂肪酸含量較高。Park等[61]將雞肉丸中加入玉米淀粉、藜麥淀粉、藜麥種子等，在經歷5 次凍融后測定雞肉丸的總揮發性鹽基氮含量和TBARs值，結果發現，加入藜麥種子可明顯增加雞肉丸的抗氧化活性和咀嚼性。殼聚糖、鈉鹽、姜黃素等是常用的食品添加劑，能夠在一定程度上抑制脂質氧化，降低脂質的自氧化和酶促氧化，減少自由基和脂質氧化產物，增加肉制品的營養價值。

4 結 語

加熱是傳統的肉品加工方式，加熱對脂質氧化的影響一直受到學術界的重視，不同的加熱方式、加熱溫度、加熱時間所造成的脂質氧化程度也有很大差異。低溫加熱可降低脂質氧化進程，減少肉制品的蒸煮損失和營養損失，降低有害化合物產生量，增加肉制品的風味和色澤。加熱時間是影響脂質氧化的因素，不當的加熱時間會產生大量的次級氧化產物，不飽和脂肪酸雙鍵斷裂嚴重。長時間低溫加熱可有效降低脂質氧化，避免腐敗性氣味的產生，提高肉制品品質，同時肉及肉制品在50 ℃的條件下，其內源性抗氧化物酶具有很大的活性，能夠有效起到抗氧化作用，清除肉及肉制品中的自由基，在更大程度上提高其風味和營養價值。

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收稿日期：2021-10-13

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金項目（CX（21）2016）

第一作者簡介：呂經秀（1997—）（ORCID： 0000-0003-0453-6622），女，碩士研究生，研究方向為畜禽產品加工與質量控制。

E-mail： 103669447@qq.com

通信作者簡介：李鵬鵬（1986—）（ORCID： 0000-0002-4846-9225），女，副研究員，博士，研究方向為畜禽產品加工與質量控制。E-mail： lipengpeng@jaas.ac.cn

王道營（1979—）（ORCID： 0000-0003-1776-5854），男，研究員，博士，研究方向為畜禽產品加工與質量控制。E-mail： wdy0373@aliyun.com