蕎麥醋有機酸和多酚組成及其對牛肉保鮮效果研究

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.07.002

引文格式：沈西平，馬浩睿，李林強.蕎麥醋有機酸和多酚組成及其對牛肉保鮮效果研究.中國調味品，2024，49（7）：10-16.

SHEN X P， MA H R， LI L Q.Composition of organic acids and polyphenols in buckwheat vinegar and its preservation effect on beef.China Condiment，2024，49（7）：10-16.

摘要：文章分析蕎麥醋有機酸和多酚的組成并探討其對牛肉的保鮮效果。蕎麥經過酒精發酵與醋酸發酵制得蕎麥醋；采用高效液相色譜（HPLC）分析其有機酸和酚類化合物組成，并用蕎麥醋浸漬牛肉，測定牛肉冷藏（2～4 ℃）過程中（12，24，36，48，60 h）色澤、抗氧化能力、揮發性鹽基氮（TVB-N）含量、丙二醛含量、細菌總數和質構的變化。結果表明，蕎麥醋中有6種有機酸，其中乙酸含量最高，為3.134 g/dL；9種酚類化合物，其中表兒茶素沒食子酸酯含量最高，為50.535 mg/dL。蕎麥醋浸漬牛肉在貯藏過程中（12～60 h）色澤、細菌總數、丙二醛含量和揮發性鹽基氮含量顯著低于對照組（P＜0.05），抗氧化能力和質構特性顯著高于對照組（P＜0.05）。蕎麥醋含有多種有機酸和多酚類化合物，能有效改善冷藏牛肉的保鮮效果。

關鍵詞：蕎麥醋；有機酸；多酚；牛肉；保鮮

中圖分類號：TS264.22""""" 文獻標志碼：A""""" 文章編號：1000-9973（2024）07-0010-07

Composition of Organic Acids and Polyphenols in Buckwheat

Vinegar and Its Preservation Effect on Beef

SHEN Xi-ping， MA Hao-rui， LI Lin-qiang*

（College of Food Engineering and Nutritional Science， Shaanxi Normal University， Xi'an 710119， China）

Abstract： In this paper， the composition of organic acids and polyphenols in buckwheat vinegar and its preservation effect on beef are explored. Buckwheat is fermented with alcohol and acetic acid to produce buckwheat vinegar. The composition of organic acids and polyphenols is analyzed by high performance liquid chromatography （HPLC）.Beef is soaked with buckwheat vinegar， and the changes of color， antioxidant capacity， total volatile base nitrogen （TVB-N）， malondialdehyde content， total" bacterial count and texture of beef during refrigeration （2～4 ℃） are determined at 12， 24， 36， 48， 60 h. The results show that there are six organic acids in buckwheat vinegar， among which， the content of acetic acid is the highest of 3.134 g/dL; there are nine phenolic compounds， among which， the content of epicatechin gallate is the highest of 50.535 mg/dL. During storage （12～60 h）， the color， total bacterial count， malondialdehyde content and total volatile base nitrogen content of beef soaked with buckwheat vinegar are significantly lower than those of the control group （Plt;0.05）， and the antioxidant capacity and texture properties are significantly higher than those of the control group （Plt;0.05）. Buckwheat vinegar contains various organic acids and polyphenols， and can effectively improve the preservation effect of chilled beef.

Key words： buckwheat vinegar; organic acids; polyphenols; beef; preservation

收稿日期：2023-12-06

基金項目：陜西省重點研發計劃項目（2023-YBNY-153）

作者簡介：沈西平（2002—），男，碩士研究生，研究方向：食品發酵。

*通信作者：李林強（1971—），男，副教授，博士，研究方向：動物資源開發與利用。

食醋是一種通過微生物發酵產生的酸性調味品，根據生產原料的不同，可分為糧谷醋、糖醋、果醋、酒醋等。我國食醋通常以高粱、豆類或大米等谷物為原料，近年來，隨著生活水平的提高，人們開始利用各類具有保健作用的小宗雜糧來釀造食醋，蕎麥因蛋白質、維生素、微量元素等營養物質的含量比小麥、大米等大宗糧食作物更加豐富，且含有其他禾谷類作物沒有的黃酮類化合物而備受關注，目前市面上也出現了蕎麥香醋、蕎麥保健醋等產品。食醋除了調味作用外，也具有一定的抑菌和保鮮作用，目前在肉類加工業中，尤其是牛肉生產加工過程已被廣泛應用。Ba等的研究證實，向牛肉上噴灑3%乳酸溶液可提高牛肉組織的微生物安全性。孫濤等研究發現醋液浸漬處理對牛肉pH值的變化具有一定的抑制作用，且醋液在蒸煮過程中易溶于水，不會對牛肉原有風味產生較大影響。此外，醋液還可以弱化肌原纖維和結締組織的強度，能夠對結締組織含量較高的牛肉起到很好的嫩化效果。

牛肉具有蛋白質含量高、脂肪含量低等特點，目前已成為我國人民消費比重第二大的肉類。現今消費者對肉及肉制品的品質更加關注，冷藏牛肉因嫩度好、顏色鮮紅、營養流失少、方便烹飪而優于冷凍牛肉。但是冷藏牛肉在冷藏、運輸和銷售等環節中，牛肉中的脂肪和蛋白質容易在外部微生物或內部酶的影響下發生氧化，氧化產生的一系列產物會影響肉的品質，導致牛肉色澤劣變、風味惡化、營養物質損失等，進而引起牛肉腐敗變質。目前，食品加工過程中常采用添加化學防腐劑的方法來防止肉及其制品中脂肪和蛋白質氧化，但化學防腐劑存在較多的安全問題，對人體的健康存在潛在的危害，消費者對于食品中添加化學防腐劑也普遍持懷疑態度，因此，開發高效、安全、無毒的天然保鮮劑具有重要的現實意義。蕎麥醋中富含有機酸和多酚類化合物，有機酸和多酚具有良好的抗氧化性和廣譜抗菌性，是天然抗氧化劑和防腐劑，但目前對于蕎麥醋中有機酸和多酚成分分析及其對牛肉保鮮效果的研究較少。

因此，本研究以蕎麥為研究對象，對其進行酒精發酵和醋酸發酵得到蕎麥醋，采用HPLC分析蕎麥醋中有機酸和多酚組成，并探討蕎麥醋浸漬處理對牛肉冷藏過程中色澤、抗氧化能力、細菌總數、質構、揮發性鹽基氮含量和丙二醛含量的影響，以期為冷藏牛肉的保鮮效果改善提供技術支持和理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 材料

1.1.1" 原材料

甜蕎粉：定邊縣塞雪糧油工貿有限責任公司；啤酒活性干酵母CS31：湖北安琪酵母股份有限公司；醋酸桿菌AS1.41：濟寧祥園生物科技有限公司；牛肉：陜西秦牧匯食品有限責任公司。

1.1.2" 主要試劑

有機酸（5種）及多酚標準品（16種）：甲醇、乙腈、甲酸、葡萄糖、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、硫酸亞鐵、水楊酸、雙氧水、硼酸、鹽酸、碳酸鉀、甲基紅、亞甲基藍、阿拉伯膠、氯化鈉、磷酸二氫鉀，以上試劑除甲醇、乙腈、有機酸和多酚標準品為色譜純外，其余均為分析純。

1.1.3" 主要儀器

TA.XT Plus質構儀" 英國Stable Micro Systems公司；NS800色差儀" 深圳市三恩時科技有限公司；N4S紫外可見分光光度計" 上海儀電分析儀器有限公司；DSX-18L-I高壓蒸汽滅菌器" 上海申安醫療器械廠；GSP-9080MBE恒溫培養箱" 上海博迅實業有限公司；AC220高速離心機" 美國Scilogex公司；LPG-3400SDN高效液相色譜儀" 德國Thermo Fisher Scientific公司；Axio Imager M2正置熒光顯微鏡" 德國 Carl Zeiss公司。

1.2" 方法

1.2.1" 蕎麥醋的制備

將蕎麥粉與水按1∶6的比例混合后蒸煮糊化15 min，待溫度降至70 ℃時按照質量濃度0.1%加入液化酶，恒溫保持15 min，降溫至40 ℃后再按照質量濃度0.2%加入糖化酶，恒溫保持90 min。糖化完成后，按照質量濃度3%接入活化后的酵母菌菌液，于28 ℃下恒溫培養，發酵第1天不作密封處理以利于酵母增殖，從第2天起采用厭氧發酵，至酒精度不再上升時終止發酵，離心過濾。向濾液中按照質量濃度3%接入活化后的醋酸菌菌液，32 ℃下恒溫培養至總酸不再上升時，過濾得到蕎麥醋。蕎麥醋制備工藝流程見圖1。

1.2.2" 蕎麥醋中功能性成分測定

1.2.2.1" 有機酸HPLC組成分析

將6種有機酸標準品配制成不同濃度的標準液，標準液采用0.22 μm水系濾膜進行過濾，過濾前使用超聲波脫氣2 min。以峰面積為縱坐標，有機酸含量為橫坐標，分別繪制5種有機酸的標準曲線。色譜條件：Waters Symmetry C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流速0.4 mL/min，UV檢測波長210 nm；流動相A為0.04 mol/L磷酸二氫鉀緩沖液，流動相B為100%乙腈。梯度洗脫程序見表1，有機酸分離標準品圖譜見圖2，不同有機酸的標準曲線見表2。

1.2.2.2" 多酚HPLC組成分析

標準液的制備以及標準曲線的建立方法同1.2.2.1。測樣條件：安捷倫TC-C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，流速1 mL/min，UV檢測波長280 nm；流動相A為100%甲醇，流動相B為5%甲酸-水。梯度洗脫程序見表3，多酚分離標準品圖譜見圖3，不同多酚的標準曲線見表4。

1.2.2.3" 蕎麥醋樣品處理

將蕎麥醋稀釋10倍后以6 000 r/min離心10 min，上清液通過0.22 μm水系濾膜過濾，過濾前使用超聲波脫氣2 min。分別按照1.2.2.1和1.2.2.2中所述方法測定蕎麥醋中的有機酸及多酚組成，并計算其含量。

1.2.3" 牛肉樣品處理

將牛肉表面的筋膜及脂肪去除后，均勻分割成2 cm×1 cm×1 cm的肉塊并隨機分成兩組，處理組于蕎麥醋中浸漬約30 s后取出，擺放于潔凈的篩盤中，瀝干表面水分，用保鮮膜包裹后放入2～4 ℃的冰箱中冷藏，對照組用無菌蒸餾水浸泡。

1.2.4" 色澤測定

選取牛肉塊表面較平整的部位，采用色差儀對牛肉的L*值、a*值、b*值進行測定，總色差ΔE*計算公式如下，其中L*1、a*1、b*1為樣品處理12 h時的測量值。

ΔE*=" （L*－L*1）2+（a*－a*1）2+（b*－b*1）2。（1）

1.2.5" 抗氧化能力測定

稱取牛肉樣品10.00 g，使用絞肉機絞碎，加入70%乙醇溶液100 mL，于35 ℃恒溫水浴30 min后過濾，取上層濾液待用。

1.2.5.1" DPPH·清除率測定

DPPH·清除率測定方法參考Li等的分光光度法。吸取濾液100 μL，用超純水補至2 mL，然后加入2 mL 0.04 mg/mL的DPPH溶液，搖勻后避光靜置30 min，在波長510 nm處測定其吸光度，得A0；將DPPH替換成無水乙醇后在相同條件下測吸光度，得A1；將樣品替換成無水乙醇后在相同條件下測吸光度，得A2。DPPH·清除率計算公式如下：

DPPH·清除率（%）=1－A0－A1A2×100%。（2）

1.2.5.2 "·OH清除率測定

·OH清除率測定方法參考Wang等的分光光度法。吸取濾液2 mL，依次加入等量的 8 mmol/L水楊酸溶液、9 mmol/L硫酸亞鐵溶液、8.8 mol/L雙氧水，混合均勻后于35 ℃水浴15 min，在波長510 nm處測定其吸光度，得A0；將FeSO4溶液替換成水后在相同條件下測吸光度，得A1；將樣品替換成水后在相同條件下測吸光度，得A2。·OH 清除率計算公式如下：

·OH清除率（%）=1－A0－A1A2×100%。（3）

1.2.6" 丙二醛測定

丙二醛的測定參考硫代巴比妥酸比色法，應用北京索萊寶科技有限公司丙二醛含量檢測試劑盒（型號：BC0025）進行測定。

1.2.7" TVB-N測定

牛肉中TVB-N的測定參考GB 5009.228—2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》中的微量定氮法。

1.2.8" 細菌總數測定

牛肉中細菌總數的檢測采用熒光檢測技術，應用生工生物工程（上海）股份有限公司的AO/EB熒光試劑盒（型號：E607308）進行測定。將對照組與處理組牛肉分別在4 ℃冷藏12 h后，置于10 mL無菌水中浸泡1 min，吸取浸液1 mL置于離心管中，以10 000 r/min離心5 min，棄去上清液。加入1 mL緩沖液重懸細菌，取90 μL重懸液至另一離心管中，分別加入5 μL 吖啶橙（AO）染色液和5 μL 溴化乙錠（EB）染色液，混勻后避光靜置5 min，細菌熒光檢測采用熒光顯微鏡。

1.2.9" 質構特性測定

將對照組與處理組牛肉分別在4 ℃冷藏12 h后測定其質構特性，采用質構儀在TAP模式下進行，選擇HDP/BSK探頭，設定位移25 mm，時間間隔5 s，測前、測試速率均為1 mm/s，測后速率為5 mm/s，觸發力20 g，應變量75%，數據采集速率200 pps。

1.3" 數據處理

采用SPSS Statistics 25對數據進行顯著性分析，所有指標平行測試3次，結果用“平均值±標準差”表示，以Plt;0.05作為差異顯著性判斷標準。

2" 結果與分析

2.1" 蕎麥醋中有機酸組成

蕎麥醋中有機酸組成及含量HPLC分析結果見圖4和表5。

由表5可知，蕎麥醋中共檢出6種有機酸，其中乙酸含量最高，達到3.134 g/dL，除乙酸外，琥珀酸、檸檬酸和乳酸的含量也較高，分別為0.542，0.357，0.308 g/dL。

2.2" 蕎麥醋中多酚組成及含量

蕎麥醋中多酚組成及含量HPLC分析結果見圖5和表6。

由表6可知，蕎麥醋中共檢出9種多酚，其中表兒茶素沒食子酸酯含量最高，為50.535 mg/dL，表兒茶素含量為46.163 mg/dL，略低于表兒茶素沒食子酸酯含量。此外，兒茶素和蘆丁的含量也相對較高，分別為25.904，25.081 mg/dL。

2.3" 色澤

色澤是肉類產品非常重要的感官特性，消費者通常以此來判斷肉及肉制品的新鮮度和品質。蕎麥醋浸漬牛肉在冷藏過程中的色澤變化見表7。

由表7可知，冷藏過程中，對照組的L*值呈現上升趨勢，a*值和b*值呈現下降趨勢，而處理組的L*值、a*值和b*值均呈現下降趨勢。ΔE*反映了牛肉冷藏過程中顏色的穩定性，在第60 h時，處理組的ΔE*值較對照組顯著降低了15.63%（Plt;0.05）。可見，蕎麥醋可以提高牛肉色澤的穩定性。

2.4" 抗氧化能力

2.4.1" DPPH·清除能力

蕎麥醋浸漬牛肉在冷藏過程中DPPH·清除能力變化見圖6。

由圖6可知，隨著冷藏時間的延長，處理組與對照組的DPPH·清除率均顯著下降（Plt;0.05）。在冷藏60 h時，處理組與對照組的DPPH·清除率分別下降了30.28%和24.81%，表明隨著冷藏時間的延長，牛肉的抗氧化能力逐步減弱。但當冷藏時間相同時，處理組的DPPH·清除率顯著高于對照組（Plt;0.05）。可見，蕎麥醋能夠增強牛肉的抗氧化能力。

2.4.2" ·OH清除能力

蕎麥醋浸漬牛肉在冷藏過程中·OH清除能力變化見圖7。

由圖7可知，隨著冷藏時間的延長，處理組與對照組的·OH清除率均顯著下降（Plt;0.05）。在冷藏60 h時，處理組與對照組的·OH清除率分別下降了33.10%和24.00%。在冷藏時間為12，24，36，48 h時，處理組·OH清除率較對照組分別上升9.69%、5.72%、3.87%、2.21%，這與DPPH·清除率結果相似，證明蕎麥醋能有效增強牛肉的抗氧化能力。

2.5" 丙二醛含量

丙二醛是酯類物質氧化產生的次級代謝產物，肉及肉制品中丙二醛含量越高，說明其脂肪氧化酸敗的程度越高。由圖8可知，隨著冷藏時間的延長，處理組和對照組中的丙二醛含量均顯著上升（Plt;0.05），但當冷藏時間相同時，處理組中丙二醛含量明顯低于對照組（Plt;0.05）。在冷藏60 h時，處理組與對照組的丙二醛含量分別為16.38，13.75 nmol/g，說明蕎麥醋能有效延緩脂肪氧化。

2.6" TVB-N含量

TVB-N是檢驗肉品新鮮度的一項重要指標，冷藏期間在微生物和酶的作用下，肉及肉制品中的蛋白質分解成氨及胺類等堿性含氮物質，TVB-N含量越高，說明肉的腐敗程度越高。由圖9可知，隨著冷藏時間的延長，處理組與對照組的TVB-N含量均顯著上升（Plt;0.05），但當冷藏時間相同時，處理組的TVB-N含量明顯低于對照組（Plt;0.05）。在冷藏60 h時，處理組與對照組的TVB-N含量分別為10.15，12.90 mg/100 g。可見，蕎麥醋能夠延緩牛肉中TVB-N含量的升高，延長其貨架期。

2.7" 細菌熒光染色鏡檢

AO染色液可透過完整的細胞膜，將活細胞的細胞核染成均勻的綠色熒光（亮度較高）；而凋亡細胞由于其染色質固縮或斷裂成大小不等的片段，因此綠色熒光很弱甚至會消失。EB染色液只能對具有不完整細胞膜的細胞進行染色，將凋亡細胞染成橙色或橙紅色（亮度較淺）。蕎麥醋浸漬牛肉在冷藏過程中細菌總數的變化見圖10。

由圖10可知，在4 ℃冷藏12 h時，處理組中呈綠色熒光的細菌密度明顯小于對照組，且處理組中呈橙紅色熒光的細菌比例明顯增大，表明經過蕎麥醋處理后，牛肉中的細菌總數有所下降且調亡細菌的比例增加，說明蕎麥醋能有效抑制牛肉在冷藏過程中微生物的生長繁殖。

2.8" 質構

蕎麥醋浸漬牛肉質構特性測定結果見表8。

由表8可知，經過蕎麥醋浸漬處理后的牛肉在4 ℃冷藏12 h時，牛肉的硬度、咀嚼性和凝聚性較對照組均顯著下降（Plt;0.05），分別下降了28.98%、23.60%和43.75%，而蕎麥醋浸漬處理后的牛肉的彈性和回復性與對照組相比無顯著差異（Pgt;0.05），說明蕎麥醋能有效改善與牛肉嫩度相關的質構指標。

3" 討論

本研究結果表明，蕎麥醋中含有6種有機酸，其中主要為乙酸，這與余寧華等對市面上所售食醋的有機酸成分分析結果一致；另外，蕎麥醋中含有

9種多酚類化合物，其中主要為表兒茶素沒食子酸酯和表兒茶素，這與李璐等關于燕麥醋中多酚組成的研究結果有較大差異，可能是由于釀醋使用的原料不同，這也說明了蕎麥醋的獨特性。

蕎麥醋對牛肉的保鮮作用研究結果表明，蕎麥醋對牛肉具有良好的護色作用，可以顯著提高牛肉的感官價值。對照組牛肉的L*值隨冷藏時間的延長逐漸增大，這可能是由于隨著冷藏時間的延長，蛋白質的變性程度增加，降低了肉的保水性，牛肉內部的水分滲出，從而增強了其對光的反射能力。處理組的L*值在冷藏過程中顯著低于對照組（Plt;0.05），表明蕎麥醋浸漬能較好地抑制肉中水分的流失。牛肉a*值的減小可能是由于冷藏期間肌紅蛋白轉化成了褐色的高鐵肌紅蛋白，但經過蕎麥醋浸漬處理后，牛肉的a*值下降速率有效減緩，表明其顏色的穩定性得到增強，這可能是由于蕎麥醋中的多酚可以作為抗氧化劑與Fe2+離子絡合，從而抑制肉色的褐變。

蕎麥醋活性成分在牛肉中的保留可以通過抗氧化能力進行判斷。蕎麥醋浸漬處理后，牛肉的抗氧化能力有所增強的主要原因可能是蕎麥醋中的多酚及黃酮類物質被保留在牛肉中，Eugenia等研究發現多酚可以通過螯合金屬離子來阻止自由基形成或清除活性氧、氮等物質來達到抗氧化效果。此外，蕎麥醋中的有機酸可以通過與細菌細胞膜中的磷脂及脂多糖作用從而對細菌的細胞膜結構產生破壞，起到抑制微生物生長的作用，從而延緩肉制品腐敗變質，延長其貨架期。

牛肉經蕎麥醋浸漬處理后，硬度、咀嚼性和凝聚性均下降，可能是由于浸漬處理改變了牛肉的pH，引起蛋白質表面靜電荷變化，改變了牛肉的保水性，而保水性是影響牛肉嫩度的關鍵因素之一。蕎麥醋中的有機酸使牛肉的pH偏離肌原纖維蛋白等電點，增大了蛋白分子間的靜電斥力，使得肌原纖維蛋白分子充分展開，暴露出了包埋的疏水性氨基酸，減弱了疏水相互作用，增強了蛋白與水的結合，從而增加了牛肉的保水性。除提高牛肉的保水性外，有機酸還可以通過對牛肉肌束膜等結締組織膠原蛋白的直接弱化或者破壞溶酶體以加速釋放蛋白水解酶等方式來改善牛肉的嫩度，這也可能是蕎麥醋浸漬后牛肉的硬度和咀嚼性有所下降的原因。

4" 結論

蕎麥醋中含有6種有機酸與9種多酚類化合物。經過蕎麥醋浸漬處理，牛肉的硬度和咀嚼性有所下降，有效改善了牛肉的適口性，且蕎麥醋浸漬牛肉在冷藏期間色澤、細菌總數、丙二醛含量和TVB-N含量均明顯低于對照組，表明蕎麥醋能夠有效改善冷藏牛肉的保鮮效果。

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