燕麥多酚提取物對冷卻豬肉保鮮效果的研究

楊文平，郝教敏，王澤華，楊珍平，楊 華，朱迎春

(1.華北理工大學生命科學學院，河北唐山063000;2.山西農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，山西太谷030801;3.山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山西太谷030801)

隨著人們生活水平的不斷提高，冷卻肉已成為中國鮮肉加工發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)外關于冷卻肉保鮮有許多種方法，如化學防腐、生物防腐以及物理防腐等，各種方法均有優(yōu)缺點［1－3］。其中將從天然植物提取的活性抗氧化成分應用于冷卻肉的方法，因其低毒、安全、有效而備受青睞［4－8］。植物多酚為植物體內(nèi)具有多元酚結構的次生代謝物，存在于植物的皮、根、葉、果中，含量較高［9］，抗氧化作用較強，主要表現(xiàn)在:直接清除活性氧自由基，抑制脂質(zhì)過氧化反應，螯合金屬離子，激活細胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)，有效提高食品保鮮期，延緩腐敗變質(zhì)，降低亞硝酸鹽殘留等［10－16］。燕麥(Avena sativa)，為一年生禾本科燕麥屬植物，在中國種植歷史悠久，遍及中國各山區(qū)、高原和北部高寒冷涼地帶。一般分為帶稃型皮燕麥(Hulled oats)和裸粒型裸燕麥兩大類。燕麥是一種健康營養(yǎng)食品，不僅含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和大量的水溶性膳食纖維(SDF)等營養(yǎng)成分［17］，而且含有多種抗氧化活性物質(zhì)，包括大量植酸、甾醇、維生素E等，其中最主要的抗氧化成分是多酚類物質(zhì)。研究表明，燕麥多酚具有很強的抗氧化作用、清除自由基(·OH，O－2·)活性、抑制低密度脂蛋白LDL氧化(潛在的抗動脈粥樣硬化能力)等功能［18］。燕麥多酚還具有較強的鐵還原能力和清除DPPH·自由基能力［19］。相同條件下，燕麥多酚的抗氧化能力是燕麥油脂中甾醇的1.4倍［20］?？v觀前人研究，關于燕麥多酚的提取方法及抗氧化活性評價方面的研究雖然較多，而將其應用在冷卻肉保鮮方面的研究報道卻很少。因此，本研究擬以引進品種加拿大皮燕麥的籽實為材料，研究其多酚提取物對冷卻豬肉的保鮮效果，為燕麥多酚在冷卻肉保鮮中的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

皮燕麥(加燕OA1017－1)子粒，引自加拿大，于山西省左云縣栽培種植并收獲。原料肉:冷卻排酸的新鮮豬后腿肉。

1.2 試劑

三氯乙酸、硫代巴比妥酸、醋酸、氯仿等試劑均為分析純。

1.3 儀器與設備

FZ102型微型植物粉碎機，pH211型精密酸度計，美產(chǎn)WSC－Ⅱ型色差計，A25-福魯克高剪切分散乳化機，TDA-8002型電熱恒溫水浴鍋，TDL－4型離心機，WFJ2100型可見光分光光度計，DHG-9243BS－Ⅲ型電熱恒溫鼓風干燥箱。

1.4 試驗方法

1.4.1 原料處理 將干凈的燕麥子粒粉碎干燥后放入干凈白色塑料袋內(nèi)，避光低溫保存。

1.4.2 燕麥多酚的提取 依本課題組前期試驗篩選的最佳水浴醇提工藝:體積分數(shù)為66%乙醇，料液比為1∶10，66 ℃水浴浸提123 min，過濾，得到質(zhì)量濃度為0.150 g·L－1燕麥多酚a;將燕麥多酚a得到質(zhì)量濃度為0.075 g·L－1燕麥多酚 b。將2種質(zhì)量濃度的燕麥多酚保藏備用。

1.4.3 肉樣處理 將新鮮豬后腿肉在潔凈消毒的案板上除去筋膜，切分為大小均勻、質(zhì)量約(50±4)g的肉塊。隨機分為3組，每組3個重復。每組分別用無菌蒸餾水(對照CK)、燕麥多酚a、燕麥多酚b蘸浸10 min，浸泡用量1 000 mL，處理后靜置15 min，準確稱量，淺盤包裝，放入(4±1)℃可調(diào)冰箱中冷藏，備用。

1.4.4 指標測定方法 對冷藏的3組肉樣，分別測定肉樣初始(淺盤包裝2 h后測定)及3、6、9、12、15 d的色差、pH值、滴水損失、2－硫代巴比妥酸與丙二醛反應產(chǎn)物(TBARS)、總揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)、細菌總數(shù)等指標。

肉色測定采用美產(chǎn)WSC－Ⅱ型色差計［21］，測定肉樣的亮度Hunter L*和紅度a*值。pH值測定根據(jù)GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH 測定》，評價標準:新鮮肉 pH值5.8～6.2;次鮮肉pH值6.3 ～6.6;變質(zhì)肉 pH 值 6.7 以上［22］。滴水損失DL的測定采用直接稱重法［23］。TVB-N值測定采用半微量擴散法［24－25］，評價標準:鮮肉≤0.20 mg·g–1;變質(zhì)肉 ＞0.20 mg·g–1。細菌總數(shù)測定按照 GB/T 4789.2—2010《食品衛(wèi)生微生物學檢驗—菌落總數(shù)測定》，采用牛肉膏蛋白胨營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基—平板傾注計數(shù)法［26］，評價標準:新鮮肉＜4，次鮮肉4～6，變質(zhì)肉＞7。TBARS值測定采用硫代巴比妥酸反應物法［27］。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

分別采用Excel和Sigma Plot 10.0數(shù)理統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)處理與繪圖，結果用平均值表示。所得數(shù)據(jù)用SAS 9.1.3統(tǒng)計分析軟件，進行方差分析與多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對貯存期內(nèi)冷卻豬肉細菌總數(shù)和揮發(fā)性鹽基氮TVB-N值的影響

微生物是冷卻豬肉鮮度發(fā)生變化的重要因素。從圖1可知，隨著貯存期的延長，所有處理冷卻豬肉細菌總數(shù)CFU均呈上升趨勢(P＜0.05)。從貯存第3天到貯存第15天，同一貯存期內(nèi)，多酚處理組較空白組的細菌總數(shù)均顯著降低(P＜0.05)，說明燕麥多酚提取物具有明顯的抑菌保鮮效果。貯存9 d后，空白組冷卻豬肉細菌總數(shù)達到變質(zhì)肉的范疇;而多酚處理組冷卻豬肉在貯存12 d時細菌總數(shù)仍未達到變質(zhì)肉的標準。2個多酚處理組相比，冷藏前6 d，冷卻豬肉細菌總數(shù)差異不顯著(P＞0.05)，但冷藏9 d后，多酚濃度越高，越有利于抑制冷卻豬肉細菌的繁殖(P＜0.05)。高質(zhì)量濃度多酚處理組冷卻豬肉貯存15 d時細菌總數(shù)仍在次鮮肉標準范圍內(nèi)。

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是判定鮮肉制品鮮度等級的重要指標［28］。由圖2可知，隨著貯存時間的延長，所有處理的TVB-N值均呈上升趨勢(P＜0.05)。貯存到第12天，3個處理的TVB-N值均沒有超過國家鮮肉標準 0.20 mg·g–1(P ＜0.05);但貯存到第15天，空白組TVB-N值超過了國家鮮肉標準0.20 mg·g–1(P ＜0.05)，冷卻肉腐敗變質(zhì)。同一貯存期內(nèi)，多酚處理組較空白組顯著降低了冷卻豬肉TVB-N值(P＜0.05)。多酚a組與多酚b組相比也降低了冷卻豬肉TVB-N值(P＜0.05)。

圖2 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉TVB-N值的影響Fig.2 Effects of oats polyphenols extract on the values of TVB-N for chilled pork during storage

2.2 不同處理對貯存期內(nèi)冷卻豬肉脂質(zhì)抗氧化能力的影響

硫代巴比妥酸反應物值(TBARS值)一般用來評價脂質(zhì)抗氧化能力。由圖3可知，隨著冷卻豬肉貯存時間的延長，所有處理組的TBARS值先降低，后有所升高。處理當天，不同處理組間的TBARS值差異不大(P＞0.05);貯存第3天，多酚a組較其他2組顯著降低了TBARS值;貯存第6天直至第15天，多酚組較空白組顯著抑制了TBARS的生成(P＜0.05)，且多酚a組比多酚b組抑制效果更好，說明較高質(zhì)量濃度的燕麥多酚有利于提高冷卻豬肉的脂質(zhì)抗氧化能力。

圖3 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉TBARS值的影響Fig.3 Effects of oats polyphenols extract on the values of TBARS for chilled pork during storage

2.3 不同處理對貯存期內(nèi)冷卻豬肉滴水損失率的影響

貯存時間延長，會加劇冷卻豬肉組織細胞膜脂質(zhì)氧化，增大細胞膜通透性，使細胞液及血液從組織內(nèi)部滲出，既影響冷卻肉美觀，也使營養(yǎng)和滋味成分大量流失。由圖4可知，隨著貯存時間的延長，冷卻豬肉的滴水損失率(汁液流失率)升高(P＜0.05)。同一貯存期內(nèi)，空白處理組比多酚處理組滴水損失率顯著增加(P＜0.05)，可見燕麥多酚提取物能有效地阻止冷卻豬肉的汁液流失，提高豬肉的保水性。多酚a組與多酚b組對于提高冷卻豬肉的保水性效果差異不顯著(P＞0.05)。

圖4 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉滴水損失率的影響Fig.4 Effects of oats polyphenols extract on the dripping loss of chilled pork during storage

2.4 不同處理對貯存期內(nèi)冷卻豬肉色差的影響

肉色與肉品質(zhì)緊密相關，也是衡量肉新鮮度和衛(wèi)生程度的重要指標。影響肌肉顏色發(fā)生變化的主要是肌紅蛋白。生豬死后，肌肉中氧氣供給終止，肌紅蛋白與氧分離形成還原態(tài)Mb，肌肉呈紫色;把豬肉切片放置在空氣中，還原態(tài)Mb從切開的斷面獲得氧氣，從而和氧結合形成氧合態(tài)MbO2，肌肉呈紅色;含有二價鐵離子(Fe2+)的氧合態(tài)MbO2和還原態(tài)Mb都會自動氧化，生成含有三價鐵離子(Fe3+)的高鐵肌紅蛋白MMb，肌肉呈褐色。隨放置時間延長，高鐵肌紅蛋白MMb在肉中沉積，導致豬肉褐變，肉的表面亮度(L*)降低，品質(zhì)下降。Mb氧合或MMb還原的速率越快，MbO2含量越高，L*值越大。由圖5可知，隨著貯存時間延長，所有處理的亮度L*值均明顯減小(P＜0.05)。在同一貯存期內(nèi)，除處理當天外，多酚處理組相比空白組亮度L*值均明顯提高(P＜0.05)。

由圖6可知，隨著貯存時間延長，所有處理的紅度a*值均明顯減小(P＜0.05)，肉色由鮮紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色。在同一貯存期內(nèi)，除處理當天外，多酚處理組相比空白組紅度a*值均明顯提高(P ＜0.05)。

圖5 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉亮度L*的影響Fig.5 Effects of oats polyphenols extract on the lightness of chilled pork during storage

圖6 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉紅度a*的影響Fig.6 Effects of oats polyphenols extract on the redness of chilled pork during storage

綜上所述，燕麥多酚提取物能夠顯著抑制冷卻豬肉高鐵肌紅蛋白MMb的積累速率，延緩冷卻豬肉表面亮度和紅度的降低。就整個貯存期而言，2個多酚處理組對冷卻豬肉表面亮度和紅度的影響沒有顯著差異(P＞0.05)。

2.5 不同處理對貯存期內(nèi)冷卻豬肉pH值的影響

由圖7可知，不同處理方式下，隨著貯存時間的延長，冷卻豬肉pH值均呈上升趨勢(P＜0.05)。同一貯存期內(nèi)，多酚處理組相比空白組冷卻豬肉pH值顯著降低(P＜0.05)，說明燕麥多酚有效地抑制了冷卻豬肉微生物的繁殖，抑制了豬肉的腐敗變質(zhì)。在貯存前9 d，多酚a組與多酚b組冷卻豬肉pH值差異不顯著(P＞0.05)，而到貯存第12天及第15天，多酚a組相比多酚b組冷卻豬肉pH值明顯降低(P＜0.05)，說明在冷卻肉的保鮮過程中，較高質(zhì)量濃度的燕麥多酚提取物保鮮作用更為明顯。

圖7 燕麥多酚提取物對貯存期內(nèi)冷卻豬肉pH的影響Fig.7 Effects of oats polyphenols extract on the pH of chilled pork during storage

3 討論

冷卻肉處于低溫環(huán)境條件下，許多細菌的生長受到抑制，但冷卻肉攜帶的一些嗜冷菌，即使在較低溫度下，其繁殖速度也并不會完全停止，且隨著貯存時間的延長，微生物繁殖可以提高肉中各種酶活性，特別是微生物代謝產(chǎn)生的蛋白酶可引起冷卻肉組織蛋白質(zhì)分解，并發(fā)生脫胺、脫羧反應而產(chǎn)生氨、氮和胺類等各種堿性含氮物質(zhì)(TVB-N)，進而使冷卻肉腐敗變質(zhì)［29］。本研究結果表明，冷卻豬肉用多酚處理后，肉中的細菌總數(shù)減少，微生物繁殖被抑制，延遲了肉中揮發(fā)性鹽基氮TVB-N的升高，從而減緩了肉腐敗變質(zhì)的速度，延長了貨架期。多酚質(zhì)量濃度越高，作用效果越明顯。

脂質(zhì)氧化主要是不飽和脂肪酸在氧的作用下發(fā)生的一系列變化。TBARS涵蓋了大部分氧化傷害產(chǎn)生的醛酮類物質(zhì)，因而常作為診斷組織傷害和脂質(zhì)過氧化程度的指標［30－31］。植物多酚與蛋白質(zhì)以疏水鍵和多點氫鍵方式發(fā)生復合反應，使冷卻豬肉表面發(fā)生收斂，減少水分蒸發(fā)，從而達到提高豬肉保水性的目的。隨著貯存時間延長，微生物的生長繁殖加劇，對冷卻豬肉肌肉組織結構的破壞越來越嚴重，致使冷卻豬肉的汁液流失增加，大量營養(yǎng)物質(zhì)流失;同時，微生物分泌的蛋白酶將會分解豬肉組織蛋白和氨基酸，使其降解形成氨類等堿性物質(zhì)［32］，從而使豬肉pH值不斷增高，最終引起肉品腐敗變質(zhì)。本研究結果表明，TBARS值開始1周內(nèi)有所降低，原因是豬肉通過冷卻處理，降低了肉品脂肪的氧化，1周后，TBARS值有所上升，說明隨著貯存時間延長，豬肉脂質(zhì)氧化程度上升。比較各個處理發(fā)現(xiàn)，多酚處理后的豬肉，其TBARS、滴水損失率和pH值均顯著降低(P＜0.05)，且較高質(zhì)量濃度多酚處理組效果更好?？梢?，較高質(zhì)量濃度多酚提取物顯著抑制了TBARS的生成，提高了冷卻豬肉脂質(zhì)抗氧化能力，減少了冷卻豬肉汁液流失。

植物多酚是植物中所含有的單寧及與單寧有生源關系的化合物。單寧特有的分子結構對于蛋白質(zhì)有很好的結合作用。本試驗中，冷卻豬肉在貯存12 d時，測得的空白組、多酚b組和多酚a組的TVB-N 值分別為0.1 615、0.1 279 和0.1 135 mg·g–1，多酚b組和多酚a組相對于空白組TVB-N值降幅分別為20.80%、29.72%;測得的空白組、多酚b組和多酚 a組的 TBARS值分別為0.163、0.156和0.146 μg·g–1，多酚 b 組和多酚 a 組相對于空白組TBARS值降幅分別為4.29%、10.43%。結果表明，多酚提取物在冷卻豬肉的保鮮過程中主要是作用于蛋白質(zhì)，通過與蛋白質(zhì)的結合，提高其存在的穩(wěn)定性，從而減緩豬肉的腐敗變質(zhì)，延長冷卻豬肉的貨架期。

植物多酚具有天然的抗氧化和抑菌作用，且安全價廉，是一種天然的抗氧化劑和防腐劑。本研究采用燕麥多酚提取物對冷卻豬肉進行處理，無論從微生物指標和理化指標方面，還是從肉色感官方面，都是比較理想的，且以燕麥多酚提取物質(zhì)量濃度為0.150 g·L－1時，冷卻豬肉的保鮮效果最好，可以貯存15 d。

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