桂皮提取物對中式香腸脂質(zhì)、蛋白氧化和品質(zhì)的影響

蔣棟磊，顧于濱，裴慧潔，練良晉，葛慶豐,2*，于海,2，吳滿剛,2，尹永祺，汪志君

1 (揚州大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚州，225127) 2(江蘇省淮揚菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚州，225127)

桂皮提取物對中式香腸脂質(zhì)、蛋白氧化和品質(zhì)的影響

蔣棟磊1，顧于濱1，裴慧潔1，練良晉1，葛慶豐1,2*，于海1,2，吳滿剛1,2，尹永祺1，汪志君1

1 (揚州大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚州，225127) 2(江蘇省淮揚菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚州，225127)

由于化學(xué)合成抗氧化劑存在安全隱患，在肉制品加工中尋求天然抗氧化劑已成為研究熱點。實驗以桂皮為原料，通過乙醇制備桂皮提取物應(yīng)用于中式香腸，研究其對中式香腸理化品質(zhì)的影響，以及抗脂肪氧化和蛋白氧化的效果。結(jié)果表明，pH整體呈先下降后上升趨勢；28 d時0.3%和0.6%桂皮提取物組的Aw值在0.72左右；桂皮提取物組L*值和a*值顯著高于空白組；各處理組脂肪抗氧化和蛋白抗氧化效果顯著高于空白組，且提取物添加量越高抗氧化活性越強，其中0.6%桂皮組抗氧化效果與0.02% 二丁基羥基甲苯(baty lated hydroxytoluene,BHT)組相當(dāng)，桂皮提取物能有效抑制中式香腸中TBA值和羰基值的升高，改善香腸的品質(zhì)。因此，桂皮提取物在一定程度上可以作為替代合成抗氧化劑的天然抗氧化劑。

桂皮；中式香腸；脂肪氧化；蛋白氧化；品質(zhì)

目前香辛料的研究主要集中在其氧化活性方面，香辛料提取物對中式香腸品質(zhì)和抗氧化方面的研究較少[9]，我國傳統(tǒng)中式香腸主要為自然發(fā)酵，技術(shù)水平落后，由于中式香腸中富含大量蛋白和油脂物質(zhì)，在加工和貯藏過程中與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)發(fā)生褐變、變味等現(xiàn)象，且一些重金屬離子(Fe2+)催化自由基的產(chǎn)生，介導(dǎo)脂質(zhì)過氧化。香辛料作為天然抗氧化劑，在一定程度上能有效減緩中式香腸氧化程度，促進其對金屬離子的螯合作用，減少自由基產(chǎn)生，保護肉類顏色穩(wěn)定性，延長中式香腸保質(zhì)期[10]。

桂皮又被稱為肉桂、官桂或香桂，是最早被人們使用的香辛料之一，桂皮中除了富含常規(guī)的膳食纖維和碳水化合物外，還含有酚類物質(zhì)、精油辛辣物質(zhì)和色素，其抗氧化的成分主要有桂皮醛、查爾酮、桂皮酚、乙酸桂皮脂、肉桂醇、肉桂酸等[11-13]。本課題選取市售的桂皮，通過乙醇提取制備成桂皮提取物并應(yīng)用于中式香腸中，研究其對香腸發(fā)酵品質(zhì)、脂質(zhì)氧化及蛋白氧化的影響，為開發(fā)天然抗氧化劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬肉、糖、鹽、味精、大曲、桂皮、腸衣、二丁基羥基甲苯(BHT)、亞硝酸鈉(NaNO2)均為市售；EDTA、2-硫代巴比妥酸、CHCl3、十水焦磷酸鈉、順丁烯二酸、KCl、MgCl2·6H2O、EGTA、DNPH、乙醇、乙酸乙酯、HCl、鹽酸胍、三氯乙酸、CuSO4·5H2O、酒石酸鉀鈉等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

FE20K pH計、AL204電子天平上海梅特勒-托利多儀器有限公司；DK-S28電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；WFZ UV-2100紫外可見分光光度計，上海尤尼柯儀器有限公司；TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀，F(xiàn)ood Technology Corporation；SC-80C全自動色差儀，北京康光光學(xué)儀器有限公司；HD-3A水分活度測量儀，無錫華科儀器儀表有限公司；IKAT 18勻漿機，上海書培實驗設(shè)備有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；JXF掛墻式控制箱，瑞安市瑞龍電器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 桂皮提取物的制備

將桂皮沖洗干凈，烘干，用粉碎機粉碎。稱取1.000 g放入干燥的圓底燒瓶中，加50 mL 70%乙醇，置于超聲儀中強超聲30 min，相同條件下過濾3次，合并3次濾液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸除溶劑即獲得提取物。再用70%乙醇準確配制一定濃度的香辛料提取液，轉(zhuǎn)移到棕色試劑瓶中保存，備用[12]。

1.3.2 香腸的配方及工藝流程

原料豬肉(肥瘦肉質(zhì)量3∶7)、糖7%、食鹽3%、味精0.2%、酒曲20 mL/kg、水10%、桂皮提取物0.3%、桂皮提取物0.6%、BHT 0.02%(參照國標GB 2760—2014 食品添加劑使用標準)、NaNO20.015%(參照國標GB 2760—2014 食品添加劑使用標準)。

香腸制備流程：原料肉預(yù)處理→絞碎→配料→添加香辛料→灌腸→結(jié)扎→發(fā)酵→干燥成熟。

發(fā)酵條件：發(fā)酵(30±0.5℃，1天，RH 95%)→成熟(16±0.5℃，2天，RH 90%；16±0.5℃，2天，RH 87%；16±0.5℃，2天，RH 85%；12±0.5℃，7天，RH 80%；12±0.5℃，14天；RH 75%)。

有的高校對項目（課題）經(jīng)費的管理法人負責(zé)制落實不到位，高校的相關(guān)部門沒有針對國家新出臺的政策制定相應(yīng)的管理制度。對“十二五”“十三五”期間立項的科研經(jīng)費的管理還是按“十五”“十一五”期間制定的管理辦法去管理，導(dǎo)致管理水平與現(xiàn)有的政策規(guī)定脫節(jié)和不配套，內(nèi)部控制薄弱，科研管理和財務(wù)管理不規(guī)范，導(dǎo)致部分課題資金的真實流向脫離監(jiān)管［6］。

1.3.3 pH值的測定

按照GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品pH值的測定》執(zhí)行[14]。

1.3.4 水分活度(Aw)的測定

將香腸去腸衣后，切碎平鋪于干燥的水分活度測試盒內(nèi)，用水分活度儀進行水分活度測定。

1.3.5 色差的測定

參照MORONEY等[15]的方法，并略作修改。將香腸去腸衣，切成厚度不超過3～4 mm的圓片，用色差儀進行測量；a*表示紅度；b*表示黃度；L*表示亮度。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)的測定

參照李俊霞等[16]的方法，并略作修改。用切片刀將樣品切成1 cm3的立方體，“T” 型金屬壓頭連在材料儀上，TPA參數(shù)設(shè)置為：感應(yīng)源1000 N，初始力0.3 N，壓縮比 50%，測前速度：2 mm/min，測中速度：1 mm/min，測后速度：1 mm/min，2次循環(huán)，測定項目：硬度(N)；內(nèi)聚性(Ratio)；彈性(mm)；膠黏性(N)：咀嚼性(mJ)。

1.3.7 TBARS值的測定

參照樊康等[17]的方法，并略作修改。稱取10 g剪碎的肉樣，加入50 mL 7.5% TCA(含0.1% EDTA)，150 r/min振蕩30 min，用雙濕層過濾紙抽濾2次，取5 mL上清液，加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，在90 ℃水浴40 min，冷卻1 h后，離心(2 000 r/min 5 min)，上清液中加入5 mL三氯甲烷，搖勻，靜置分層取上清液，分別在532 nm和600 nm下測吸光值。

1.3.8 羰基值的測定

參照章林[18]和RODRGUEZ-CARPENA[19]的方法，并略作修改。取1.5 g肉樣(只取瘦肉，攪碎)于50 mL離心管，加15 mL焦磷酸緩沖液，均質(zhì)。取均質(zhì)液于離心管中，每管3 mL(實驗組和對照組)，加3 mL 20% TCA，振蕩混勻，12 000g離心5 min，取沉淀。加3 mL 10%TCA，玻璃棒攪碎，12 000g離心5 min，取沉淀。實驗組加3 mL DNPH；對照組加3 mL 2 mol/L HCl，暗處放置30 min，每10 min振蕩1次，每次10 s。加3 mL 20% TCA振蕩混勻，12 000g離心5 min，取沉淀。加7.5 mL乙醇/乙酸乙酯混合液，玻璃棒搗碎后混勻，12 000g離心5 min，取沉淀，重復(fù)3次。加3 mL鹽酸胍，搖床上4℃保存過夜。12 000g離心5 min，取上清液在370 nm處測吸光值。

1.3.9 感官評價

選擇15名有經(jīng)驗的感官評定人員組成感官評定小組，分別從香腸的外觀、組織狀態(tài)、色澤、氣味和口味5個方面進行評價，各項分值求平均值后相加[20]。

1.3.10 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值，采用SigmaPlot 10.0作圖，采用 DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，平均數(shù)之間差異顯著性(p<0.05)使用Duncan新復(fù)極差法程序。

表1 香腸感官評價標準Table 1 Standards for sensory analysis of sausage

2 結(jié)果與分析

2.1 桂皮提取物對香腸pH值的影響

由圖1可知，香腸發(fā)酵1 d時，5個處理組pH值為6.00左右，香腸成熟到14 d時，各處理組pH值顯著下降(p<0.05)，pH值達到5.38～5.64，0.3%和0.6%桂皮組pH值無顯著性差異(p>0.05)，添加桂皮組香腸pH值顯著低于亞硝酸鈉組和空白組(p<0.05)，香腸成熟后期，pH值整體呈上升趨勢，這與章林[18]等對中式香腸研究結(jié)果報道相一致。隨著桂皮提取物添加量增加，香腸pH值降低。成熟前期階段pH值先下降，可能是香腸中產(chǎn)酸的微生物(如乳酸菌)導(dǎo)致[21]，而成熟后期pH值先上升可能是因為蛋白質(zhì)分解以及微生物消耗含氮化合物并產(chǎn)生堿性物質(zhì)[22]。

2.2 桂皮提取物對香腸Aw值的影響

由圖2可知，5組香腸發(fā)酵1 d時各組水分活度在0.94左右，發(fā)酵結(jié)束時水分活度在0.72～0.76，各處理組Aw值差異不顯著(p>0.05)，且隨著發(fā)酵時間的延長而下降，可能是香腸中的微生物消耗了產(chǎn)品體系中的部分自由水，Aw值下降。

圖1 桂皮對香腸成熟過程中pH的影響Fig.1 Effects of cinnamon on pH values of sausages during ripening

圖2 桂皮對香腸成熟過程中Aw的影響Fig.2 Effects of cinnamon on Aw values of sausages during ripening

此外，控溫控濕箱的濕度按照試驗設(shè)計從95%逐漸降到75%，成熟過程中香腸表面水分蒸發(fā)，但內(nèi)部含有大量游離水，對水分活度影響較小，成熟期間，環(huán)境中相對濕度下降，香腸內(nèi)部的水分向外擴散，水分活度開始下降。研究表明水分活度越低，香腸貯藏穩(wěn)定性越高。

2.3 桂皮提取物對香腸顏色的影響

本試驗選擇L*值和a*值作為衡量香腸色澤的指標，香腸L*值和a*值在發(fā)酵成熟期間呈下降趨勢，由于香腸中的氧合肌紅蛋白被氧化成褐色高鐵肌紅蛋白導(dǎo)致。桂皮添加量為0.3%組和0.6%組的之間差異不顯著(p>0.05)，隨著桂皮添加量增加，L*值和a*值反而下降，可能是由于桂皮本身為棕色對肉的顏色造成了影響。由圖3可以看出，各處理組L*值均高于對照組，由圖4可知，發(fā)酵結(jié)束時，添加桂皮提取物組和BHT組a*值顯著高于空白組(p<0.05)，桂皮提取物在成熟期間對香腸有護色作用。這與LARA[23]等研究香辛料對肉制品色澤的研究結(jié)果相符。

圖3 桂皮對香腸成熟過程中L*值的影響Fig.3 Effects of cinnamon on L* values of sausages during ripening

圖4 桂皮對香腸成熟過程中a*值的影響Fig.4 Effects of cinnamon on a* values of sausages during ripening

2.4 桂皮提取物對香腸質(zhì)構(gòu)的影響

由表2可知，各組香腸的硬度值隨著發(fā)酵成熟時間延長而增大，各處理組之間硬度均顯著高于空白組(p<0.05)，添加0.6%的桂皮組硬度、彈性、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性顯著高于空白組(p<0.05)，且與合成抗氧化劑(BHT和亞硝酸鈉)相當(dāng)，在香腸成熟前期(14 d)，各處理組之間咀嚼性和膠黏性不存在顯著性差異(p>0.05)，桂皮提取物組硬度和彈性顯著高于空白組，亞硝酸鈉組硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性與空白組相比均顯著增加(p<0.05)，發(fā)酵末期(28 d)，BHT組的各指標與空白組之間沒有顯著變化(p>0.05)，亞硝酸鈉組硬度、彈性、咀嚼性效果最好。此外，除了硬度，香腸其余指標隨著發(fā)酵時間延長呈先上升后下降趨勢，這與pH值的趨勢相一致，pH降低使蛋白質(zhì)變性，降低了香腸的持水力，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)更緊密，這與GONZLEZ-FERNNDEZDE[24]研究結(jié)果一致。隨后緩慢下降，可能是桂皮中含有豐富的抗氧化物質(zhì)，如酚類和萜烯類物質(zhì)，可以與香腸中的水分結(jié)合形成氫鍵，提高產(chǎn)品的保水性[25-26]。MAQSOODAB研究也表明天然抗氧化劑能有效地減緩香腸的脂肪氧化程度，保持肌纖維膜的完整，減少水分流失，進而在一定程度上延緩了香腸結(jié)構(gòu)增加程度[27]。

表2 香腸發(fā)酵成熟的質(zhì)構(gòu)分析Table 2 The texture properties of sausages

續(xù)表2

指標發(fā)酵時間/dCK0 3%桂皮0 6%桂皮BHTNaNO2膠黏性(N)01．65±0．15a1．69±018a1．79±0．05a1．84±0．15a1．90±0．06a1410．00±1．68b14．80±3．22ab16．63±3．86a12．47±1．16ab15．87±2．57a289．10±0．56c12．53±0．76a14．83±0．32b8．60±1．13c9．50±0．78c咀嚼性(mj)01．94±0．15ab2．14±0．10a1．99±0．06ab2．06±0．13ab1．91±0．07b1425．44±6．46b42．13±12．74ab53．96±17．86a37．90±4．47ab49．93±6．80a2826．29±1．33c33．26±3．12b39．82±5．06a25．43±2．65c41．64±1．03a

注：同行肩標小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05)。

2.5 桂皮提取物對香腸脂質(zhì)氧化的影響

脂質(zhì)氧化是不飽和脂肪酸與氧或自由基反應(yīng)生成氫過氧化物的過程。TBARS值是氫過氧化物進一步分解成丙二醛(MDA)等小分子物質(zhì)，MDA反映了脂肪氧化程度。由圖5可知，各處理組TBARS值顯著低于空白組(p<0.05)，隨著桂皮提取物的添加量增加呈下降趨勢，發(fā)酵階段，0.6%桂皮提取物的抗脂肪氧化效果顯著低于其余各組(p<0.05)，香腸成熟前期階段(14 d)，桂皮提取物組抗脂肪氧化程度與BHT組相當(dāng)(p>0.05)，發(fā)酵結(jié)束時，空白組、0.3%桂皮組、0.6%桂皮組、BHT組、亞硝酸鈉組的TBARS值含量依次為 2.02、1.47、1.35、1.29、0.82 mgMDA/kg。試驗結(jié)果表明添加桂皮提取物能有效降低香腸TBARS值，防止在發(fā)酵成熟過程中肌紅蛋白形成，穩(wěn)定肉制品的顏色[28]。在YANG[29]等試驗中，采用乙醇超臨界萃取法制備肉桂提取物，研究其不同部位的抗氧化活性，結(jié)果表明肉桂提取物具有抗氧化效果，肉桂樹皮清除自由基能力顯著高于其他部位。DRAGOEV[30]等發(fā)現(xiàn)添加黑胡椒粉和孜然粉(含肉桂)能顯著穩(wěn)定干香腸的脂肪氧化。

圖5 桂皮對香腸成熟過程中TBARS值的影響Fig.5 Effects of cinnamon on TBARS values of sausages during ripening

2.6 桂皮提取物對香腸蛋白氧化的影響

蛋白質(zhì)氧化是組織細胞的蛋白質(zhì)在自由基或活性氧的作用下，某些特定的氨基酸殘基發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)的變化，對氧化物的親和力增強，易于水解、聚合、交聯(lián)作用而導(dǎo)致細胞功能性損害[31]。蛋白質(zhì)氧化程度主要通過反應(yīng)產(chǎn)物來衡量，其中羰基含量是評價蛋白是否被氧化損傷最常用的指標。由圖6可知，香腸羰基含量整體呈先上升后下降趨勢，桂皮提取物添加量0.6%組顯著高于0.3%組，且成熟期間各處理組羰基含量顯著高于空白組(p<0.05)，14 d時空白組羰基值達到最大值3.82 nmol/mg蛋白，28 d時羰基值下降，0.3%桂皮組、0.6%桂皮組、BHT組和亞硝酸鈉組羰基值分別為3.02、2.80、2.71和2.68 nmol/mg蛋白，0.6%桂皮組與BHT組和亞硝酸組差異不顯著(p>0.05)，可能是蛋白羰基進一步發(fā)生了反應(yīng)生成了醇醛縮合物、甲亞胺等。試驗結(jié)果說明桂皮提取物能有效抑制香腸發(fā)酵成熟過程中蛋白氧化，改善其品質(zhì)。在章林[18]試驗中，中式香腸中添加鼠尾草會抑制羰基值升高，降低香腸蛋白氧化程度，但LUN[32]等研究迷迭香在肉餅中的抗氧化測定，發(fā)現(xiàn)迷迭香抑制脂質(zhì)氧化而沒有抑制蛋白氧化。鼠尾草和迷迭香含有多種多酚物質(zhì)，酚類物質(zhì)與羰基形成的機理還需進一步研究。

圖6 桂皮對香腸成熟過程中羰基值的影響Fig.6 Effects of cinnamon on carbonyl content of sausages during ripening

2.7 感官評價

取發(fā)酵28 d香腸進行感官評價，其結(jié)果如圖7，桂皮提取物為褐色，使得香腸色澤低于合成添加劑組，各處理組氣味、滋味和組織形態(tài)顯著優(yōu)于空白組(p<0.05)，整體上符合消費者的口感，添加桂皮提取物對香腸外觀影響較小(p>0.05)，0.6%桂皮組綜合得分最高，說明桂皮提取物能保證產(chǎn)品的口感。

圖7 桂皮對香腸成熟過程中感官的影響Fig.7 Effects of cinnamon on sensory attributes of sausages during ripening

3 結(jié)論

中式香腸中蛋白和脂肪易受到空氣中的氧及自由基的影響而發(fā)生氧化，產(chǎn)生不良風(fēng)味和有害物質(zhì)。將桂皮提取物添加到香腸中，以BHT和NaNO2為對照，試驗結(jié)果表明：桂皮提取物添加量越多，香腸pH值和Aw值越低，抗脂肪氧化和蛋白氧化效果越好，0.6%桂皮提取物抑制脂肪氧化效果與BHT抑制效果相當(dāng)，桂皮提取物能穩(wěn)定香腸色澤，改善質(zhì)構(gòu)特性，使香腸結(jié)構(gòu)更緊密。因此，添加桂皮提取物增加產(chǎn)品品質(zhì)，提高產(chǎn)品脂肪氧化和蛋白氧化活性，為其應(yīng)用于香腸提供理論參考依據(jù)。但桂皮中的酚類、酸類等物質(zhì)與蛋白氧化形成之間的機理還需進一步驗證。

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EffectsofcinnamonextractonlipidandproteinoxidationandqualityinChinese-stylesausage

JIANG Dong-Lei1,GU Yu-Bin1,PEI Hui-jie1,LIAN Liang-Jin,GE Qing-feng1,2,YU Hai1,2*,WU Man-gang1,2,YIN Yong-qi1,WANG Zhi-Jun1

1(College of Food Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225127,China) 2(Industrial Engineering Center for Huaiyang Cuisin of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou 225127,China)

Due to the safety hazard of chemical synthetic antioxidants,the application of natural antioxidant in meat processing has become a hot research topic.In this study,the ethanol extracts of cinnamon were prepared by distillation and applied to the Chinese-style sausage to study the influence on the physical and chemical quality of fermented sausage,as well as the antioxidant effect of lipid and protein.The results showed that the pH value increases after the first decrease,the Aw values of test groups with 0.3% and 0.6% cinnamon extracts maintained at about 0.72 in 28 days.Next,TheL*anda*values of cinnamon extracts group were significantly higher than the blank group.Finally,the antioxidation effect for lipid and protein of each treatment group were also obviously higher than that of blank group and were correlation with the addition of extracts,in which the 0.6% of cinnamon extracts group had the same antioxidant effect of 0.02% BHT.Therefore,the cinnamon extracts could effectively inhibit the increase of TBA value and carbonyl in chinese-style sausage so as to improve the quality of sausage.Therefore,cinnamon extracts could be selected as an alternative for the synthetic antioxidants to a certain extent.

Cinnamon; Chinese-style sausage; lipid oxidation; protein oxidation; quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.015111

博士(葛慶豐高級工程師為通訊作者，E-mail：qfge@yzu.Edu.cn)。

國家自然科學(xué)基金(31601535)；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項目(CX(16)1007)

2017-07-05，改回日期：2017-10-23