肉粉和肉骨粉氧化變質規律及抗氧化劑的抗氧化作用研究

楊衛兵 吳大偉 唐志剛 溫 超 周巖民

（南京農業大學，南京 210095）

隨著養殖業的發展及其對飼料需求量的增長，我國蛋白質飼料資源嚴重不足，充分利用各種資源開發蛋白飼料原料具有重要意義。飼用肉粉和肉骨粉是利用屠宰廠、肉品加工廠除去可食部分后的殘骨、內臟、碎肉等原料經高溫高壓蒸煮、滅菌、脫脂、干燥、粉碎制成的產品，粗蛋白質量分數一般在50%～65%，脂肪10%～16%。我國規定，肉粉中含骨量超過10%即為肉骨粉，其蛋白質質量分數為40%～55%，脂肪質量分數12%左右。然而，由于肉粉和肉骨粉中含有較高的脂肪，極易氧化變質分解為低級脂肪酸、醛類、酮類等有毒有害物質［1～2］；此外，脂肪氧化產生的自由基中間產物能引 起蛋白質氧化變質，破壞蛋白質結構的完整性，不僅降低其營養價值，還會產生一些有毒有害的次級氧化產物，動物采食后存在一定毒害作用，嚴重影響動物健康和食品安全［3－7］。因此，必須采取有效的技術措施控制肉粉和肉骨粉在貯存期間的氧化劣變。抗氧化劑能夠與自由基反應，終止氧化反應過程，具有延滯因氧化所引起的劣變、酸敗或變色等作用［8－9］；抗氧化劑一般具有較強的供氫能力，其所提供的氫可以和脂自由基和蛋白氧化自由基結合，生成穩定的化合物以延緩氧化進程，發揮抗氧化作用［10］。有關肉粉和肉骨粉在儲存期間的氧化變質規律鮮見報道，為此，本試驗通過在肉粉和肉骨粉中添加不同水平抗氧化劑及儲存不同時間，測定酸價酸價（AV）、過氧化值（POV）、羰基值（CGV）和揮發性鹽基氮（TVB－N）指標，探討肉粉和肉骨粉中脂肪和蛋白質隨儲存時間的氧化變質規律及不同水平抗氧化劑的抗氧化效果，以期為生產中提高肉粉和肉骨粉品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用肉粉和肉骨粉由河南省商丘市應天飼料科技有限公司提供，主要營養成分測定值見表1，抗氧化劑（飼料級，粉劑）由南京恩特精細化工廠提供，主要含乙氧基喹啉、BHT、BHA及檸檬酸等。

表1 試驗用肉粉和肉骨粉常規營養成分測定值／%

1.2 試驗設計

肉粉、肉骨粉樣品各分為5組，即對照組（不添加抗氧化劑）和分別添加0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的抗氧化劑添加組（Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組），每組4平行，每平行1 kg；樣品盛放于表面有圓孔的自封袋中，平放，保持自然的通風、避日光直射、較為陰涼處，溫度為（28±3）℃；分別于試驗第1、10、20、30、60和90 d采集樣品置于－20℃保存，用于測定酸價、過氧化值、羰基值和揮發性鹽基氮指標。

1.3 指標測定及方法

1.3.1 酸價

肉粉和肉骨粉中 AV測定按照 GB／T 19164—2003中附錄B執行。

1.3.2 過氧化值

將肉粉和肉骨粉樣品混勻，肉粉取樣品10 g，肉骨粉取樣12 g，置于250 mL錐形瓶中，加入100 mL石油醚（沸程30～60℃），用封口膜封口，搖床中120 r／min搖動30 min，使脂肪充分溶解于石油醚，靜置過夜；用快速濾紙過濾，收集濾液于錐形瓶，通風櫥中強風快速揮發掉石油醚，殘留油脂按GB／T 5009.37—2003方法測定過氧化值。

1.3.3 羰基值

肉粉和肉骨粉樣品先經粉碎機粉碎，全部通過40目篩，準確稱取肉粉2.0 g或肉骨粉2.5 g置于25 mL容量瓶中，以精制苯定容至刻度，放置2 h，每隔5 min混勻1次，取部分懸濁液12 000 r／min離心5 min，吸取上清5 mL，然后按照 GB／T 5009.37—2003規定方法測定。

1.3.4 揮發性鹽基氮

稱取肉粉和肉骨粉樣品10 g于250 mL錐形瓶中，添加100 mL去離子水，磁力攪拌器混勻30 min，用快速濾紙過濾，取濾液按照半微量定氮法（GB／T 5009.44—2003）測定。

1.4 數據統計分析

試驗數據采用Excel進行初步處理，再用SPSS（16.0）軟件進行統計分析，再進行GLM雙因素方差分析，選擇Duncan多重比較，結果以方差分析主效應表示；另外，各指標間進行 Bivariate correlations（Kendall’s taub）二元線性相關性分析。

2 結果與分析

2.1肉粉和肉骨粉隨儲存時間的氧化變質規律及不同水平抗氧化劑效果

2.1.1 肉粉和肉骨粉隨儲存時間的氧化變質規律

如表2所示，肉粉中AV隨著存儲時間不斷升高，90 d時達到最大值；POV除在30 d略低于20 d外，總體呈隨時間增加而不斷升高的趨勢；CGV先上升后下降，儲存30 d后達到最大值；TVB－N含量亦在30 d達到最大。

肉骨粉中AV亦隨儲存時間而增加（表3），儲存90 d達最大值；POV除在30 d略有降低，整體則呈增加趨勢；整個試驗期，CGV先上升后下降，儲存20 d時達到最大值；TVB－N隨著時間先升高后下降，在30 d時達到最大值。

表2 肉粉隨儲存時間的氧化變質規律及不同水平抗氧化劑效果

2.1.2 不同水平抗氧化劑對肉粉和肉骨粉抗氧化作用

由表2可見，肉粉中添加抗氧化劑均能降低AV和POV（P＜0.01）；抗氧化劑添加組CGV有所降低，但無顯著差異（P＞0.05）；Ⅱ組和Ⅳ組即0.2%和0.4%抗氧化劑添加量組TVB－N含量分別降低2.26%（P＜0.05）和7.23%（P＜0.01）?？寡趸瘎┖蛢Υ鏁r間對肉粉中POV有顯著互作影響（P＜0.01）。

肉骨粉中添加抗氧化劑能夠有效降低AV含量（表3），其中Ⅲ組達到顯著降低（P＜0.05），而其余各組含量則極顯著降低（P＜0.01），且能夠降低肉骨粉中 POV（P＜0.01）；另外，Ⅳ組 CGV最?。≒＜0.01），且顯著低于Ⅰ和Ⅲ組（P＜0.05）；抗氧化劑分別顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）降低Ⅱ與Ⅳ組的TVB－N含量，且Ⅳ組低于其余各抗氧化劑組（P＜0.01）?？寡趸瘎┡c儲存時間對肉骨粉中POV和TVB－N有極顯著的互作影響（P＜0.01）。

表3 肉骨粉隨儲存時間的氧化變質規律及不同水平抗氧化劑總抗氧化作用

續表

2.2 肉粉和肉骨粉指標間線性相關性分析

2.2.1 肉粉指標間線性相關性分析

如表4所示，肉粉中AV與POV、CGV與TVBN間高度正相關（P＜0.01），AV與CGV以及AV與TVB－N雖同樣呈正相關，但相關系數不高（P＞0.05）。

表4 肉粉中AV、POV、CGV和TVB－N相關性（r）

2.2.2 肉骨粉指標間線性相關性分析

由表 5可知，肉骨粉中 AV與 POV、POV與CGV、POV與TVB－N及CGV與TVB－N間高度正相關（P＜0.01），AV與CGV間有正相關且達到顯著水平（P＜0.05），AV與TVB－N有一定相關性（P＞0.05）。

表5 肉骨粉中AV、POV、CGV和TVB－N相關性（r）

3 討論

3.1 肉粉和肉骨粉的變質規律及抗氧化劑總抗氧化作用

3.1.1 肉粉和肉骨粉隨儲存時間的氧化變質規律

在肉粉和肉骨粉加工過程中的高溫處理可使脂肪酶失去活性，但由于肉粉和肉骨粉含有一定水分，常規儲存過程中極易引起微生物的附著增殖，在其相關酶作用下，三酰甘油水解為甘油、單或雙甘油脂和游離脂肪酸，且隨水解的不斷進行，AV增加［11］。另外，游離不飽和脂肪酸易發生自動氧化形成脂過氧化物，再經有氧及無氧裂解或聚合反應，形成醛、酮、酸及小分子酸性物質，亦為導致AV升高原因之一［12］。POV是衡量脂肪酸過氧化物含量的指標，表明脂肪酸初級氧化酸敗程度［13－16］。本試驗中肉粉和肉骨粉在脂肪氧化的同時，蛋白質受到不飽和脂肪酸氧化產生的自由基作用，發生氧化劣變，此過程中能產生氫過氧化物，因此肉粉和肉骨粉中POV為脂肪和蛋白質氫過氧化物的總含量［17］。肉粉和肉骨粉中羰基化合物除來源于脂肪氧化變質外，蛋白質氧化變質過程中其肽鏈斷裂、側鏈基團氧化以及脂肪族氨基酸側鏈烷氧自由基直接分解作用都可導致CGV增加；另外，肽鏈氧化裂解經過分子重排可直接形成羰基化合物［18－19］；羰基化合物進一步形成多種形式的有毒聚合物，導致蛋白質營養損失、風味惡化，當畜禽體內存在較多該類聚合物，就會出現生長緩慢，發育障礙，肝腫大等癥狀［20－24］。肉粉和肉骨粉中蛋白質由于脂類自由基中間產物以及環境影響產生的自由基作用，肽鏈經α－酰胺途徑裂解或酪氨酸、蘇氨酸、谷氨酰胺殘基氧化裂解產生酰胺化合物，再經降解，會形成NH3及其他含氮分解物，可以在堿性溶液中以氣體形式蒸出，即TVB－N。TVBN的形成不僅降低肉粉和肉骨粉的營養價值，還帶有惡臭味道影響風味［18］。

肉粉和肉骨粉中脂肪自動氧化連鎖反應會產生大量的自由基，導致脂肪酸不飽和鏈斷裂形成脂過氧化物，而氧化反應一旦開始，其速度不斷加快，本試驗結果表明AV和POV含量隨儲存時間呈不斷增加趨勢且隨儲存時間其生成速率增加，符合脂肪氧化變質規律；肉粉和肉骨粉中CGV達到最大值后，隨之下降，可能是揮發性羰基化合物揮發而導致總羰基化合物減少；而TVB－N含量下降，則與含氮物質進一步降解成為NH3等易揮發性含氮物質有關。

3.1.2 不同水平抗氧化劑對肉粉和肉骨粉抗氧化作用

抗氧化劑雖不能阻止三酰甘油水解作用導致的AV增加，但通過延緩不飽和脂肪酸氧化進程，減少次級酸敗產物含量，因而具有一定的降低AV效果。肉粉和肉骨粉中添加抗氧化劑能夠降低CGV，其機理與清除自由基有關，減少了一級氧化產物的生成（過氧化物），進而減少二級氧化產物醛、酮的含量。本試驗中，肉粉和肉骨粉抗氧化劑添加組均降低了TVB－N含量，說明抗氧化劑對能夠通過消除自由基與蛋白質的反應，進而減少TVB－N的含量。

3.2 各指標間的相關性

試驗結果表明，肉粉和肉骨粉中AV與POV高度正相關（P＜0.01），則二者均可作為反映脂肪氧化酸敗程度的良好指標，與范柳萍等［16］的研究結果一致。TVB－N是反映蛋白質變質的指標，而CGV可反映油脂和蛋白質氧化生成的羰基化合物水平，本試驗中肉粉和肉骨粉中TVB－N與CGV呈高度正相關（P＜0.01），說明CGV主要是來源于蛋白質的氧化產物，少量來自于脂肪氧化作用，因此，CGV和TVB－N均可以用來反映肉粉和肉骨粉中蛋白質變質情況。此外，肉粉中反映脂肪氧化的指標（AV和POV）以及反映蛋白質變化的指標（CGV和TVBN）間相關水平較低（P＞0.05），而對于肉骨粉中AV與 CGV（P＜0.05）、POV與 CGV（P＜0.01）、POV與TVN－N（P＜0.01）均高度正相關，可能是由于肉粉與肉骨粉營養成分的差異，導致營養成分變質表現不盡一致的規律，這與Barbara等［18］研究結果一致。

4 結論

4.1 肉粉和肉骨粉中AV和POV隨儲存時間延長呈上升趨勢，而CGV和TVB－N先上升，后下降。

4.2 本研究所加抗氧化劑能夠有效防止肉粉和肉骨粉的脂肪和蛋白質氧化，且隨抗氧化劑添加量提高而效果增強。

4.3 肉骨粉和肉骨粉中CGV主要由蛋白質氧化產生，CGV有可能作為評價蛋白質變質的指標之一。

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