油菜蜂花粉及其復合物在中式香腸中的 抗氧化作用研究

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(1.南京農業大學,農業部農畜產品加工與質量控制重點開放實驗室,江蘇南京 210095;2.河南農業職業學院,河南鄭州 451450)

中式香腸是我國傳統的腌臘肉制品。其配料中含有20%～40%的脂肪,其對產品品質和風味形成有著重要的貢獻,但脂肪過度氧化會產生低分子的脂肪酸、醛、酮等成分,也是中式臘腸變質的主要原因,并且還會引起瘦肉變得黑暗、脂肪顏色發黃,風味變化,表面發霉,保質期短[1-2]。腌臘制品脂肪抗氧化一直都是研究的熱點,解決的辦法是用脂肪代替品、添加抗氧化劑[3]和適當包裝[4]等。但最直接、最有效的方法是添加抗氧化劑。由于人工合成抗氧化劑的安全隱患,天然抗氧化劑成了發展的趨勢。目前我國對天然抗氧化劑對中式香腸脂肪氧化的研究較多,主要有茶多酚[5]、植酸、甘草抗氧化物、蜂膠[6]、竹葉抗氧化物[7]、陳皮[8]、玉米蛋白水解物[9]、維生素C和維生素E[10]、荷葉外種皮提取物[11]、殼聚糖[12]以及他們的復配物[13],另外Wanzhu Chen[14]等對廣式臘腸化學變化機理做了研究。

蜂花粉是由蜜蜂從植物花中采集的花粉經蜜蜂加工成的花粉團,花粉是植物繁衍后代的物質基礎,為植物體最精華之所在,是一種天然的保健營養品,含有多種氨基酸、維生素和微量元素以及大量蛋白酶、核酸等活性物質,具有多種生物活性[15],尤其是黃酮類物質含量較高[16],國內外有很多報道蜂花粉能清除自由基[17],具有抗氧化性[18-19]。但是,蜂花粉作為營養保健品,學術界對是不破壁蜂花粉還是破壁花粉更有利于人體消化吸收,一直存在很大爭議。

表1 感官評定標準Table 1 Standards of sensory evaluation

本文對不破壁蜂花粉、異抗壞血酸、植酸鈉對中式香腸的抗氧化的交互作用進行了研究,旨在探討油菜蜂花粉對中式香腸的抗氧化作用,為延長中式香腸貨架期提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬后腿精肉、豬背膘、食鹽、白糖、味精、雙鉤大曲等 雙匯店;硝酸鈉 分析純;腸衣 南通腸衣宏達腸衣有限公司;油菜蜂花粉、油菜破壁蜂花粉 大連連洋食品有限公司;壁花粉 經顯微鏡檢測其破壁率可達到98%;硫代硫酸鈉、冰醋酸、石油醚(沸程為30～60℃)、淀粉、三氯甲烷、碘化鉀、二丁基羥基甲苯(TEP)、2-硫代巴比妥酸、水合氯醛、三氯乙酸、甘油 國產分析純。

BZBJ-40斬拌機 杭州艾博科技工程有限公司;KF-280灌腸機 杭州艾博科技工程有限公司;BJBJ-60攪拌機 嘉興艾博不銹鋼機械工程有限公司;烘箱電熱恒溫水浴箱 上海醫療器械七廠;XHF-1高速分散器 上海金達生化儀器廠;64R臺式高速冷凍離心機 美國貝克曼庫爾特郵箱公司;R201D旋轉蒸發儀 上海申勝生物技術有限公司;UV754型紫外分光光度計 上海第三分析儀器廠;JA2003電子天平 上海天平儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 中式香腸制作 以豬腿臀肉、背膘為原料;瘦肉解凍至中心溫度-2℃左右,剔除大的筋腱、淋巴以及血肉、碎骨等,用篩板直徑8～10mm孔板絞制成顆粒型;再加入10%的水攪拌;加入糖,鹽,五香粉,味精,亞硝酸鹽及實驗設計量的油菜蜂花粉(或其他添加物)充分攪拌;4～10℃腌制1～2h。肥膘解凍至中心溫度-8℃左右用切丁機切成1cm3的丁,再用35℃溫水漂洗掉浮油,用冷水沖洗、冷卻徹底,并瀝干水分。腌制好的瘦肉加入清洗完的肥丁攪拌0.5～1min。用真空灌腸機進行灌腸、刺孔、打結。在50～55℃溫度下烘烤24～48h,即為成品[20]。

1.3 理化指標測定

1.3.1 過氧化值的測定 采用GB/T5538-1995油脂過氧化值的測定方法。

1.3.2 TBARS值的測定 參照M. Du[21]的方法。TBARS值用每千克香腸中丙二醛(Malonaldehyde)毫克數表示,取5g 肉樣于80mL離心管中,加入15mL 20% TCA(三氯乙酸)、10mL蒸餾水;9500r/min,打漿1min;2000g,4℃,離心20min;過濾,定容至50mL;取2mL,加入2mL TBA(0.02mol/L)(同時做空白:取2mL 10% TCA(三氯乙酸),加入2mL TBA(0.02mol/L));沸水浴20min,流動水冷卻5min,532nm比色讀取吸光度值。根據吸光度值和標準曲線進行定量。

1.4 感官評定標準

選擇有經驗的感官評定人員15人組成感官評定小組,分別從外觀、織狀態、色澤、氣味和口味五個方面評價產品,取樣時間為不烘烤后自然條件下放置30d。感官評定標準[6]見表1。

1.5 實驗設計

1.5.1 不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉對中式香腸抗氧化的影響的單因素實驗 采用完全隨機實驗設計。包括不同濃度油菜不破壁蜂花粉、不同濃度破壁蜂花粉對中式香腸抗氧化性能的影響,以過氧化值、TBA值為考察指標,其中不破壁蜂花粉、破壁蜂花粉的最小濃度為3g/kg,貯藏溫度為30℃。

1.5.2 不破壁蜂花粉、異抗壞血酸鈉、植酸鈉對中式香腸抗氧化的交互作用 以不破壁蜂花粉A、異抗壞血酸鈉B、植酸鈉C為實驗因素,以TBA值為考察指標,采用L8(27)實驗,實驗重復3次,對中式香腸的抗氧化指標TBA值進行測定,貯藏溫度為30℃,測定取樣時間為第0、5、10、15、20d。正交實驗因素水平表見表2。

表3 添加蜂花粉的中式香腸貯藏期間過氧化值多重比較(meq/kg)Table 3 Results in student-newman-keuls test of peroxid values of Chinese-style sausage added in bee-pollen(meq/kg)

1.5.3 驗證實驗 將通過正交實驗結果篩選出的最優復配抗氧化劑的組合添加到中式香腸中,通過與不添加任何抗氧化劑的中式香腸(空白對照組)進行對比,通過測定TBA值來檢驗復配抗氧化劑的抗氧化效果和進行感官評定來判斷品質差異。取樣時間和貯藏溫度同正交實驗。

表2 正交因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonalTable

1.6 統計分析

2 結果與分析

2.1 TBARS值標準曲線的制作

如圖1所示,根據溶液吸光度值A和TBA含量間關系所計算的回歸方程為:y=0.8881x-0.0023。標準曲線相關系數為0.9936,說明丙二醛濃度在0～0.5μg/mL的范圍內與吸光度值呈良好的線性關系。

圖1 TBARS值標準曲線 Fig.1 The standard curve of TBA values

2.2 不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉對中式香腸抗氧化的影響的單因素實驗

不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉對中式香腸過氧化值、TBA值的影響分別見表3、表4。從表3及表4可以看出,不破壁蜂花粉和破壁蜂花粉對中式香腸都有一定抗氧化作用,在貯藏期間不同添加量的中式香腸過氧化值、TBA值都呈上升趨勢,大部分處理組過氧化值從第3.5d就開始與對照組有顯著差異(p<0.05),而各處理組TBA值從第7d開始與對照組有顯著差異(p<0.05)。從第7d和第10d的數據來看,過氧化值、TBA值反應結果基本一致,不破壁蜂花粉與破壁蜂花粉對中式香腸的氧化能力差異不顯著(p>0.05),而不破壁蜂花粉不同添加量對中式香腸抗氧化效果差異不顯著(p>0.05),總體來說9、18g/kg添加量組氧化程度偏低。

表4 添加蜂花粉的中式香腸貯藏期間TBA值多重比較(μg/g)Table 4 Results in student-newman-keuls test of TBA values of Chinese-style sausage added in bee-pollen during storage time(μg/g)

表5 正交實驗結果表Table 5 Results of L9(34)orthogonal tests

表6 正交實驗中式香腸TBA方差分析表Table 6 ANOVA of TBA values of Chinese-style sausage in orthogonal experiment

2.3 不破壁蜂花粉復合物對中式香腸抗氧化的交互作用研究

2.3.1 中式香腸的抗氧化性能 由于單因素實驗中,過氧化值、TBA值都能較好的表明中式香腸的氧化狀態,但過氧化值只是衡量脂肪一級氧化產物的指標,可表明脂肪氧化的初級程度,不適合測定長時間貯存的肉類,而TBA法可應用于比較單一物質的樣品在不同氧化階段的氧化程度,特別是肉類制品氧化酸敗,所以在以后的正交實驗中,就以TBA值的測定為主。

根據因素水平表分8組實驗,每組產品按照實驗設計時間進行TBA值測定后進行數據分析,實驗結果、方差分析,各因素水平的極差分析平均值分別見表5～表7。

蜂花粉含有黃酮類物質,可以清除自由基而起到抗氧化作用;在肉制品中,植酸具有較低pH和螯合能力,可以清除帶負電荷的磷脂中肌紅蛋白衍生的鐵,從而防止自動氧化和產生異味[22];而異抗壞血酸鈉對肉制品的抗氧化原理是:螯合金屬離子、作為氧清除劑[23]。不破壁蜂花粉、植酸鈉、異抗壞血酸的抗氧化原理不一樣。

在表6方差分析表中,第0d的Corrected Model sig值為0.110沒有統計學意義,第5d、第10d、第15d、第20d的Corrected Model sig值均小于0.05具有統計學意義。從表中可以看出,在不同的貯藏時期,起抗氧化作用的物質在不斷變化,蜂花粉作為一種天然抗氧化物質添加于中式香腸中,具有不穩定的性質。在第5d,各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:A、B、BC、AB、AC、C,其中:A(p<0.01)、B(p<0.05)是顯著的;在第10d各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:B、AB、AC、A、C、BC,其中:B(p<0.01)、AB(p<0.01)、AC(p<0.05)是顯著的;在第15d各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:AB、C、BC、A、B、AC,其中:AB(p<0.01)、C(p<0.05)是顯著的;在第20d各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:AB、A、B、C、BC、AC,其中AB(p<0.05)、A(p<0.05)是顯著的。綜合以上結果,各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:AB、A、B、AC、C、BC,而AB、A、B對TBA結果的影響顯著(p<0.05),因素A、因素B的優水平由AB來確定,就需要AB的各因素水平TBA來決定。

表7 各因素水平的極差分析平均值(μg/g)Table 7 Table of the average value in the range analysis of orthogonal experiment(μg/g)

表7為正交實驗極差分析中各因素水平TBA平均值,根據表7,在貯藏期的第5、10、15d，AB各因素水平TBA平均值A2B2均為最小，20d略大于其他水平，所以正交實驗的最優水平選擇A2B2,對于C因素,從節約成本來考慮,選擇C1,即7號實驗為最優組合(不破壁蜂花粉添加量18g/kg,異抗壞血酸鈉添加量為0.5g/kg,植酸鈉添加量0.05g/kg)。

2.3.2 驗證實驗結果 經過驗證實驗表明,第0、5d驗證組與對照組TBA值差異不顯著,而第10、15、20d驗證組與對照組TBA值差異極顯著(p<0.01)。感官評定結果表明:驗證組外觀、組織狀態、氣味滋味、總分與對照組差異不顯著(p>0.05),而色澤分值比對照組低,并差異顯著(p<0.05),這是由于油菜蜂花粉自身的黃色而帶到香腸中造成的。總之,驗證組能有效的阻止香腸的氧化,顏色偏黃,但不影響總體的感官評分。

圖2 驗證實驗TBA值變化 Fig.2 TBA values of Chinese-style sausage in demonstration test

圖3 驗證實驗感官評定 Fig.3 Results in sensory evaluations of Chinese-style sausage in demonstration test

3 結論

不破壁蜂花粉及破壁蜂花粉可以顯著延緩中式香腸的氧化(p<0.05),不破壁蜂花粉與破壁蜂花粉對中式香腸的氧化能力差異不顯著(p>0.05),而不破壁蜂花粉不同添加量對中式香腸抗氧化效果差異不顯著(p>0.05),總體來說不破壁蜂花粉9、18g/kg添加量組氧化程度偏低。

蜂花粉作為一種天然抗氧化物質添加于中式香腸中,具有不穩定的性質。正交實驗結果表明:在不同的貯藏時期,起抗氧化作用的物質在不斷變化,各因素對TBA結果的影響的主→次順序是:AB、A、B、AC、C、BC,而AB、A、B對TBA結果的影響顯著(p<0.05),最后選擇不破壁蜂花粉添加量18g/kg,異抗壞血酸鈉添加量為0.5g/kg,植酸鈉添加量0.05g/kg為最優組合。

通過實驗還可以得出,通過正交實驗優化出的實驗配方(不破壁蜂花粉添加量18g/kg,異抗壞血酸鈉添加量為0.5g/kg,植酸鈉添加量0.05g/kg)能有效的阻止香腸的氧化,但顏色偏黃,但不影響總體的感官評分。

蜂花粉是一種保健食品,又能作為中式香腸的抗氧化物質,具有一定的應用前景。應對其對中式香腸的品質影響、防腐性能及硝酸鹽含量做進一步的研究。

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