脂肪氧化對肉品風味影響的研究進展

河南科技大學食品與生物工程學院 食品加工與安全國家級教學示范中心 河南洛陽 471023

1 肌肉中脂肪的概述

動物性脂肪主要為酰基甘油酯中的甘油三酯(又稱脂肪或中性脂肪)，根據脂肪分布的不同，通常分為皮下脂肪、腹腔脂肪、腸系脂肪、肌間脂肪、肌內脂肪、內臟脂肪組織和骨髓中的黃色脂肪組織[1]。皮下脂肪是位于真皮層和筋膜層之間的脂肪組織，皮下脂肪的厚度是反應動物肥瘦的基本指標之一。但我們通常所說的肌肉脂肪指的都是肌內脂肪和少量肌間脂肪，肌內脂肪主要存在于肌肉組織細胞內部，包括肌束膜和肌內膜上的脂肪細胞和滲入相鄰肌纖維間的脂肪細胞所含的脂肪即三酰基甘油的液滴以及膜脂(磷脂)和少量膽固醇，肌間脂肪主要存在于結締組織之間[2]。

2 肌肉中脂肪對肉品質的影響

肌肉脂肪與肉品各方面的品質有著緊密的聯系，特別是對肉品的風味、嫩度和多汁性有著重要的影響[3，4]，其含量的多少也是影響牛肉大理石花紋評定的唯一顯著因素，因此肌肉脂肪對肉品的外觀評分也起著重要作用[5]。

2.1 肌肉中脂肪與風味物質的關系

風味是食物刺激味覺和嗅覺受體而產生的綜合感官反應,我們通常所說的風味包含滋味和香味兩個方面[6～8]，香味主要是由肌肉在加熱過程中產生的揮發性風味物質以及少量的雜環化合物共同作用產生，良好的香味是多種物質在含量上微妙平衡的結果。

脂肪發生熱氧化反應影響肉香味主要有以下兩個方面：一方面是不飽和脂肪酸發生氧化、降解生成揮發性的醛、酮、酸等羰基化合物，羰基脂肪酸又經水解、脫水、環化之后生成內酯化合物，綜合產生良好的肉香味。另一方面，脂肪細胞中含有的脂溶性風味物質在加熱過程中也會釋放出揮發性物質，從而改善肉品風味[9]。肌肉中脂肪為大多數揮發性風味物質提供反映前體物質，直接影響到揮發性風味物質的種類和含量，所以肌肉中脂肪的含量、加工過程中發生的反應、反應程度都對肉品風味產生一定程度的影響[10]。甘油三酯和磷脂的水解氧化反應是肉的風味物質形成的基礎反應。一些研究發現通過調整工藝影響脂肪氧化可達到改善產品風味的目的。

唐靜[11](2015)研究發現使用鉀鹽部分替代鈉鹽可使干腌火腿中脂肪的氧化速度加快，但最終氧化程度不變，同時發現鉀鹽替代可促進肉中幾種揮發性風味物質的產生。郭向瑩[12](2013)等研究發現低溫雞肉早餐腸經200MPa及其以上的超高壓處理后，在儲藏過程中過氧化值(peroxide Value，POV)，硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid，TBA)高于對照組，且早餐腸揮發性物質中乙醛和3-甲基丁醛的含量有了顯著提高。Y Zou[13](2018)等在研究超聲波烹調對調味牛肉制品風味的影響時，發現超聲能使脂肪氧化TBARS值顯著提高，醛、醇和酮類等揮發性風味物質的種類和含量顯著增加。封莉，鄧紹林[14](2015)等研究發現在中式香腸加工過程中添加一定量的脂肪酶(0.06%)可促進脂肪降解與氧化，提高揮發性風味物質的含量，使香味明顯增強，且不影響其他感官品質。馮斌[15](2011)等在研究雞脂肪的物理性質時發現，油脂氧化過程中油脂黏度增長最快的時間與風味最佳的時間一致，即脂肪氧化產物積累最多時風味最佳。近年來，有關肌肉中脂肪的研究多集中在磷脂上，一方面是因為磷脂在肌肉脂肪中的含量較高，約占60%～70%。另一方面，磷脂富含不飽和脂肪酸且與催化劑比較接近，相較與甘油三酯更容易發生氧化反應[16～19]。有研究認為磷脂是脂肪氧化反應的主要底物，既在風味物質產生過程中起主要作用，同時也會引起肉品的氧化酸敗[20～23]。因此探索不同加工條件下肉品脂肪最適的氧化程度對生產應用有著重要的意義。金曉麗，王武[24](2014)等研究發現，氯化鉀、氯化鈣混合替代氯化鈉可抑制脂肪氧化，降低風味物質中氣味闕值較低的醛類物質含量，進而調節了鴨肉的整體風味。魏玲，王武[25](2017)等對肌肉脂肪氧化程度不同的鴨肉進行風味物質測定后發現，脂肪氧化程度過高或過低都會對鴨肉風味產生一定影響，當氧化程度保持在一個合適范圍內的時候，既可保證產生充足的肉香味，又能防止脂肪的過度氧化。齊銀霞，徐彩虹[26](2016)等研究結論也證實了這一觀點，發現醛類物質含量隨著肌肉脂肪氧化不斷增加，它既是其他風味物質的前體物質，同時也可能形成異常的酸敗氣味，所以控制脂肪氧化程度對肉品形成優質香味、防止氧化酸敗具有重要意義。

肉類的香味是普通肉香和特征肉香的最終混合產物。有研究表明，普通的肉香味是由氨基酸和羰基發生的美拉德反應所產生的，而肌肉中脂肪的氧化降解反應是形成不同肉類特殊風味物質的關鍵[27]。脂肪氧化產生的碳酰化合物種類及數量的不同，是不同肉品具有各自特征風味的最主要原因[28]。有研究人員發現，將從不含脂肪的瘦牛肉和瘦豬肉中得到的提取物進行加熱，可得到相同的肉香味，表明加熱蛋白質可提供相同的肉香味。此外，分別在真空、氮氣和空氣三種環境中，單獨加熱牛肉豬肉中的脂肪，發現前兩種環境中加熱的脂肪，并不表現獨特的肉香味，而在空氣中進行加熱的一組很快就產生不同肉品的特征香味。說明特征香味的產生與脂肪氧化密切相關，也進一步說明了不同肉品特征香味的前體物質是由脂肪提供的。即不同肉品風味差異是由脂質組成和含量的差異造成的[29]。這與ELMORA JS[30](2006)等研究結論相一致。韓衛潔[31](2010)在對豬、牛、綿羊脂肪組織的揮發性物質進行研究后也證實了這一觀點，他發現，在綿羊脂肪組織中可檢測出遠多于豬、牛脂肪組織的4-甲基辛酸和4甲基壬酸，說明綿羊脂肪組織中特有的揮發性脂肪酸是大量的4-甲基辛酸。因不同肉品中特殊風味物質是由脂肪降解形成的短鏈脂肪酸構成的，所以有研究人員嘗試通過調節脂肪氧化程度進而去除或減弱肉品中的不良風味物質。FU Xiang-Jin[32](J)(2010)等采用螺旋藻酶解制備的幾種不同類型的酵母無壁細胞懸液處理鰱魚糜，結果發現，與啤酒酵母、釀酒酵母、制動酵母相比，無壁懸浮細胞對鰱魚糜肉中脂質氧化的抑制作用更為顯著，且經懸浮液處理后的魚糜中主要致魚腥味成分2-癸二烯和2,4-癸二烯的含量均低于檢測限。

2.2 肌肉脂肪與嫩度和多汁性的關系

肉的嫩度是指肉被咀嚼或切割時所需要的剪切力的大小，是評判肉質優劣及影響消費的關鍵因素，也是評價肉類食用品質的重要指標之一。肌纖維和結締組織中膠原纖維的分布及結構決定了肉的嫩度。此外，影響肉嫩度的因素還有很多如肌肉中脂肪、皮下脂肪的含量、結締組織的含量等。肌間脂肪可使肌纖維間密度降低，合適的脂肪含量還維持了肌肉的保水性和嫩滑的口感[33]。有研究發現，肌內脂肪含量在2.0%～3.0%的肉類其食用品質最好[34]。脂肪影響肉嫩度的另一個方面是降低肌肉中結締組織的物理強度，剪斷了肌束纖維間的交聯結構，使得肌纖維在咀嚼過程中更易斷裂。姚焰礎[35](2011)等試驗也證明了羊肉嫩度隨肌內脂肪含量的增加而增加。此外，一些學者認為肌肉中脂肪的含量與肉品的多汁性也有一定相關性，對肉品多汁性的評定主要由兩個方面組成，一是初次咀嚼時肉品所釋放出的汁液多少，二是繼續咀嚼時肉品中脂肪刺激唾液腺產生唾液的程度[36]。因此肉品的保水性和脂肪含量對多汁性都有著很大的影響，肌肉中脂肪既提高了肉品的保水能力，又增加了烹飪過程中的潤澤度，從多個方面提升了肉品的多汁性和嫩度[37]。Ke S[38]等研究發現，牛肉半腱肌pH值為3.52時，添加檸檬酸牛肉持水能力和嫩度顯著增加。因肉質嫩度在其感官品質中的重要性，提高肉品嫩度的加工處理方法也是近幾年的研究熱門。

2.3 肌肉脂肪與色澤的關系

肉的色澤受肌紅蛋白的影響，是消費者對肉品質的第一印象，色澤的好壞很大程度上影響著消費者的購買欲望[39]。

目前有研究認為，色素氧化與脂肪氧化存在一定的關系，肉品在儲藏期間發生色素氧化并出現顏色褪變這一過程在脂肪氧化酸敗、有過氧化物產生時可加速進行。且反芻動物肌肉的顏色受脂肪酸組成以及維生素E含量的影響。當肌肉中n-3多不飽和脂肪酸和維生素E的含量較高時，脂質氧化減弱，肉色更加穩定。另一方面，有研究發現脂肪氧化可進一步促進肌紅蛋白氧化，但對于肉制品中脂肪氧化對色素氧化的誘導作用機理目前還沒有明確的報道。吳成凡[40](2015)等研究發現，中國荷斯坦育肥公牛肉和普通黃牛肉在有氧貯藏過程中，兩種牛肉中脂肪氧化程度與高鐵肌紅蛋白的含量成正相關，而與氧合肌紅蛋白的含量呈負相關，以此說明兩種牛肉脂質氧化程度與肉色穩定性有一定的相關性。此外，還有研究人員認為血紅色素的氧化和脂肪氧化是相互促進的，很早就有研究認為肌肉中的鐵和血紅色素具有促進脂肪氧化的效果，但血紅色素與肉品中脂肪氧化聯系的機理還不明確，有待于進一步研究[41]。

3 影響脂肪氧化的因素

脂質的氧化是產生良好風味的根本，但同時也是降低肉品營養物質含量、食用安全性，引起肉品腐敗的主要原因之一[42]。脂類化合物在發生水解氧化反應時會分解成小分子的游離脂肪酸，反過來進一步促進脂肪的氧化酸敗，增加了調控脂肪氧化的難度，脂肪氧化嚴重時還可能產生某些有毒有害物質，因此控制脂肪的氧化程度，對于保證肉品品質有重要的意義[43]。另外，有研究發現，不同部位的肉脂肪氧化程度也有著顯著的差異，相同貯藏條件下肌肉中脂肪的氧化程度顯著高于皮下脂肪的氧化程度，因此防止肉品氧化酸敗的關鍵，是控制肌肉中脂肪的氧化[44]。

影響脂肪氧化的因素總體來說有以下幾個方面：營養調控及飼養方式、加工儲藏方式以及抗氧化劑的使用等。營養的調控主要集中在向動物日糧中添加擠壓亞麻籽、生育酚、MgO等富含不飽和脂肪酸或抗氧化劑成分的物質，來達到調整肌肉脂肪飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的比例或增加肌肉中抗氧化劑含量的目的，繼而對肌肉脂肪的氧化程度進行調控[45～47]。對飼養方式的研究主要集中在牧草飼養和飼料喂養上，Descalzo A M[48](2015)、Gatellier P[49](2005)等研究均表明草場飼喂動物的肉TBARS水平顯著低于飼喂混合日糧動物的肉，但對于牧草飼養影響脂肪氧化的主要原因目前還存在爭議。加工方式的調控研究主要集中在配料的使用以及肉制品處理方法的研究上，配料的主要研究方向為鈉鹽的用量、替代以及一些傳統香料的使用上，研究發現通過改變這些變量均可對脂肪氧化進行調控[24，50，51]。處理方式還是以傳統的熱處理為主，熱處理的溫度是影響脂肪氧化的關鍵因素[52，53]。此外，還有研究者對高壓進行了研究，郭向瑩[54](2013)等研究發現，壓力在400MPa以下，氧化程度沒有明顯的變化，當壓力超過400MPa時，脂肪氧化程度有了明顯的增加，這與馬漢軍[55](2006)、SB Wiggers[56](2004)等研究結論相吻合。總體來說，相較于加熱引起的脂肪氧化，加壓引起脂肪氧化的程度較小，只有高強度高壓才能達到熱處理誘導脂肪氧化的程度[57]。儲藏方式中包裝處理也是很重要的一環，目前，熟肉制品常見的包裝為真空包裝，與有氧包裝相比，真空包裝更有利于控制脂肪氧化增強產品穩定性，張方樂[58](2009)、張海偉[59](2006)、賈娜[60](2014)等人也證實了這一觀點。另外，兩種真空包裝對比研究發現真空度的高低與貯藏品質呈線性關系[61，62]。除了真空包裝，氣調包裝也是新興的包裝方式，但關于兩者效果的對比研究一直都有不同的結果[63，64]，分析可能是由于試驗對象和儲藏環境不同導致的研究結論不同。儲藏方式的研究主要有輻照、冷凍、光照幾方面，輻照是延長肉制品貨架期，提高加工性能的一種簡單、有效的手段。可使腌制肉制品紅度增加，致癌性亞硝胺和亞硝酸鹽殘留量減少，但同時也會加劇肉品中的脂肪氧化，引起腐敗酸化，但范雪桐[65](2007)、程述震[66](2016)等研究發現通過添加抗氧化劑、使用真空包裝或氣調包裝可使輻照引起的脂質氧化和惡臭最小化。冷凍是生鮮肉品運輸常用的處理方式，研究發現凍結速度越快、凍藏溫度越低，脂肪氧化的速率越慢[67～69]。脂肪氧化中有一部分為光氧化，所以貯藏環境中光的存在也對脂肪氧化有一定的影響，但不同照明方式對脂肪影響的強弱目前還沒有定論，也有研究表明照明方式對脂肪影響與溫度有關[70]。

抗氧化劑的使用一直以來都是研究的熱點，也是較為有效的調控脂肪氧化的方法，雖然抗氧化劑對脂肪氧化均有一定的抑制作用[71]，但同樣條件下，不同抗氧化劑對脂肪氧化的抑制程度不同[72]，不僅如此，抗氧化劑的使用效果不僅和加工方法有關，也和使用劑量、搭配有一定的關系[73，74]。除了天然抗氧化劑，還有一些人工合成的抗氧化劑。通常，人工合成抗氧化劑的效果多優于天然抗氧化劑，但合成抗氧化劑也有很多弊端，例如丁基羥基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)熱穩定性差；BHA、BHT 毒副作用較大，抗氧化效率低、抑菌效果差等等，合成抗氧化劑的應用也有較多的限制，一些發達國家已經限制使用合成抗氧化劑。

4 小結

肌肉中的脂肪影響著肉品多個方面的品質，隨著研究的深入，越來越多的研究人員投入到肌肉脂肪的研究中，一方面研究不同肉制品最適的脂肪氧化程度，在保證風味的同時，盡可能延長產品的貨架期。另一方面，研究人員在調控肌肉脂肪含量的同時，開始進一步對脂肪酸的組成進行研究，涉及其與人體健康、肉品質、調控方法等方面。爭取在保留肉品風味的同時，使肉及肉制品中脂肪酸的組成更加健康，為畜牧的養殖及肉制品的加工儲藏提供理論依據。