張春江等

摘 要：氧化反應(yīng)貫穿于整個(gè)臘肉加工過(guò)程，適度氧化能促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的形成，但過(guò)度氧化會(huì)導(dǎo)致臘肉發(fā)生哈敗。蛋白質(zhì)是臘肉的主要成分，在加工與貯藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列氧化變化，包括產(chǎn)生氧化標(biāo)志產(chǎn)物、小分子揮發(fā)性物質(zhì)，發(fā)生物理結(jié)構(gòu)改變等，從而對(duì)臘肉的風(fēng)味產(chǎn)生重要影響，但其氧化進(jìn)程和作用機(jī)制并不明確。本文對(duì)蛋白質(zhì)氧化機(jī)制、蛋白質(zhì)氧化對(duì)肉類(lèi)品質(zhì)的影響、蛋白質(zhì)氧化控制、臘肉中蛋白質(zhì)氧化研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步開(kāi)展研究，揭示臘肉中蛋白質(zhì)氧化演變規(guī)律，闡明蛋白氧化在臘肉品質(zhì)形成與保持中的作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)臘肉加工中氧化的精準(zhǔn)控制提供參考。

關(guān)鍵詞：臘肉；蛋白質(zhì)氧化；品質(zhì)

Protein Oxidation and Quality Control of Chinese Bacon

ZHANG Chun-jiang1， HUANG Feng1， HU Hong-hai1， ZHANG Xue1， ZHANG Hong1， ZHANG Rui-mei2

（1. Institute of Agro-products Processing Science and Technology， Chinese Academy of Agricultural Science， CAAS / Comprehensive Key Laboratory of Agro-products Processing， Ministry of Agriculture， Beijing 100193， China；

2. China Meat Research Center， Beijing 100068， China）

Abstract： Oxidative reaction occurs throughout the entire production process of Chinese bacon， which at moderate levels can promote the formation of flavor substances， but contrarily excessive oxidation may cause rancidity of Chinese bacon. As one of the main components， meat protein may be involved in a series of oxidative reactions to produce oxidation markers， small volatile molecules and physical structure changes during processing and storage of Chinese bacon， so that playing an important role in the flavor. But the oxidation process and the action mechanism are not clear. In this paper， we review the mechanism， impact on meat quality and control of protein oxidation as well as the current situation of research on protein oxidation in Chinese bacon， with the aim of providing references for further studies intended to reveal the evolution of protein oxidation and elucidate the mechanism of action in forming and maintaining the flavor of Chinese bacon and for precise control of protein oxidation in Chinese bacon processing.

Key words： Chinese bacon； protein oxidation； quality

中圖分類(lèi)號(hào)：TS251.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2014）05-0041-05

臘肉是我國(guó)傳統(tǒng)腌臘肉制品中的典型代表，傳承數(shù)千年，因其香氣濃郁、脂醇味美、風(fēng)味獨(dú)特，而深受消費(fèi)者的青睞。我國(guó)臘肉制品產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)200 萬(wàn)噸，尤其在南方地區(qū)，消費(fèi)市場(chǎng)潛力巨大。然而長(zhǎng)久以來(lái)，臘肉制品生產(chǎn)方式多以手工或半機(jī)械化為主，存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品含鹽量高、脂肪氧化過(guò)度等弊端，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、風(fēng)味劣變、貨架期變短等問(wèn)題，嚴(yán)重制約著行業(yè)的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和消費(fèi)者收入水平的提高，對(duì)臘肉制品的消費(fèi)需求正經(jīng)歷著從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變，既要安全方便，又要營(yíng)養(yǎng)美味的消費(fèi)需求日趨高漲。臘肉獨(dú)特風(fēng)味是煙熏、鮮味、肉香、咸味等多種口味綜合而呈現(xiàn)的一個(gè)復(fù)雜體系。氧化反應(yīng)是臘肉風(fēng)味產(chǎn)生的重要途徑之一[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也分別從腌臘肉制品加工過(guò)程中脂肪降解、脂肪氧化反應(yīng)進(jìn)程、臘肉風(fēng)味特征等角度開(kāi)展了一些研究[2-3]，為臘肉品質(zhì)的形成研究奠定了一定基礎(chǔ)。

但是臘肉加工與貯藏過(guò)程中隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)品容易出現(xiàn)酸價(jià)、過(guò)氧化值升高，醛類(lèi)等氧化產(chǎn)物增多，皮下脂肪變黃，肉質(zhì)變柴，氧化哈敗等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量[4]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于困擾臘肉品質(zhì)的氧化問(wèn)題從脂肪降解與氧化、蛋白質(zhì)降解等角度展開(kāi)了相關(guān)研究[5-6]，但對(duì)于臘肉的主要成分蛋白質(zhì)（占臘肉干質(zhì)量的20%～45%）在加工貯藏過(guò)程中的氧化變化，臘肉加工中氧化還原因子的消長(zhǎng)規(guī)律，以及蛋白氧化對(duì)臘肉典型風(fēng)味形成的貢獻(xiàn)等研究很少。目前臘肉加工中一方面因氧化造成品質(zhì)劣變嚴(yán)重，另一方面卻存在風(fēng)味品質(zhì)不足問(wèn)題，由于缺乏必要的理論指導(dǎo)，一直得不到解決。本文從蛋白質(zhì)氧化角度綜述臘肉加工中發(fā)生的氧化反應(yīng)及其影響，為進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究提供參考。

1 蛋白質(zhì)氧化的機(jī)制

活體組織中蛋白質(zhì)持續(xù)暴露在活性氧（reactive oxygen species，ROS）環(huán)境下，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的肽鏈斷裂、側(cè)鏈氨基酸修飾、以及增加酶降解的敏感性，因此活體中蛋白質(zhì)氧化與疾病發(fā)生和衰老關(guān)系密切[7]，然而食品體系中蛋白質(zhì)的氧化直到近十幾年來(lái)才引起食品科學(xué)家的重視，研究熱點(diǎn)集中于氧化機(jī)制、食品中蛋白質(zhì)氧化的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)方法研究、含交聯(lián)或羰基等氧化蛋白質(zhì)產(chǎn)物的鑒定、氧化還原物質(zhì)與肌原纖維蛋白質(zhì)的互作機(jī)制等[8-9]。

蛋白質(zhì)氧化由自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)引起，在活性氧攻擊下，蛋白質(zhì)失去一個(gè)氫原子形成蛋白質(zhì)以碳為中心的自由基（P·），在氧作用下轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化自由基

（POO·），并形成蛋白質(zhì)過(guò)氧化物（POOH），進(jìn)一步形成烷氧自由基（PO·）及其羥基產(chǎn)物[8，10]，如表1、2所示。在肌肉組織中存在的不飽和脂肪、血紅素、過(guò)渡金屬以及氧化酶等能夠生成或催化形成活性氧，在蛋白質(zhì)氧化引發(fā)過(guò)程中起重要作用[11]。

組成肌肉的氨基酸中，半胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、組氨酸、脯氨酸、精氨酸、賴(lài)氨酸和蛋氨酸易于遭受活性氧的攻擊，其中精氨酸、賴(lài)氨酸和脯氨酸等氨基酸側(cè)鏈被氧化容易形成羰基殘基，而半胱氨酸、蛋氨酸氧化后易形成二硫鍵交聯(lián)或含硫衍生物[12]。蛋白質(zhì)氧化后表現(xiàn)為肽鍵斷裂、氨基酸側(cè)鏈修飾、蛋白質(zhì)分子間共價(jià)交聯(lián)，最終形成羰基基團(tuán)、蛋白質(zhì)過(guò)氧化物或分子間交聯(lián)[13]。

有學(xué)者應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（liquid chromatography- mass spectrometry，LC-MS）從氧化的肌原纖維蛋白中鑒定出特異性的蛋白質(zhì)氧化標(biāo)志物氨基己二酸半醛（α-aminoadipic semialdehyde，AAS）和γ-谷氨酸半醛（γ-glutamic semialdehyde，GGS），并推測(cè)肌原纖維蛋白中的賴(lài)氨酸、脯氨酸和精氨酸被氧化生成了AAS和GGS[14]。動(dòng)物蛋白質(zhì)氧化后形成的羰基基團(tuán)中AAS和GGS占70%，而且蛋白質(zhì)中的氨基酸氧化為相應(yīng)的半醛，在蛋白質(zhì)肽鍵未斷裂的條件下就可反應(yīng)。在某些研究中已經(jīng)用檢測(cè)AAS和GGS來(lái)對(duì)蛋白質(zhì)氧化進(jìn)行評(píng)價(jià)[15]。

2 蛋白質(zhì)氧化對(duì)肉類(lèi)品質(zhì)的影響

ROS引起的蛋白質(zhì)修飾，會(huì)造成蛋白質(zhì)性質(zhì)的改變，如蛋白質(zhì)的疏水性、構(gòu)象、溶解性以及對(duì)蛋白酶的敏感性改變，以及蛋白質(zhì)功能性的喪失，如持水性降低、質(zhì)構(gòu)變差等，同時(shí)其必需氨基酸受到損失，可消化性降低，產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降[11]。有研究表明，蛋白質(zhì)氧化顯著影響干腌火腿的品質(zhì)，造成硬度增加和多汁性降低，可能是由于蛋白質(zhì)溶解性降低和蛋白質(zhì)之間發(fā)生交聯(lián)所致[15]。經(jīng)過(guò)冷凍的豬肉加工成鹽水火腿后，產(chǎn)品的蛋白質(zhì)羰基含量與顏色損失和硬度增加呈正相關(guān)[16]。在產(chǎn)品風(fēng)味方面，蛋白質(zhì)氧化釋放出羰基基團(tuán)和形成schiff堿，對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味有何種影響還有待于研究[14]。蛋白質(zhì)氧化與脂肪的氧化存在相關(guān)性。研究表明，法蘭克福香腸低溫貯藏過(guò)程中，蛋白質(zhì)氧化和脂肪氧化呈顯著正相關(guān)，蛋白質(zhì)氧化和脂肪氧化的相關(guān)性可能是由于脂肪的初級(jí)和二級(jí)氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)作用而產(chǎn)生蛋白質(zhì)自由基[17]。脂肪氧化和蛋白質(zhì)氧化存在交互作用，牛肉餅加工和貯藏后，較高脂肪含量的樣品發(fā)生更劇烈的蛋白質(zhì)氧化，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)羰基含量、Schiff堿含量增加[18]。而氧化產(chǎn)生的羰基在一定程度上能夠影響干腌火腿的風(fēng)味，但具體機(jī)制仍需進(jìn)行深入研究[15，19]。

3 臘肉制品中蛋白質(zhì)氧化反應(yīng)

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)腌臘肉制品在加工與貯藏過(guò)程中的變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其中蛋白質(zhì)發(fā)生一系列的氧化反應(yīng)。西班牙伊比利亞干腌火腿加工成熟時(shí)間長(zhǎng)達(dá)36個(gè)月，包括腌制、后腌、干燥和窖藏成熟等過(guò)程，Ventanas等[19]研究了伊比利亞干腌火腿加工中蛋白質(zhì)羰基變化，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的干燥，干腌火腿中產(chǎn)生大量的蛋白質(zhì)羰基，達(dá)到9 nmol/mg蛋白質(zhì)，而腰肉卻只有1.3 nmol/mg蛋白質(zhì)。Sun等[20]對(duì)廣式香腸加工過(guò)程中肌肉蛋白的氧化研究發(fā)現(xiàn)，肌漿蛋白和肌原纖維蛋白羰基值逐步升高，分別從1.04 nmol/mg 蛋白質(zhì)到4.68 nmol/mg蛋白質(zhì)，從1.32 nmol/mg

蛋白質(zhì)到7.00 nmol/mg蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的二硫鍵顯著增加。蛋白質(zhì)的氧化導(dǎo)致蛋白粒徑、表面疏水作用、二級(jí)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)蛋白酯水解酶的敏感性發(fā)生改變[21]。而曹錦軒等[22]研究表明，臘肉加工過(guò)程中肌原纖維蛋白的二硫鍵部分被破壞，氨基酸殘基的疏水性增強(qiáng)。

4 蛋白質(zhì)氧化的調(diào)控

蛋白質(zhì)氧化加速了肉類(lèi)食品的品質(zhì)劣變，促使學(xué)者們研發(fā)穩(wěn)定可靠的抗氧化技術(shù)和方法，降低氧化的帶來(lái)的不利影響。

4.1 添加植物活性成分

在加工過(guò)程中添加香辛料，能夠起到抗氧化和促氧化的作用[19]，尤其是酚類(lèi)化合物和肌原纖維蛋白質(zhì)的復(fù)雜相互作用已經(jīng)得到學(xué)者們的關(guān)注[23]。在肉類(lèi)深加工過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化配方設(shè)計(jì)，添加抗氧化物質(zhì)來(lái)抑制蛋白質(zhì)氧化，也是控制蛋白質(zhì)氧化的重要手段。兒茶素對(duì)鯖魚(yú)肉具有良好的抗氧化效果并呈量效關(guān)系，10-4即能顯著抑制蛋白質(zhì)和脂肪的氧化，但對(duì)蛋白質(zhì)種類(lèi)具有選擇性[24]。將紅醋栗提取物（含有豐富多酚物質(zhì)）添加到豬肉餅中，在冷藏過(guò)程中能夠顯著的降低處理組的硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid-reactive substance，TBARS）值和蛋白質(zhì)羰基含量，減少巰基損失，并呈現(xiàn)量效關(guān)系，紅醋栗提取物能夠高效的抑制脂肪和蛋白質(zhì)的氧化[25]。傳統(tǒng)上認(rèn)為多酚物質(zhì)可以通過(guò)抑制脂肪氧化，減少二級(jí)氧化產(chǎn)物產(chǎn)生，在阻止二級(jí)氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)的反應(yīng)，而能一定程度上防止蛋白質(zhì)氧化。但是研究發(fā)現(xiàn)，在模型體系中，親水性的抗氧化劑對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪均有抗氧化作用[26]。親水性的VE能夠阻止蛋白質(zhì)和脂肪的氧化，但是親脂性的抗氧化劑卻不能阻止蛋白質(zhì)氧化[26]。植物酚類(lèi)物質(zhì)包括親疏水性的化合物，分布在食品中的水相和油相中。酚類(lèi)化合物的抗氧化能力取決于自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也涉及到氧化反應(yīng)的底物組成和特點(diǎn)，氧化反應(yīng)的階段和強(qiáng)度，以及酚類(lèi)物質(zhì)的分布[27]。酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)食品蛋白的特殊作用受二者之間共價(jià)或非共價(jià)鍵連接作用影響。由于酚類(lèi)物質(zhì)抑制蛋白質(zhì)氧化影響因子的復(fù)雜性，很難對(duì)抗氧化劑抑制蛋白質(zhì)氧化的動(dòng)力學(xué)和機(jī)制詳細(xì)探究，此方面研究也較難深入。在某些模型系統(tǒng)的研究中，多酚物質(zhì)和維生素E對(duì)肌原纖維蛋白具有較強(qiáng)的抗氧化作用，而對(duì)部分樣品卻表現(xiàn)出促進(jìn)蛋白質(zhì)氧化的作用[23]。Estévez等[23]通過(guò)LC-MS檢測(cè)蛋白質(zhì)氧化的特征性羰基AAS和GGS，揭示了酚類(lèi)化合物對(duì)肌原纖維蛋白的抗氧化和促氧化作用的特殊機(jī)制。沒(méi)食子酸、兒茶素、蘆丁等化合物保護(hù)肌原纖維蛋白免受氧化損傷，其機(jī)制可能是：1）作為金屬螯合劑，使非血紅素鐵的促氧化能力失活；2）淬滅鐵離子介導(dǎo)的fenton反應(yīng)生成的羥基自由基或其他自由基。在鐵和銅離子存在的前提下，綠原酸等酚類(lèi)化合物通過(guò)自動(dòng)氧化過(guò)程形成相應(yīng)的醌，該化合物具有胺氧化酶活性，能夠催化敏感氨基酸的氧化脫氨反應(yīng)，形成相應(yīng)的半醛[23]。

4.2 添加食鹽

肉類(lèi)的食鹽腌制可能對(duì)蛋白質(zhì)氧化具有一定影響。食鹽的加入提高了肉類(lèi)腌制環(huán)境中離子強(qiáng)度，影響了肌原纖維蛋白的裝配，使其暴露于促氧化因子，所以其羰基化敏感性增強(qiáng)[28]；有學(xué)者推測(cè)食鹽能夠提高Fe3+的活性，來(lái)自食鹽的Cl-增加了鐵離子的溶解性，因此能夠提高其促氧化活性[29]，但是有些研究表明食鹽對(duì)蛋白質(zhì)羰基含量的影響并不明顯，甚至能抑制蛋白質(zhì)氧化[30]。

4.3 不同貯藏環(huán)境

肉制品貯藏環(huán)境對(duì)蛋白質(zhì)的氧化具有重要影響。肉類(lèi)在冷藏或凍藏過(guò)程中會(huì)發(fā)生明顯的蛋白質(zhì)氧化。經(jīng)冷凍貯藏后的牛肉加工成肉餅，其蛋白質(zhì)氧化程度顯著增加，肉中的血紅素鐵含量、抗氧化酶活性和多不飽和脂肪酸含量影響肉餅的氧化潛力[31]。另外研究發(fā)現(xiàn)，高氧氣調(diào)包裝對(duì)牛肉的蛋白質(zhì)氧化具有顯著促進(jìn)作用[32]；而對(duì)豬肉、鴕鳥(niǎo)肉則沒(méi)有顯著影響[33-34]。Filgueras等[35]認(rèn)為真空包裝最適宜于冷藏中鴕鳥(niǎo)肉包裝，能夠有效的控制蛋白質(zhì)的羰基化。可以推測(cè)，肉類(lèi)貯藏在高氧環(huán)境中，具有促進(jìn)蛋白質(zhì)氧化的風(fēng)險(xiǎn)，但是蛋白質(zhì)氧化的發(fā)生還需要促氧化劑存在（過(guò)渡金屬、氧化脂肪等）和促進(jìn)活性氧產(chǎn)生的技術(shù)條件（熟制、輻照等）[10]。

5 臘肉制品加工中抗氧化措施的應(yīng)用

臘肉作為我國(guó)分布最廣的腌臘肉制品品種，加工過(guò)程中面臨著一系列的促氧化因素，例如原料肉選用凍藏或冷藏肉；經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的腌制過(guò)程；腌制后要經(jīng)過(guò)晾曬或者烘干；生產(chǎn)后多常溫存放，有的產(chǎn)品散裝出售等。現(xiàn)有研究表明，我國(guó)臘肉脂肪氧化嚴(yán)重，在臘肉生產(chǎn)的腌制、煙熏和貯藏過(guò)程中，脂肪的酸價(jià)和過(guò)氧化值均皆保持上升的趨勢(shì)，光線(xiàn)照射與氧氣的存在能夠促使產(chǎn)品的酸價(jià)升高[36]，川味臘肉在貯藏銷(xiāo)售期間，其酸價(jià)、過(guò)氧化值和TBARS值均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而且產(chǎn)品脂肪含量越高，脂肪氧化程度越強(qiáng)[37]。但是同時(shí)我國(guó)臘肉加工過(guò)程中也采用了多種抗氧化的技術(shù)，暗合了科學(xué)道理，例如腌制中添加異VC、亞硝酸鹽、香辛料等抗氧化劑，形成還原性腌制條件；許多臘肉產(chǎn)品經(jīng)過(guò)煙熏，煙熏產(chǎn)生許多酚類(lèi)物質(zhì)有益于產(chǎn)品品質(zhì)；多數(shù)臘肉產(chǎn)品進(jìn)行真空包裝，形成低氧環(huán)境等。臘肉的生產(chǎn)加工過(guò)程就是在各種促氧化因子和還原因子（包括原料自身含有的抗氧化酶和抗氧化物質(zhì)）共同作用下，肉類(lèi)組織中的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、微量分子等相互作用和轉(zhuǎn)化，形成固有風(fēng)味、色澤和質(zhì)構(gòu)的過(guò)程。而且這一過(guò)程涉及面廣，從物理變化（腌制劑的滲透、水分的脫除）到化學(xué)變化（酶活性變化、分子的降解、氧化、結(jié)構(gòu)改變）到微生物變化（微生物的繁殖、代謝），都對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。研究表明臘肉中的各種酶、多種微生物一直存在活性，若把臘肉看做一個(gè)具有生命的生物體的話(huà)，其加工貯存過(guò)程中，時(shí)刻伴隨著氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。

6 臘肉制品中蛋白質(zhì)氧化有待深入研究

關(guān)于臘肉中脂肪相關(guān)氧化研究已經(jīng)很多，但是對(duì)于臘肉加工貯藏中蛋白質(zhì)氧化研究還不深入。臘肉加工貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)氧化的程度如何、哪些種類(lèi)的臘肉蛋白質(zhì)容易被氧化、貯藏期間是否由蛋白質(zhì)氧化而影響臘肉的微觀結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。臘肉加工后在一定時(shí)間內(nèi)風(fēng)味品質(zhì)最好，應(yīng)該存在一個(gè)產(chǎn)品風(fēng)味產(chǎn)生、成熟（包括包裝后后熟）、劣變的過(guò)程。陳美春等[38]研究發(fā)現(xiàn)，四川臘肉成熟期間非蛋白氮和氨基酸態(tài)氮含量顯著升高。大量游離氨基酸的存在，在蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生羰基化合物時(shí)，可能會(huì)發(fā)生Strecker降解反應(yīng)，生成Strecker醛對(duì)臘肉風(fēng)味產(chǎn)生影響。但是蛋白質(zhì)氧化與臘肉典型風(fēng)味形成有多大關(guān)系，需要進(jìn)一步研究，以便為臘肉生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)氧化控制，而保持產(chǎn)品風(fēng)味提供理論依據(jù)。

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