郭莎莎，陳義倫，姚巧云，彭瀟

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室，山東 泰安，271018)

生產(chǎn)與科研經(jīng)驗

抗氧化劑對西式火腿品質(zhì)及亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化途徑的影響

郭莎莎，陳義倫*，姚巧云，彭瀟

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室，山東 泰安，271018)

以新鮮豬后腿精肉為原料制作西式火腿，腌制時分別添加抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉，研究了不同抗氧化劑對火腿中亞硝酸鈉(NaNO2)殘留量、亞硝胺含量、紅度(a*)及脂肪氧化度(TBARs)的影響，通過測定一氧化氮(NO)、硝酸鈉(NaNO3)和NaNO2含量變化，研究了異抗壞血酸鈉對NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響。結(jié)果表明,4種抗氧化劑均可以顯著降低NaNO2殘留量和亞硝胺含量，提高a*值，延緩脂肪氧化。其中，異抗壞血酸鈉效果最好，當(dāng)其添加量為500 mg/kg時，NaNO2殘留量為26.24 mg/kg，清除率達(dá)到72.49%，亞硝胺含量為1.05 μg/kg，降低69.39%，a*值提高13.49%，TBARs值降低60.00%。添加500 mg/kg異抗壞血酸鈉，參與歧化反應(yīng)的NaNO2由27%降到17%，參加降解反應(yīng)的NaNO2由9%升高到65%，殘留量由64%降到18%，說明異抗壞血酸鈉會抑制NaNO2歧化反應(yīng)，大幅度促進(jìn)降解反應(yīng)，使NaNO2殘留量顯著降低。

西式火腿；異抗壞血酸鈉；品質(zhì)；亞硝酸鹽；轉(zhuǎn)化途徑

亞硝酸鈉(NaNO2)能夠抑制肉毒梭狀芽孢桿菌的生長繁殖[1]，形成肉制品特殊的色澤及風(fēng)味，防止脂類的氧化[2-3]，在肉制品中廣泛應(yīng)用。NaNO2進(jìn)入人體后會將血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白[4]；產(chǎn)生的亞硝基可生成強致癌物亞硝胺[5-6]，NaNO2的殘留會構(gòu)成人體潛在健康危害，影響肉制品安全性。研究表明，肉制品中添加抗壞血酸鈉能有效阻斷亞硝胺的合成，降低NaNO2含量[7]。

肉制品中NaNO2降解、轉(zhuǎn)化途徑復(fù)雜，研究表明，NaNO2參與的反應(yīng)主要包括：(1)歧化反應(yīng)——NaNO2與氫離子發(fā)生可逆的歧化反應(yīng)，生成NaNO3和NO[8]，而NO性質(zhì)活潑，可與肉中色素反應(yīng)，生成亞硝基血色原[9]；(2)降解反應(yīng)——NaNO2可與肉制品中多種組分(巰基、氨基酸、還原肽、色素、氯離子等)發(fā)生反應(yīng)，生成NO+、H2NO2+、NOSCN、NOCl、N2O4、N2O3等多種含氮化合物[10]，但抗氧化劑對西式火腿NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響未見研究報道。

本文在西式火腿腌制過程中采用抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉處理，研究了不同抗氧化劑對西式火腿NaNO2殘留量、亞硝胺含量、紅度(a*)和及脂肪氧化度(TBARs)等安全、感官品質(zhì)的影響。在此基礎(chǔ)上，通過研究添加異抗壞血酸鈉后，NaNO2降解、轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的變化，探討了其對NaNO2主要轉(zhuǎn)化途徑的影響。

1 材料與方法

1.1原料

新鮮豬后腿精肉，肉塊置于-20℃?zhèn)溆?，用前?～4℃下解凍24 h。

1.2主要試劑

亞硝胺混標(biāo)(2 mg/mL)含有N-二甲基亞硝胺(NDMA)、N-二乙基亞硝胺(NDEA)、N-甲基乙基亞硝胺(NMEA)、N-二丁基亞硝胺(NDBA)、N-二丙基亞硝胺(NDPA)、N-亞硝基哌啶(NPIP)、N-亞硝基吡咯烷(NPYR)，Sigma公司，其余試劑均為分析純。

1.3實驗儀器

GCMS-TQ8030三重四級桿氣質(zhì)聯(lián)用儀，日本島津公司；Waters515高效液相色譜儀，美國Waters公司；NO自由基檢測儀，世界精密儀器商貿(mào)(上海)有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；JA2002電子天平，上海精天電子儀器有限公司；HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；CR400色差計，日本柯尼卡美能達(dá)公司。

1.4實驗方法

1.4.1 抗氧化劑對西式火腿品質(zhì)的影響

豬后腿精肉修整，加入NaNO2150 mg/kg，抗氧化劑0、100、200、300、400、500 mg/kg，食鹽3%，復(fù)合磷酸鹽0.3%，水30%(其中%為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。置于4℃腌制48 h，80℃蒸煮60 min，冷卻至室溫。分別測定火腿中NaNO2殘留量、亞硝胺含量、a*及TBARs值。

1.4.2 異抗壞血酸鈉對NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響

豬后腿精肉絞碎，加入料液比為1∶3(g∶mL)的去離子水，料液比為1∶1(g∶mL)的亞鐵氰化鉀溶液(0.25 mol/L)和料液比1∶1(g∶mL)的醋酸鋅溶液(0.1 mol/L)浸提30 min，過濾，分別添加0和500 mg/kg異抗壞血酸鈉，NaNO2150 mg/kg，食鹽3%，復(fù)合磷酸鹽0.3%。置于4℃冷藏48 h，80℃蒸煮60 min，冷卻至室溫，測定火腿中NO、NaNO3和NaNO2含量。參與亞歧化反應(yīng)的NaNO2含量通過NaNO3和NO含量進(jìn)行計算；參與降解反應(yīng)的NaNO2含量通過NaNO2添加量減去NaNO2殘留量和參與歧化反應(yīng)NaNO2含量確定。

1.4.3 亞硝胺的測定

根據(jù)GB/T 5009.26—2003第二法氣相色譜-質(zhì)譜儀法并加以改進(jìn)，色譜條件：HP-5MS毛細(xì)管色譜柱；進(jìn)樣口溫度200℃，不分流進(jìn)樣；載氣為氦氣(純度99. 999%)，流速1 mL/min；程序升溫：40℃下保持1 min，以9℃/min升至250℃，保持1 min，全部程序時間25.33 min；自動進(jìn)樣，進(jìn)樣量1 μL。質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源，電離電壓70 eV，離子源溫度230℃，接口溫度230℃；MRM采集模式，溶劑延遲時間2.77 min。根據(jù)保留時間定性，峰面積外標(biāo)法定量，實驗結(jié)果中亞硝胺含量為7種亞硝胺含量總和。

1.4.4 NaNO2和NaNO3的測定

采用HPLC法測定NaNO2、NaNO3的含量[11]，取10.00 g樣品，加去離子水?dāng)嚢瑁?.1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至中性，定容至100 mL。10 000 r/min離心10 min，過0.2 μm濾膜，取上清液進(jìn)行測定。色譜條件：C18柱(250 mm×4.6 mm×5 mm)；流速0.8 mL/min；手動進(jìn)樣，進(jìn)樣量10 μL；流動相：V(甲醇)∶V(水)=60∶40，加入0.05 mol/L的四丁基磷酸二氫胺；檢測波長204 nm；柱溫25℃。根據(jù)保留時間定性，峰面積外標(biāo)法定量。

1.4.5a*的測定

設(shè)置色差計為CIEL*a*b*顏色模型，測定肉品a*，a*越大表示越紅。每個肉樣隨機測3個點取平均值。

1.4.6 TBARs值的測定

參考馬麗珍[12]的TBARs測定方法并加以改進(jìn)。稱取10.00 g肉加入25 mL去離子水，充分勻漿，再加入5%三氯乙酸(TCA)25 mL，攪拌均勻，靜止30 min，雙層濾紙過濾2次，再用5% TCA將濾液定容至50 mL。取5 mL上清液于比色管中，然后加5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液(TBA)。將混合液在(80±1)℃恒溫水浴鍋中加熱40 min，冷卻至室溫，532、600 nm測定吸光度，每個樣品重復(fù)測定3次。

(1)

1.4.7 NO的測定

參考NO自由基的檢測方法[13]并加以改進(jìn)。選用2 mm溶液電極，將其極化，根據(jù)溶液1(0.1 mol/L H2SO4溶液+0.1 mol/L KI溶液)和溶液2(50 μmol/L NaNO2)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生NO來標(biāo)定電極，繪制關(guān)于NO與電流標(biāo)準(zhǔn)曲線。電極尖端浸在樣品溶液中，測定電流值。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品中NO含量，每個樣品重復(fù)測定3次。

1.4.8 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用Excel、SPSS軟件進(jìn)行處理和分析。

說明：(1)每組均為測定結(jié)果的平均值；(2)當(dāng)P<0.05為具有顯著差異，P<0.01為具有極顯著差異；(3)同組數(shù)據(jù)中標(biāo)有不同大寫字母、小寫字母分別表示組間差異極顯著和顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1不同抗氧化對西式火腿品質(zhì)的影響

2.1.1 不同抗氧化劑對西式火腿NaNO2殘留量的影響

圖1 抗氧化劑對西式火腿中NaNO2殘留量的影響Fig. 1 Effect of antioxidants on residual nitrite contents in western-style ham

2.1.2 不同抗氧化劑對西式火腿中亞硝胺含量的影響

由圖2可以看出，抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉均能降低亞硝胺生成量(P<0.01)。當(dāng)添加500 mg/kg異抗壞血酸鈉時，亞硝胺含量為1.05 μg/kg，降低69.39%，效果好于其他3種抗氧化劑。目前已發(fā)現(xiàn)多種天然的或合成的食品中的組分對亞硝胺的形成有重要影響，其中，抗壞血酸類抗氧化劑阻斷亞硝胺形成的效果最好，在肉制品的腌制過程中較常采用[15]。圖1和圖2結(jié)果顯示,隨著抗氧化劑添加量的增加，西式火腿中亞硝胺生成量的變化與NaNO2殘留量的變化趨勢基本相同，根據(jù)本實驗結(jié)果可推斷，抗氧化劑具有抑制亞硝胺生成的作用原因可能是先降低NaNO2殘留量進(jìn)而使亞硝胺生成量減少。

圖2 抗氧化劑對西式火腿中亞硝胺含量的影響Fig. 2 Effect of antioxidants on N-nitrosaminecontents in western-style ham

2.1.3 不同抗氧化劑對西式火腿a*的影響

由圖3可以看出，抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉4種抗氧化劑均可提高肉品a*，添加量影響極顯著(P<0.01)。其中，異抗壞血酸鈉組效果最好，當(dāng)添加量達(dá)到500 mg/kg時，a*比不添加時的12.75提高了13.49%。NaNO2會與肌肉中的乳酸作用產(chǎn)生亞硝酸，但亞硝酸不穩(wěn)定會分解NO，NO與肌肉蛋白結(jié)合產(chǎn)生紅色的亞硝基肌紅蛋白，使肉品產(chǎn)生穩(wěn)定的紅色[14]。4種抗氧化劑均具有較強的還原性，通過促進(jìn)生成NO，使肉品a*升高，由于其促進(jìn)NaNO2還原為NO能力不同，所以不同添加組a*有所差異。

圖3 抗氧化劑對西式火腿a*的影響Fig. 3 Effect of antioxidants on a* in western-style ham

2.1.4 不同抗氧化劑對西式火腿TBARs值的影響

由圖4可以看出，隨著4種抗氧化劑添加量的增加，火腿TBARs值均降低(P<0.01)，其中異抗壞血酸鈉效果最佳，當(dāng)添加量為500 mg/kg時，TBARs值僅為0.12 mg/100 g，降低了60.00%。FARIHEEN推測NaNO2可減緩脂肪氧化的原因可能是NO與硫醇基團(tuán)和過渡金屬離子的相互作用[16]，抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉通過促進(jìn)生成NO，增強其與硫醇基團(tuán)和過渡金屬離子相互作用，從而降低脂肪氧化度。

圖4 抗氧化劑對西式火腿TBARs值的影響Fig.4 Effect of antioxidants on TBARs in western-style ham

2.2異抗壞血酸鈉對NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響

以上實驗結(jié)果表明，異抗壞血酸鈉降低西式火腿中NaNO2殘留與減少亞硝胺生成的效果最好，同時有研究發(fā)現(xiàn)異抗壞血酸鈉也具有加強NaNO2抗肉毒桿菌的效果[17]。添加500 mg/kg異抗壞血酸鈉對NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響見圖5。肉制品中NaNO2主要存在歧化[8]和降解反應(yīng)[10]。從圖5可以看出，添加異抗壞血酸鈉后，參與歧化反應(yīng)的NaNO2由27%降到17%，參加降解反應(yīng)的NaNO2由9%升高到65%，殘留量由64%降到18%。說明異抗壞血酸鈉會抑制NaNO2發(fā)生歧化反應(yīng)，大幅度促進(jìn)NaNO2降解反應(yīng)的發(fā)生，使NaNO2殘留量顯著降低。對于異抗壞血酸鈉降低NaNO2歧化反應(yīng)及增強降解反應(yīng)的作用機制還需深入研究闡明。

圖5 異抗壞血酸鈉對NaNO2轉(zhuǎn)化途徑的影響Fig. 5 Effect of sodiumisoascorbate on nitrite conversion pathway

3 小結(jié)

實驗結(jié)果表明，抗壞血酸、抗壞血酸鈉、異抗壞血酸和異抗壞血酸鈉均能降低西式火腿中NaNO2殘留量，減少亞硝胺生成量，穩(wěn)定肉品色澤和延緩脂肪氧化。隨著添加量增加，效果越顯著。其中，異抗壞血酸鈉效果最好，當(dāng)其添加量為500 mg/kg時，NaNO2殘留量為26.24 mg/kg，清除率達(dá)到72.49%，亞硝胺含量為1.05 μg/kg，降低69.39%，a*值提高13.49%，TBARs值降低60.00%。

添加異抗壞血酸鈉會改變西式火腿中NaNO2轉(zhuǎn)化途徑，異抗壞血酸鈉能夠抑制NaNO2歧化反應(yīng)，大幅度增強降解反應(yīng)的發(fā)生，使NaNO2殘留量顯著降低。

[1] PIETRO S. Nitrite in vegetable: toxicity, content, intake and EC regulation[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2006, 86(1):10-17.

[2] SEBRANEK J G,BACUS J N. Cured meat products without direct addition of nitrate or nitrite: what is the issues[J]. Meat Science, 2007, 77(1):136-147.

[3] HORSCH A M, SEBRANEK J G, DICKSON J S, et al. The effect of pH and nitrite concentration on the antimicrobial impact of celery juice concentrate compared with conventional sodium nitrite on Listeria monocytogenes [J]. Meat Science, 2014, 96(1): 400-407.

[4] CHAN T Y. Vegetable-borne nitrate and nitrite and the risk ofmethaemoglobinaemia[J]. Toxicol Lett, 2011, 200(1/2):107-108.

[5] KIM H S, KIM T, AHN J Y, et al. Aging characteristics and reactivity of two types ofnanoscale zero-valent iron particles (FeBH and FeH2) in nitrate reduction[J]. Chemical Engineering Journal, 2012, 179(15):16-23.

[6] DE M E, DE K K, DE M H, et al.The occurrence of N-nitrosamines, residual nitrite and biogenic amines in commercial dry fermented sausages and evaluation of their occasional relation[J]. Meat Science, 2014, 96(2):821-828.

[7] BARBIERI G, BERGAMASCHI M, BARBIERI G, et al.Kinetics of nitrite evaluated in a meat product[J]. Meat Science, 2013, 93(2):282-286.

[8] HONIKEL K O. The use and control of nitrate and nitrite for the processing of meat products[J]. Meat Science, 2008, 78(1/2):68-76.

[9] GEILESKEY A, KING R D, CORTE D, et al. The kinetics of cooked meat Haemoproten formation in meat and model system[J]. Meat Science, 1998, 48(3/4):189-199.

[10] HEATON K M, CORNFORTH D P, MOISEEV I V, et al. Minimum sodium nitrite levels for pinking of various cooked meats as related to use of direct or indirect-dried soy isolates in poultry rolls[J]. Meat Science, 2000, 55(3): 321-329.

[11] HSU J, ARCOT J, ALICE L N. Nitrate and nitrite quantification from cured meat and vegetables and their estimated dietary intake in Australians[J]. Food Chemistry, 2009, 115(1):334-339.

[12] 馬麗珍, 南慶賢, 戴瑞彤. 不同氣調(diào)包裝方式對冷卻豬肉在冷藏過程中的理化及感官特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2003, 19(3):156-159.

[13] ZHU L H, ZHAO K L, CHEN X L, et al. Impact of weaning and an antioxidant blend on intestinal barrier function and antioxidant status in pigs[J]. Journal of Animal Science, 2012, 90(8):2 581-2 589.

[14] 鐘耀廣，南慶賢.亞硝酸鹽的發(fā)色機理及安全性問題[J].肉類工業(yè)，2001(5)：47-48.

[15] AHN H J, Kim J H, JO C, et al. Effects of gamma irradiation on residual nitrite, residual ascorbate, color, and N-nitrosamines of cooked sausage during storage[J]. Food Control, 2004, 15(3):197-203.

[16] FARIHEEN A A, SHAIKH N A. Sodium nitrite-induced oxidative stress causes membrane damage, protein oxidation, lipid peroxidation and alters major metabolic pathways in human erythrocytes[J]. ToxicologyinVitro, 2015, 29(7): 1 878-1 886.

[17] BARBIERI G, BERGAMASCHI M, BARBIERI G, et al. Kinetics of nitrite evaluated in a meat product[J]. Meat Science, 2013, 93(2):282-286.

Effectofantioxidantsonqualityandnitriteconversionpathwayinwestern-styleham

GUO Sha-sha, CHEN Yi-lun*, YAO Qiao-yun, PENG Xiao

(Key Laboratory of Food Processing Technology and Quality Control in Shandong Province, College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China)

Ascorbic acid, sodium ascorbate, isoascorbic acid and sodium isoascorbate were added into fresh pork before cooking. The changes of nitrite, N-nitrosamine, red value and lipid oxidation were studied. Effect of antioxidant on nitrite conversion pathway was measured by the contents of nitric oxide, nitrate and nitrite. The result showed that the antioxidants could significantly reduce residual content of nitrite and N-nitrosamine content, improve the red value and delay lipid oxidation. Sodium isoascorbate was the best. When the dosage of sodium isoascorbate was 500 mg/kg, the residual content of nitrite was 26.24 mg/kg, the degradation rate was 72.49%, N-nitrosamine content was 1.05 μg/kg, decreased 69.39%,a*value increased 13.49%, TBARs decreased 60.00%. After adding 500 mg/kg sodium isoascorbate, the nitrite content in the disproportionation reaction decreased from 27% to 17%, the nitrite content in the degradation reaction increased from 9% to 65%, and the residual content decreased from 64% to 18%. The results showed that sodium isoascorbate could inhibit nitrite disproportionation reaction, but significantly promote the degradation reaction, resulting in a significant decrease in the content of residual nitrite.

western-style ham; antioxidant; nitrite; quality; conversion pathway

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013291

碩士研究生(陳義倫教授為通訊作者，E-mail: cylun @ sdau. edu. cn)。

山東省科技攻關(guān)計劃項目(2014GSF120005)

2016-10-29，改回日期：2016-12-30