彭新顏,劉 媛,賀紅軍,張 敏,邵凌健,曾玉龍,王曉雨
(1.魯東大學(xué)食品工程學(xué)院,山東 煙臺 264025;2.魯東大學(xué)生物納米技術(shù)研究院,山東 煙臺 264025;3.煙臺大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東 煙臺 264005)
冷凍貯藏是國內(nèi)外調(diào)節(jié)肉制品市場最普遍且有效的手段[1]。然而在實際貯藏、生產(chǎn)和銷售過程中,由于冷鏈的缺失,使得冷藏肉不可避免的反復(fù)經(jīng)歷冷凍-解凍(反復(fù)凍融)過程[2-3]。反復(fù)凍融循環(huán)會導(dǎo)致脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化,引發(fā)肉產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、脂肪、肌纖維發(fā)生一系列生理生化反應(yīng),如丙二醛和羰基衍生物含量增加,巰基含量減小,肌球蛋白和肌動蛋白發(fā)生輕微變性[1],從而引起肉制品汁液流失、功能品質(zhì)下降和營養(yǎng)物質(zhì)損失等問題,由此造成的肉品質(zhì)劣變已成為肉品學(xué)科廣泛關(guān)注的焦點[1,3-4]。據(jù)統(tǒng)計,我國冷凍肉制品汁液流失率高達(dá)8%~10%,每年造成肉品行業(yè)經(jīng)濟損失已超過450億 元[4]。特別是近幾年需求量逐漸增大的肉丸、肉餅、肉排、肉腸等調(diào)理肉制品所需的肉糜原料,由于反復(fù)凍融給企業(yè)造成的損失已受到業(yè)界的高度重視。因此,如何防止貯藏過程中肉制品的氧化和改善產(chǎn)品品質(zhì)已經(jīng)成為肉制品行業(yè)中亟待解決的重要問題[5-6]。
近年來,隨著人們對合成抗氧化劑潛在危害的關(guān)注,利用不同蛋白資源開發(fā)天然抗氧化多肽已成為近年來的廣泛關(guān)注焦點[7]。研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)水解物可以與肉體系中蛋白發(fā)生共價或非共價結(jié)合,起到防止肉蛋白氧化的作用[8-10]。如Wang等[8]證實,土豆水解多肽能降低豬肉硫代巴比妥酸值(thiobarbituricacid reactive substances,TBARS)和蛋白的羰基含量,對豬肉脂肪和蛋白的氧化具有明顯的抑制作用[9];Li Yanqing等[10]研究表明,在凍藏過程中添加乳清多肽(whey protein hydrolysates,WPH)可以有效抑制魚糜肌原纖維蛋白氧化的發(fā)生。研究者將玉米蛋白、豬皮膠原蛋白、豌豆蛋白和麥胚蛋白的水解物添加到貯藏的肉糜中發(fā)現(xiàn),添加多肽的處理組能顯著降低樣品的TBARS值、過氧化物值、高鐵肌紅蛋白含量及增加肉糜的紅度值(a*)[11]。豬肉糜中添加大豆多肽后,所形成的凝膠緊密均勻、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)好,對蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)也具有保護(hù)作用[12]。課題組前期研究發(fā)現(xiàn),將WPH添加到豬肉糜中,能夠抑制冷藏豬肉糜羰基含量升高以及巰基的降低速率,改善冷藏時豬肉肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)的劣變,保護(hù)肉蛋白的凝膠質(zhì)構(gòu)[13]。本研究擬在前期工作基礎(chǔ)上,以豬肉糜為研究對象,繼續(xù)研究WPH對反復(fù)凍融肉糜的保護(hù)作用,主要以解凍損失、肉蛋白質(zhì)構(gòu)、羰基含量、流變學(xué)特性等為指標(biāo),探討WPH對反復(fù)凍融肉糜品質(zhì)變化的影響,以期為調(diào)理肉的冷凍加工提供理論依據(jù)。
豬肉(屠宰后5 h以內(nèi)的新鮮脊背肉)購于山東煙臺大潤發(fā)超市;乳清蛋白(蛋白含量約為95%)MilkyWay商業(yè)公司;堿性蛋白酶(6h104U/g)丹麥Novo公司;丁基羥基茴香醚(butyl hydroxyanisole,BHA) 美國Sigma公司;其余試劑為分析純。
Avanti J-E離心機 美國Beckman Coulter公司;Ultra Turrax T-25 Basic高速勻漿機 德國IKA公司;TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;M2e多功能酶標(biāo)儀 美國MD公司;MCR 301流變儀 奧地利Anton Paar有限公司;Evolution激光顯微共聚拉曼光譜儀法國HORIBA公司;絞肉機 山東嘉信食品機械公司;AL-104精密電子天平 梅特勒-托利多有限公司。
1.3.1 WPH的制備
參考Peng Xinyan等[13]的方法并稍作改動,將乳清蛋白配制成5%的溶液,經(jīng)95 ℃預(yù)熱5 min,降溫到65 ℃后加入堿性蛋白酶(質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%),通過不斷加入1 mol/L的NaOH溶液,使pH值保持在8.5,水解5 h后沸水浴5 min滅酶,將得到的乳清水解物經(jīng)1 ku的超濾膜分離,收集透過1 ku膜的WPH部分,凍干后用于后續(xù)實驗。
1.3.2 豬肉糜肉餅的制備
豬肉糜的制備在4 ℃冷庫中進(jìn)行,取宰后脊背肉3 000 g,去除表面筋膜和多余的脂肪,切成小肉塊后絞碎。實驗分為6 組,每份食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%,第1組為空白組,第2組添加10%未水解乳清蛋白(native whey protein,NWP),3、4、5組分別加入5%、10%、15%的WPH,最后一組添加0.02%的BHA作陽性對照。制成肉餅(約6.5 cmh1.5 cm),2 個放入一個CT盒中,保鮮膜封好,置于-18 ℃冷凍8~12 h,然后在恒溫條件下((21f0.5)℃)將豬肉糜餅自然解凍至中心溫度為0 ℃。解凍完成后重新放回-18 ℃冰箱中冷凍貯存,每5 d記作一個循環(huán),分別做0、1、3、5、7、9 次凍融循環(huán)處理后測定指標(biāo)。
1.3.3 豬肉糜肌原纖維蛋白的提取與測定
參考劉旺等[14]方法并適當(dāng)?shù)男薷模麄€過程在4 ℃冷庫完成。將攪碎肉糜加入5 倍體積的提取緩沖液(20 mmol/L的KH2PO4/K2HPO4、1 mmol/L EGTA、0.1 mol/L KCl、2 mmol/L MgCl2,pH 7.0)冰浴勻漿30 s,4 ℃、2 500hg離心10 min,用4 層紗布進(jìn)行過濾。棄去上清液,重復(fù)4 次,其中第2次提取液加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5% Triton X-100。最后將提取的肌原纖維蛋白膏體保存于冰盒中待測,蛋白的質(zhì)量濃度用雙縮脲法進(jìn)行測定。
1.3.4 肌原纖維蛋白凝膠的制備
將提取的肌原纖維蛋白用磷酸鹽緩沖液配制成40 mg/mL的肌原纖維蛋白溶液,然后量取20 mL于100 mL離心管中,在20 ℃的上升水浴鍋中加熱至70 ℃后進(jìn)行保溫20 min,結(jié)束后迅速用冰塊冷卻,最后保存在4 ℃冷庫中平衡過夜后待測。
1.3.5 解凍損失的測定
參考Filgueras等[15]的方法略作修改,將肉糜制成75 g的肉糜餅,置于-18 ℃冷凍8~12 h,將冷凍好的肉糜餅取出后立即準(zhǔn)確稱其質(zhì)量,隨后在恒溫條件下((21f0.5)℃)解凍,讓豬肉糜餅自然解凍至中心溫度為0 ℃,解凍過程3.5 h左右。解凍完成后,用濾紙將豬肉糜餅表面滲出的水分擦凈,準(zhǔn)確稱量豬肉糜餅的質(zhì)量。解凍損失率按式(1)計算:
式中:M1為解凍前的質(zhì)量;M2為解凍后的質(zhì)量。
1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值的測定
TVB-N值是評價肉類鮮度的最常用指標(biāo),檢測方法按照GB/T 5009.44ü2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》進(jìn)行。
1.3.7 TBARS值的測定
參照Kim等[16]的方法,并適當(dāng)修改。取20 g搗碎豬肉糜放入試管中,加50 mL 25%的三氯乙酸溶液和40 mL蒸餾水,高速均質(zhì)后進(jìn)行離心處理,取4 mL上清液加入4 mL的TBA溶液,待沸水浴中反應(yīng)20 min結(jié)束后進(jìn)行冷卻,測定吸光度。以1,1,3,3-四乙氧基丙烷作標(biāo)準(zhǔn)曲線,TBARS值按式(2)計算:
式中:A為吸光度;V為豬肉糜體積/mL;M為丙二醛摩爾質(zhì)量(72.063 g/mol);ε為摩爾吸光系數(shù);L為光程,1 cm;m為豬肉糜質(zhì)量/g。
1.3.8 羰基的測定
羰基含量的測定采用2,4-二硝基苯肼(2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH)比色法,根據(jù)Sher等[17]的方法并作適當(dāng)?shù)男薷?。?.5 mL質(zhì)量濃度為40 mg/mL的蛋白溶液放于2 個離心管中,其中1 管加入DNPH溶液,另1 管加入HCl溶液作為空白組,期間每隔10 min旋渦振蕩1 次,然后加入10%三氯乙酸停止反應(yīng),離心后倒掉上清液,用濾紙吸干外壁并用丙酮和鹽酸(100∶3,V/V)洗滌沉淀3 次,加入2 mL濃度為6 mol/L的鹽酸胍溶液,37 ℃溶解沉淀20 min,10 000hg離心5 min,最后去除不溶性部分,在370 nm波長處測定吸光度。重復(fù)3 次后,羰基含量按式(3)計算:
式中:ρ為蛋白質(zhì)量濃度/(mg/mL)。
1.3.9 動態(tài)流變的測定
參照劉旺等[14]的方法并加以修改。采用P/50型號的探頭,狹縫距離為1 mm,將豬肉糜均勻涂抹在50 mm平行板上并確保無氣泡。升溫區(qū)間設(shè)定為20~80 ℃,加熱速率2 ℃/min,測試頻率為1 Hz,應(yīng)變力為1%。為防止升溫過程中水分的蒸發(fā),用石蠟封住平行板與空氣接觸的外沿。每樣品平行測定3 次。
1.3.10 質(zhì)構(gòu)的測定
肉糜凝膠制備:取適量豬肉糜放在10 mL小燒杯壓實,封口膜密封后置于水浴鍋中,以2 ℃/min從20 ℃升溫到80 ℃,并在80 ℃保持25 min。形成凝膠后取出冷卻,于4 ℃冷藏庫中過夜后測定指標(biāo)。應(yīng)用TPA模式對豬肉糜樣品制成的凝膠進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試,主要對硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性進(jìn)行研究。具體參數(shù)按照Qi Jun等[18]的方法稍作修改。采用P50探頭,測試前速率2.0 mm/s,測試速率2.0 mm/s,測試后速率10.0 mm/s,壓縮程度50%,兩次測試時間間隔為3 s,數(shù)據(jù)采集速率為200 pps,觸發(fā)值為5.0 g,測定距離為25 mm,每組樣品測試平行3 次。
1.3.11 拉曼光譜的測定
參考Shao Junhua等[19]的方法對豬肉糜中肌原纖維蛋白進(jìn)行拉曼光譜測定。光譜測量采用LabRAM HR Evol激光顯微鏡共聚拉曼分析儀(配532 nm氬離子激光光源)進(jìn)行,測試所使用的功率約為100 mW,用50 倍長焦距鏡頭對樣品進(jìn)行激光聚焦。光譜獲取條件為:開孔200 μm,光柵600 g/mm,累積掃描3 次,測定時間為60 s,分辨率為2 cm-1,數(shù)據(jù)獲取速率為1 2 0/(c m gm i n)。獲取的拉曼光譜范圍在400~2 100 cm-1之間。測試完成后用Labspec軟件對拉曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(平滑,多點基線校正去除熒光背景),每個樣品重復(fù)測定3 次。
每個實驗重復(fù)3 次,結(jié)果表示為fs。利用Statistix 9.1軟件中的Linear Models程序進(jìn)行處理,進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05,差異顯著),使用Sigmaplot 12.0軟件作圖。
圖1 WPH對不同凍融循環(huán)豬肉糜解凍損失的影響Fig. 1 Effect of wWPH on thawing loss during repeated freezingthawing of chopped pork
如圖1所示,豬肉解凍損失率隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而顯著升高。在1 次凍融循環(huán)時,各組豬肉糜的解凍損失率維持在2.67%~2.93%之間,無顯著性差異(P>0.05)。當(dāng)凍融循環(huán)在3~9 次時,解凍損失率持續(xù)增加,凍融9 次后解凍損失率高達(dá)7.00%~12.4%。WPH各處理組解凍損失率顯著低于空白組(P<0.05),其中15% WPH組解凍損失最小。NWP組在第7次凍融循環(huán)時顯著優(yōu)于空白組(P<0.05),達(dá)到WPH低、中劑量組的水平。BHA組在第5次凍融循環(huán)時,顯著優(yōu)于空白組(P<0.05),說明WPH具有更好保水能力。
圖2 WPH對不同凍融循環(huán)的豬肉糜TVB-N值的影響Fig. 2 Effect of WPH on TVB-N value during repeated freezingthawing of chopped pork
由圖2可知,各組TVB-N值隨著凍融次數(shù)不斷增加呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。凍融0 次時豬肉糜TVB-N值最低,在7.33~7.66 mg/100 g之間上下浮動,且各處理組之間并無顯著差異(P>0.05);當(dāng)凍融循環(huán)達(dá)到9 次,豬肉糜TVB-N值顯著升高到24.79~31.95 mg/100 g,說明凍融使豬肉糜產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐敗變質(zhì)。凍融循環(huán)3 次后,10% NWP組和5%、10% WPH組無顯著性差異(P>0.05),但與WPH高劑量組及BHA組差異顯著(P<0.05),說明高劑量WPH有效抑制了因蛋白質(zhì)腐敗分解而造成的揮發(fā)性鹽基氮的形成。
圖3 WPH對不同凍融循環(huán)豬肉糜TBARS值的影響Fig. 3 Effect of WPH on TBARS value during repeated freezingthawing of chopped pork
如圖3所示,TBARS值隨凍融次數(shù)的增加而呈現(xiàn)明顯的上升趨勢,從凍融0 次時的0.047~0.048 mg/kg顯著升高至0.133~0.183 mg/kg,說明豬肉糜的脂肪氧化程度顯著增加。在凍融0 次時,各處理組的TBARS值無顯著差異(P>0.05)。在凍融1~9 次期間,10% NWP處理組、5%和10% WPH組差異不顯著(P>0.05)。在凍融1、3、5、7 次時,15% WPH處理組TBARS值最低,與0.02% BHA陽性空白組差異不顯著(P>0.05)。尤其當(dāng)凍融3 次時,15% WPH組抗氧化效果明顯超過0.02%BHA組。說明添加WPH能夠抑制TBARS值的上升。
圖4 WPH對不同凍融循環(huán)豬肉糜羰基含量的影響Fig. 4 Effect of WPH on protein carbonyl content during repeated freezing-thawing of chopped pork
圖4 反映了WPH對不同凍融循環(huán)處理后的肌原纖維蛋白羰基含量的變化。未凍融前,各組分含量與空白組分無顯著性差異(P>0.05);隨凍融次數(shù)的增加,豬肉糜肌原纖維蛋白氧化時間增加,羰基含量也呈現(xiàn)顯著的上升趨勢(P<0.05)。如9 次凍融循環(huán)后,空白組的羰基含量從0 次凍融的0.76 nmol/mg增加到6.98 nmol/mg。3 次凍融處理后,10% NWP組、5%和10% WPH組之間無顯著差異(P>0.05),而15% WPH高劑量組以及0.02%BHA組的蛋白羰基含量顯著優(yōu)于未水解組和5% WPH低劑量組。從凍融1 次循環(huán)開始,15% WPH組羰基含量與0.02% BHA組無顯著差異(P>0.05),對肌原纖維蛋白羰基含量的抑制效果最好。
圖5 WPH對不同凍融循環(huán)豬肉糜模量損耗G’’的影響Fig. 5 Effect of WPH on G’’ during repeated freezing-thawing of chopped pork
如圖5A所示,在低溫時,各處理組的模量損耗G’’相似,差別不明顯。G’’值隨著凍融循環(huán)的增加開始出現(xiàn)差異,溫度越高差異越顯著。在整個升溫區(qū)間,都有G’’相對最大值出現(xiàn)。由圖5可知,豬肉糜G’’值隨著凍融循環(huán)的增加而呈現(xiàn)明顯降低趨勢。在同一凍融次數(shù)下,15% WPH組與0.02% BHA組G’’值最低,空白組G’’值最高,差異明顯。由圖5E、F可知,凍融7、9 次時,15% WPH組的G’值比空白組分別降低了37.83%和23.17%。
表1反映了不同凍融循環(huán)處理后豬肉糜硬度、彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化。未凍融時,各組分之間的4 種質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均無顯著變化(P>0.05)。經(jīng)過凍融處理后,空白組與處理組之間存在顯著性差異(P<0.05)且凍融次數(shù)越多,差異越明顯。其中硬度從未凍融時的186.06~187.73 g降低至151.90~163.07 g,變化最明顯。在凍融7、9 次時,WPH組和0.02% BHA組的彈性和內(nèi)聚性顯著高于未處理組(P<0.05)。凍融循環(huán)過程中,15% WPH組的硬度和咀嚼性最好,超過0.02%BHA陽性空白組。尤其在凍融9 次時,加入15% WPH后,豬肉糜咀嚼性從9.63 g顯著升高到17 g(P<0.05)。10% WPH組的咀嚼性與0.02% BHA相似(P<0.05),且顯著優(yōu)于10% NWP組和空白組(P>0.05)。凍融3 次時,15% WPH組的內(nèi)聚性與0.02% BHA組無顯著差異(P>0.05)。在凍融5 次時,15% WPH組的彈性最高達(dá)到0.69,超過0.02% BHA陽性空白組,與其他組差異顯著(P<0.05)。
表1 WPH對不同凍融循環(huán)豬肉糜質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 1 Effect of WPH on texture properties during repeated freezing-thawing of chopped pork
15% WPH對不同凍融循環(huán)處理后的豬肉糜肌原纖維蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響如圖6所示。通過分析400~2 100 cm-1范圍的拉曼光譜,可以看出不同凍融次數(shù)處理后,1 650 cm-1附近的酰胺I帶和1 250 cm-1附近的酰胺III帶出現(xiàn)明顯變化。未經(jīng)凍融的蛋白質(zhì)α-螺旋含量最高,與其他循環(huán)組差異不顯著(P>0.05)。隨著凍融次數(shù)的增加,15% WPH可以延緩凍融期間蛋白質(zhì)酰胺I帶的位移,降低蛋白氧化聚合程度,對蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)有一定的保護(hù)作用。
圖6 高劑量組(15% WPH)對不同凍融循環(huán)豬肉糜肌原纖維蛋白拉曼光譜的影響Fig. 6 Effect of 15% WPH on Raman spectrum of myofibrillar protein during repeated freezing-thawing of chopped pork
肉及肉制品反復(fù)凍融后的變化存在多樣性和復(fù)雜性,冰晶的形成、融化及重結(jié)晶的過程不僅會破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞器,還會引發(fā)一系列的生化鏈鎖反應(yīng)[6,20]。損傷的肌細(xì)胞會釋放出促氧化劑,造成脂肪氧化,產(chǎn)生自由基和氫過氧化物,引發(fā)并加速蛋白質(zhì)的氧化變性[1,21],誘發(fā)產(chǎn)品品質(zhì)劣變。解凍損失、TVB-N值、TBARS值和羰基含量是衡量冷凍肉持水性、新鮮度、氧化程度的重要指標(biāo)[22]。本實驗中,這4 種指標(biāo)均隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而上升,這可能是由于冰晶脅迫的氧化會導(dǎo)致蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從致密變得松散,天然構(gòu)象降解或聚集后,使埋藏于內(nèi)部的疏水基團暴露,造成肉體系持水能力下降[23-24]。Cheng Weiwei等[1]證實,蛋白質(zhì)氧化會造成水分遷移流失,使得肉制品的多汁性和質(zhì)構(gòu)變差。Liu Qian[25]和Ayla[26]等研究發(fā)現(xiàn),貯藏時間的延長會使肌原纖維蛋白羰基含量增加,凝膠組織硬度、彈性、持水力均有所下降。其中添加WPH的豬肉糜解凍損失明顯降低而凝膠質(zhì)地明顯改善,這可能是WPH的添加使得肉糜中水分遷移發(fā)生變化,肽與水、蛋白質(zhì)、脂肪等的結(jié)合方式、結(jié)合力及自身結(jié)構(gòu)等同時也發(fā)生了變化。此外,WPH的加入,對肉糜凝膠致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有一定的保護(hù)作用,減緩了由反復(fù)凍融導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)的疏松甚至崩塌,保護(hù)了交聯(lián)基團如二硫鍵等的作用力。從而保存了更多的肉糜汁液改善了凝膠理化品質(zhì)。凍融循環(huán)中冰晶的反復(fù)形成會造成肌細(xì)胞破裂,促進(jìn)脂肪氧化,使制品TBARS值升高。同時蛋白氨基酸側(cè)鏈被肌肉中產(chǎn)生的自由基攻擊,使羰基化合物及其衍生物含量增加[1-3]。Jeong[27]和Cheng Weiwei[1]等研究表明,凍融循環(huán)會加速肉品色澤惡化和TBARS值的升高。Zhang Bin等[28]認(rèn)為,冷凍貯藏增加了肌原纖維蛋白對冷凍氧化的敏感性,使得蝦中的羰基含量顯著增加。同時,蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生揮發(fā)性氨、二甲胺和三甲胺的速度加快,促進(jìn)了蛋白質(zhì)氧化降解和脂質(zhì)氧化、甚至腐敗的發(fā)生。TVB-N是評估肉品腐敗變質(zhì)程度的重要指標(biāo),TVB-N值越高,肉品腐敗程度越高[20]。Shao Ying等[20]報道,反復(fù)凍融增加了大口鱸魚TVB-N值,肉質(zhì)有腐敗的趨勢。本實驗結(jié)果還表明,添加WPH,尤其是15%高劑量WPH,可以在肉糜凍融循環(huán)中顯著抑制TBARS值、羰基含量和TVB-N值的升高(P<0.05),其中多肽組效果明顯優(yōu)于NWP組,這可能是由于蛋白水解后,更多的抗氧化活性基團能夠暴露出來,使抗氧化能力增強。因此大量好氧性微生物的生命活動受到抑制,微生物的分解能力下降,使產(chǎn)品保持更高的新鮮度。Karolina等[29]研究發(fā)現(xiàn),在香腸制品中添加5%酸乳清,不僅可以提高產(chǎn)品營養(yǎng)價值,還能顯著提高香腸的風(fēng)味。Martina等[30]研究表明,乳清蛋白及其水解物可以明顯抑制脂肪過氧化,有效清除自由基,具有很強的金屬離子螯合能力。Mulcahy[31]和Li Dongmei[23]等研究也證實,WPH具有改變食品理化性質(zhì)、提高營養(yǎng)和肉品功能特性的作用,已被廣泛用于肉制品加工過程中,在抑制氧化、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮著重要的作用。
越來越多的研究證實,流變性能、凝膠質(zhì)構(gòu)以及拉曼光譜是表征豬肉糜功能特性和蛋白理化性質(zhì)變化的重要指標(biāo),對肉制品的加工具有重要的現(xiàn)實意義。本研究發(fā)現(xiàn),反復(fù)凍融循環(huán)后,豬肉糜的硬度、咀嚼性、彈性和內(nèi)聚性都隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加呈現(xiàn)明顯的劣變趨勢。這可能是豬肉糜經(jīng)反復(fù)凍融后已發(fā)生明顯酸敗,細(xì)胞間結(jié)合力減弱,組織結(jié)構(gòu)受到破壞[21],導(dǎo)致咀嚼性和硬度等性質(zhì)劣變;而且肌肉組織凍結(jié)會使肌原纖維蛋白變性,局部斷裂,肌原纖維蛋白鹽溶性隨之降低[32],彈性和內(nèi)聚性也被破壞。Ali等[33]研究表明,肉品質(zhì)與蛋白質(zhì)氧化程度密切相關(guān),多次凍融循環(huán)增加了雞胸肉脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化,氧化越嚴(yán)重,肉產(chǎn)品的凝膠質(zhì)構(gòu)會越差[34],與本實驗結(jié)果一致。在豬肉糜的熱動態(tài)流變性測定中,不同凍融循環(huán)時豬肉糜凝膠G’’整體趨勢大致相同,40~60 ℃之間形成一個最明顯的G’’最大峰值,這是因為溫度升高使得蛋白質(zhì)分子活躍,分子之間開始聚集,形成三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此造成了很大模量損耗[35]。凍融后期豬肉糜G’’值整體趨勢逐漸紊亂無序,各組差異顯著,這可能是由于多次凍融循環(huán)使豬肉糜結(jié)構(gòu)過度展開,蛋白聚集沉淀,活性功能基團被屏蔽,或是蛋白結(jié)構(gòu)過度展開,導(dǎo)致蛋白變性[36]。5 次凍融循環(huán)后,添加WPH組,雖然能夠抑制肌原纖維蛋白氧化變性(圖4),但豬肉糜的黏性卻下降明顯??梢?,WPH對反復(fù)凍融豬肉糜蛋白氧化抑制作用與黏性品質(zhì)沒有明顯相關(guān)性。酰胺I帶(1 655f5)cm-1處振動與蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)密切相關(guān),利用拉曼光譜可以有效反映肌原纖維蛋白的二級結(jié)構(gòu)[20]。包括主要集中在(1 655f5)cm-1處的高α-螺旋含量的酰胺I帶振動、1 665~1 680 cm-1處的高β-折疊含量的酰胺I帶振動,此外還有1 680 cm-1附近的β-轉(zhuǎn)角和1 660~1 665 cm-1處的無規(guī)卷曲[37]。本實驗中隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,蛋白質(zhì)的α-螺旋出現(xiàn)略微的降低趨勢,β-折疊、β-轉(zhuǎn)角及無規(guī)卷曲的含量均呈現(xiàn)不同程度的增加趨勢,說明凍融引起蛋白質(zhì)氧化嚴(yán)重,使C=O的電子云密度增加,氫鍵之間作用力減弱[38]。Cao Yungang等[39]也發(fā)現(xiàn),由于肌原纖維蛋白在貯存期間發(fā)生氧化變性,導(dǎo)致蛋白α-螺旋結(jié)構(gòu)破壞、疏水結(jié)構(gòu)域暴露,肌原纖維蛋白的網(wǎng)絡(luò)骨架也隨之改變。本研究發(fā)現(xiàn),WPH的添加在一定程度上改善了豬肉糜凝膠的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、抑制模量損耗的升高、增強豬肉的流變性能、提高蛋白質(zhì)α-螺旋的含量,在加溫區(qū)間使流變損耗降到最低。這一方面可能是WPH通過具有良好的抗氧化作用,保護(hù)了豬肉肌原纖維蛋白在反復(fù)凍融過程中的二級結(jié)構(gòu),對肌原纖維蛋白的降解起到一定的抑制作用,使其黏彈性和流變特性有所改善。另一方面,WPH加入后,與豬肉肌原纖維蛋白相互作用形成精細(xì)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),束縛住水分,改善了品質(zhì)。
WPH能夠通過抗氧化作用,在一定程度上抑制氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng),從而減緩蛋白氧化變性,抑制肉糜氧化速度。同時WPH與肉蛋白發(fā)生交互作用,形成保護(hù)層,維持肉體系均勻致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),“鎖住”水分,提高肌肉細(xì)胞間的結(jié)合力,保護(hù)蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)。添加15%WPH處理組的效果最佳,接近甚至優(yōu)于BHA處理組水平??梢奧PH在肉體系具有較好的抗氧化效果,在改善肉制品品質(zhì)方面有較好的應(yīng)用前景。