郭榮珍,梁茂文,劉純友*,楊 鋒,丘 靜
(1.廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院,廣西 柳州 545005;2.廣西柳州螺螄粉工程技術(shù)研究中心(廣西科技大學(xué)),廣西 柳州 545006)
水牛是廣西特色畜種資源,目前存欄量225萬頭,廣西是我國飼養(yǎng)水牛數(shù)量最多的省份之一。水牛肉是一種肉色鮮紅、高蛋白、低脂肪、低膽固醇和低熱量的優(yōu)質(zhì)肉類食品,是人們?nèi)忸愊M(fèi)的重要來源。生鮮肉類是中國消費(fèi)肉類的主要方式之一,約占肉與肉制品的80%。冷藏是水牛肉貯藏保鮮的重要方式,但在肌肉內(nèi)源酶的作用下,水牛肉貯藏過程中容易發(fā)生脂質(zhì)氧化反應(yīng)。脂質(zhì)氧化是導(dǎo)致貯藏期間水牛肉品質(zhì)劣變的重要因素之一,脂質(zhì)氧化不僅會(huì)導(dǎo)致人體所需的必需脂肪酸損失、肉色褪色、營養(yǎng)素價(jià)值降低,還會(huì)生成有害化合物。因此,添加抗氧化劑是抑制水牛肉脂質(zhì)氧化的重要方法,可以有效延長(zhǎng)水牛肉的貨架期。
根據(jù)來源,抗氧化劑可分為天然抗氧化劑和人工合成抗氧化劑兩大類。目前,市場(chǎng)上的合成抗氧化劑主要包括丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)和叔丁基對(duì)苯二酚(THBQ),被廣泛應(yīng)用于延長(zhǎng)肉與肉制品的貨架期。雖然合成抗氧化劑具有良好的抗氧化效果,但研究發(fā)現(xiàn)合成抗氧化劑會(huì)給人體帶來毒副作用,如BHA 不僅可以引起DNA的損失和突變,還能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。由于合成抗氧化劑容易給人體帶來安全性問題,所以天然抗氧化劑越來越受到廣大消費(fèi)者的青睞。
植物提取物是天然抗氧化劑重要來源之一,天然抗氧化劑中含有酚類化合物、單寧和黃酮類化合物,被廣泛應(yīng)用于維持肉與肉制品的氧化穩(wěn)定性。芒果是廣西的特色水果之一,芒果核是芒果加工中的廢棄物,但芒果核中含有多酚類和黃酮類化合物,呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性。但是,截止目前,國內(nèi)外關(guān)于芒果核提取物用于保持生鮮水牛肉品質(zhì)特性的文獻(xiàn)未見報(bào)道。因此,本研究以水牛肉為研究對(duì)象,將不同濃度的芒果核提取物噴涂于水牛肉表面,再將水牛肉置于4 ℃冷藏,測(cè)定冷藏過程中水牛肉的色澤、pH 值、硫代巴比妥酸值和揮發(fā)性鹽基氮等品質(zhì)指標(biāo),探討芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉品質(zhì)特性的影響,以期為生鮮水牛肉的貯藏保鮮提供參考。
1.1.1 材料
試驗(yàn)選取年齡在3歲左右、體格健壯的公水牛3 頭,動(dòng)物屠宰后,迅速選取背最長(zhǎng)肌并置于4 ℃冷藏冰盒中,四周放置冰塊,取樣完成后迅速運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室備用。臺(tái)農(nóng)芒果購自廣西柳州某超市。
1.1.2 試劑與藥品
無水乙醇,AR,成都科龍化學(xué)藥品試劑有限公司;乙二胺四乙酸和甲醇,AR,天津大茂化學(xué)試劑廠;三氯甲烷、三氯乙酸、鹽酸、2,4-二硝基苯肼、磷酸鈉、氯化鈉、石油醚,均為AR,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;尿素,AR,西隴科學(xué)股份有限公司;硫代巴比妥酸,BR,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.1.3 儀器和設(shè)備
WSC-S 色差計(jì),上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司;Ⅴ20000 可見分光光度計(jì),上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;BCD-569WPCⅩ冰箱,長(zhǎng)虹美菱股份有限公司;FSH-2A 可調(diào)高速均質(zhì)機(jī),常州新越儀器制造有限公司;DW-86W100J 冷凍干燥機(jī),青島海爾特種電器有限公司;AL104 電子分析天平,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;RE52-99旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;SHZ-Ⅲ循環(huán)水真空泵,上海亞榮生化儀器廠;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
1.2.1 芒果核提取物的制備
參照邢宇航等的方法,并稍做修改:先將芒果核取出曬干,再用高速萬能粉碎機(jī)將芒果核粉碎。準(zhǔn)確稱取10.00 g 芒果核粉末于回流裝置中,加入100 mL乙醇(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%),于溫度60 ℃中回流提取2 h,回收溶劑得芒果核濃縮液,再將濃縮液冷凍干燥得芒果核提取物粉末。
1.2.2 芒果核提取物自由基清除能力測(cè)定
1)DPPH自由基清除能力
參考Su等的方法并做適當(dāng)修改:先用無水乙醇配制成質(zhì)量濃度為0.04 mg/mL的DPPH溶液,再以無水乙醇為溶劑分別配制質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.3 mg/mL、0.4 mg/mL、0.5 mg/mL 芒果核提取物溶液,再取2.0 mL的DPPH溶液和2.0 mL的5 個(gè)濃度梯度的芒果核提取物溶液混合并劇烈振動(dòng),將混合物避光靜置30 min。用紫外-可見分光光度計(jì)在波長(zhǎng)517 nm 處檢測(cè)吸光度值,記為;以無水乙醇代替DPPH,按照上述方法測(cè)定吸光度值,記為;以蒸餾水作為空白對(duì)照組測(cè)定吸光度值,記為。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01% 的BHT作為陽性對(duì)照組,樣品對(duì)DPPH 自由基清除率按式(1)計(jì)算:
2)羥基自由基清除能力
參考Zhou 等的方法,并做適當(dāng)修改:分別吸取2.0 mL 5 個(gè)質(zhì)量濃度芒果核提取物樣液(0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.3 mg/mL、0.4 mg/mL、0.5 mg/mL),然后分別加入2.0 mL 的硫酸亞鐵溶液(9 mmol/L)、2.0 mL 的過氧化氫(8.8 mmol/L)和2.0 mL 的水楊酸(9 mmol/L)混勻,靜置10 min,于波長(zhǎng)510 nm 處測(cè)定樣品吸光度值;以蒸餾水替代水楊酸,按上述方法測(cè)得吸光度值;以蒸餾水替代樣液,按照上述方法測(cè)得吸光度值。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01% BHT 作為對(duì)照組,樣品對(duì)羥基自由基清除率按照式(2)計(jì)算:
1.2.3 樣品前處理
先準(zhǔn)確稱取0、0.10 g、0.50 g、1.00 g 凍干芒果核粉末,溶于100 mL 乙醇溶液中,分別配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.10%、0.50%、1.00%的芒果核提取物溶液;再稱取0.01 g BHT 于100 mL 乙醇溶液中,配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01% 的BHT 溶液。將水牛肉樣本隨機(jī)分成5 組,每組肉樣約200 g,分別噴涂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.10%、0.50%、1.00%的芒果核提取物溶液和0.01%的BHT 溶液,測(cè)定冷藏過程中各組水牛肉的色澤、pH 值、硫代巴比妥酸值和揮發(fā)性鹽基氮等品質(zhì)指標(biāo)。
1.2.4 色澤測(cè)定
參照楊宇華等方法并稍做修改:先用白板對(duì)色度儀進(jìn)行校正,然后先將肉樣切成1 cm×1 cm×1 cm的大小,再用WSC-S色差計(jì)對(duì)肉樣的亮度()值、紅度()值和黃度()值進(jìn)行測(cè)定。
1.2.5 pH值測(cè)定
參照Sun 等方法:稱取切碎的樣品5.00 g 于45.0 mL蒸餾水中,在8 000 r/min轉(zhuǎn)速下均質(zhì)3 min,樣品溶液過濾后,再用pH計(jì)對(duì)樣液的pH值進(jìn)行測(cè)定。
1.2.6 硫代巴比妥酸值測(cè)定
參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測(cè)定》(GB 5009.181—2016)對(duì)肉樣中的丙二醛含量進(jìn)行測(cè)定。
1.2.7 揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定
按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》(GB 5009.228—2016)對(duì)肉樣中的揮發(fā)性鹽基氮(TⅤB-N)的含量進(jìn)行測(cè)定。
1.2.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
每個(gè)試驗(yàn)獨(dú)立重復(fù)3次,采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素(one-way analysis of variance)、鄧肯氏(Duncan's)和皮爾遜(Pearson)分析,顯著水平設(shè)為0.05;運(yùn)用Origin 9.1對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行繪圖,試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
不同質(zhì)量濃度芒果核提取物對(duì)自由基清除能力的影響如圖1和圖2所示。
圖1 不同質(zhì)量濃度芒果核提取物對(duì)DPPH自由基清除能力的影響
圖2 不同質(zhì)量濃度芒果核提取物對(duì)羥基自由基清除能力的影響
由圖1可知,隨著芒果核提取物質(zhì)量濃度的提高,其對(duì)DPPH自由基的清除能力逐漸增強(qiáng)。當(dāng)芒果核提取物質(zhì)量濃度為0.10 mg/mL 時(shí),其清除DPPH 自由基的清除率僅為48.09%,但低于0.01%BHT對(duì)DPPH自由基的清除率(70.00%);隨著芒果核提取物質(zhì)量濃度的增加,其對(duì)DPPH自由基的清除率快速增加;當(dāng)芒果核提取物質(zhì)量濃度達(dá)到0.30 mg/mL 時(shí),其對(duì)DPPH 自由基的清除率達(dá)88.94%,顯著高于0.01%BHT對(duì)DPPH自由基的清除率(60%)(<0.05)。隨后隨著質(zhì)量濃度增加,其對(duì)DPPH自由基的清除率增加幅度減緩。當(dāng)芒果核提取物質(zhì)量濃度達(dá)到0.50 mg/mL時(shí),其對(duì)DPPH自由基的清除率達(dá)到92.42%,且不同質(zhì)量濃度芒果核提取物對(duì)DPPH自由基的清除率的影響存在顯著差異(<0.05)。
由圖2可知,芒果核提取物對(duì)羥基自由基的清除能力隨著其質(zhì)量濃度的增大而顯著增強(qiáng)(<0.05)。當(dāng)芒果核提取物質(zhì)量濃度為0.10 mg/mL 時(shí),其對(duì)羥基自由基的清除率僅為37.82%,顯著低于0.01%BHT 對(duì)羥基自由基的清除率(<0.05)。隨后隨著芒果核提取物質(zhì)量濃度逐漸增加,其對(duì)羥基自由基的清除率幾乎呈直線快速增加;當(dāng)芒果核提取物質(zhì)量濃度達(dá)0.50 mg/mL 時(shí),其對(duì)羥基自由基的清除能力最強(qiáng),其清除率高達(dá)92.47%。綜上,芒果核提取物質(zhì)量濃度在一定范圍內(nèi),隨著提取物質(zhì)量濃度不斷增加,其對(duì)DPPH和羥基自由基清除率不斷增強(qiáng),故其抗氧化效果越好。
色澤是評(píng)價(jià)肉類新鮮度的關(guān)鍵食用品質(zhì)指標(biāo)之一,它可以直觀地反映出肉類品質(zhì)的優(yōu)劣。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉色澤的影響如表1 所示。由表1 可知,隨著冷藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng),水牛肉的值在冷藏期間呈現(xiàn)先上升后下降的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),且隨著噴涂芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.10%、0.50%、1.00%)的不斷增加,冷藏過程中相同貯藏時(shí)間的水牛肉值、值下降幅度越小,值增加幅度呈降低趨勢(shì)(<0.05)。與空白對(duì)照組相比,3 個(gè)試驗(yàn)組中,噴涂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.00%芒果核提取物的試驗(yàn)組不僅可以提高水牛肉的值和值,還能有效降低值,其保鮮效果與0.01%BHT 相當(dāng),這是由于噴涂的芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,提取物中所含的酚類化合物和黃酮類化合物含量越高,故抑制水牛肉脂質(zhì)氧化(圖4)和蛋白質(zhì)降解(圖5)效果越好,提高水牛肉色澤的穩(wěn)定性。隨著貯藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng),水牛肉的值、值不斷降低,但值不斷升高,這可能是由于水牛肉中肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白以及血紅素不斷下降所致。
表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉色澤的影響
不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中pH的影響結(jié)果如圖3所示。由圖3中可知,隨著冷藏時(shí)間的不斷增加,水牛肉的pH 值呈現(xiàn)先下降后上升的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。冷藏0~3 d,所有處理組的水牛肉pH 值發(fā)生急劇下降,這可能由于貯藏期間因動(dòng)物宰后氧氣阻斷,促進(jìn)肌糖原降解為乳酸,而乳酸產(chǎn)生氫離子使pH 值下降,然后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),糖原完全降解,不再產(chǎn)生乳酸,蛋白質(zhì)在蛋白酶和微生物的作用下發(fā)生降解,產(chǎn)生胺類或氨類等堿性物質(zhì),故冷藏期間水牛肉的pH 值上升。若pH 值上升過快,則易給肉的色澤帶來不良影響,當(dāng)pH達(dá)到6.9時(shí),肉色澤變深,容易產(chǎn)生黑切牛肉(DFD)劣質(zhì)肉??瞻讓?duì)照組的pH 值增長(zhǎng)最快,從冷藏第3 d到第12 d,pH值由5.39增加到6.51;0.01%BHT組的pH值從5.38增加到5.81;不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物(0.10%、0.50%和1.00%)試驗(yàn)組的pH 值從5.39、5.48 和5.50 增加到6.18、5.89和5.90。與空白對(duì)照組相比,噴涂芒果核提取物的水牛肉的pH 值增加被明顯抑制,其抑制效果大小順序分別為:1.00%芒果核提取物>0.50%芒果核提取物>0.01% BHT>0.10%芒果核提取物。這可能是由于芒果核中多酚、黃酮等化合物含有酚羥基,故呈酸性,且芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,那么芒果核提取物酸性則越強(qiáng),故水牛肉的pH 值隨噴涂芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高呈下降趨勢(shì)。Cui 等探討了百花葉乙醇提取物對(duì)冷藏過程中豬肉品質(zhì)特性的影響,研究發(fā)現(xiàn),隨著百花葉乙醇提取物濃度的增加,冷藏過程中豬肉的pH 值增加呈下降趨勢(shì)。但是,冷藏過程中水牛肉與豬肉pH 變化呈現(xiàn)出一定差異,可能是由于芒果核提取物與百花葉中抗氧化物質(zhì)的種類及含量密切相關(guān)。綜上,噴涂芒果核提取物可以降低冷藏過程中水牛肉的pH 值,且芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,則對(duì)水牛肉pH值升高抑制效果越明顯。
圖3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中pH的影響
硫代巴比妥酸值(TBARS)是用于評(píng)價(jià)肉制品脂質(zhì)氧化程度的重要指標(biāo)。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中TBARS 值的影響如圖4所示。由圖4可知,水牛肉的TBARS值隨著冷藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)呈不斷增加趨勢(shì),但隨著芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加,貯藏期間水牛肉的TBARS值呈不斷降低趨勢(shì)。當(dāng)冷藏第0 d時(shí),空白對(duì)照組的TBARS 值為0.24 mg/kg;當(dāng)冷藏第6 d,空白對(duì)照組的TBARS 值達(dá)1.25 mg/kg,超出TBARS 限定值(TBARS 值<1.0 mg/kg),失去食用價(jià)值。但是,當(dāng)?shù)? d 時(shí),噴涂0.01% BHT 組、0.50%和1.00%芒果核提取物試驗(yàn)組的TBARS 分別為0.60 mg/kg、0.81 mg/kg 和0.64 mg/kg,均在TBARS 限定值范圍內(nèi)。當(dāng)貯藏第9 d 時(shí),噴涂0.01%BHT 組、0.50%和1.00%芒果核提取物試驗(yàn)組 的TBARS 分別為1.37 mg/kg、1.45 mg/kg 和1.13 mg/kg,超出TBARS限定值范圍。噴涂1.00%芒果核提取物試驗(yàn)組的貨架期達(dá)8 d,與空白對(duì)照組相比,貨架期延長(zhǎng)了2 d。因此,芒果核提取物可以有效抑制冷藏過程中水牛肉脂質(zhì)氧化,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,對(duì)水牛肉脂質(zhì)氧化抑制效果越好。
圖4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中TBARS值的影響
揮發(fā)性鹽基氮(TⅤB-N)是評(píng)價(jià)肉類新鮮度的重要指標(biāo)之一,且TⅤB-N 值越大,則表示肉類越不新鮮。根據(jù)相關(guān)規(guī)定:新鮮水牛肉的TⅤB-N 值不超過20 mg/100g。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中TⅤB-N 的含量結(jié)果如圖5 所示。由圖5可知,水牛肉的TⅤB-N值隨著冷藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng)顯著增加,但TⅤB-N 值隨著噴涂芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加而顯著降低。當(dāng)冷藏第0 d 時(shí),空白對(duì)照組的TⅤB-N 值為6.0 mg/100g;隨后隨著冷藏時(shí)間的不斷延長(zhǎng),空白對(duì)照組的TⅤBN 值急劇上升,當(dāng)冷藏第6 d 時(shí),空白對(duì)照組的TⅤB-N 值達(dá)23.80 mg/100g,超出TⅤB-N 值限定值。當(dāng)冷藏第9 d 時(shí),噴涂0.01%BHT 組、0.50%和1.00%芒果核提取物試驗(yàn)組的TⅤB-N 值分別為14.25 mg/100g、17.92 mg/100g 和15.82 mg/100g,均在限定范圍內(nèi);隨后各試驗(yàn)組的TⅤB-N值不斷升高。當(dāng)冷藏第12 d時(shí),噴涂0.01%BHT 組、0.50%和1.00%芒果核提取物試驗(yàn)組的TⅤB-N 值分別為20.90 mg/100g、23.50 mg/100g 和20.50 mg/100g,超出TⅤB-N 值限定值。綜上,噴涂芒果核提取物可以有效降低冷藏過程中水牛肉的TⅤB-N 值,顯著抑制冷藏過程中水牛肉蛋白質(zhì)的氧化降解,且芒果核提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高,抑制蛋白質(zhì)的氧化降解效果越好。
圖5 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)水牛肉冷藏過程中揮發(fā)性鹽基氮的影響
不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析如表2 所示,采用SPSS 軟件對(duì)冷藏過程中水牛肉各品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性(Pearson)進(jìn)行分析,其結(jié)果如表3所示。
表2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉各品質(zhì)指標(biāo)的影響
由表3 可知,冷藏過程中水牛肉值與值呈顯著負(fù)相關(guān)(=-0.442,<0.05),值與值呈極顯著正相關(guān)(=0.662,<0.01);值與值呈極顯著負(fù)相關(guān)(=-0.886,<0.01);值與pH值呈顯著負(fù)相關(guān)(=-0.398,<0.05);pH 值與TBARS、TⅤB-N之間相關(guān)性不顯著;TBARS和TⅤB-N之間呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)(=0.901,<0.01)。TBARS值表示脂質(zhì)氧化程度,TⅤB-N值表示肉類新鮮程度,說明肉類新鮮度與脂質(zhì)氧化有極顯著相關(guān)性,即水牛肉脂質(zhì)氧化越嚴(yán)重,水牛肉越不新鮮。
表3 芒果核提取物對(duì)冷藏過程中水牛肉品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析
芒果核提取物對(duì)DPPH自由基和羥基自由基具有較強(qiáng)的清除能力。冷藏過程中水牛肉脂質(zhì)氧化和蛋白降解增加,噴涂芒果核提取物可以增加水牛肉的值、值,降低水牛肉的pH 值、TBARS 值和TⅤB-N 值。芒果核提取物3 個(gè)處理質(zhì)量濃度中,1.00%芒果核提取物可以提高冷藏過程中水牛肉肉色的穩(wěn)定性,顯著抑制水牛肉脂質(zhì)氧化與蛋白質(zhì)降解,且1.00%芒果核提取物抑制水牛肉氧化效果與0.01%BHT接近。因此,芒果核提取物具有合成抗氧化劑的抗氧化作用,可用于水牛肉的冷藏保鮮,延長(zhǎng)冷藏過程中水牛肉的貨架期。