牦牛肉是富含蛋白质、氨基酸、矿物质且脂肪含量较低的天然绿色食品。肉糜作为牛肉的初级加工产品,既要保证鲜肉的口感,又要确保容易消化吸收,所以肉糜在冷藏过程中的质量安全问题十分重要。

在肉糜之中加入抗氧化剂是有效防止其腐败变质的主要手段之一。加入的抗氧化剂主要有合成抗氧化剂和天然抗氧化剂两种,有研究显示,长期食用人工合成的抗氧化剂可能会有致癌、致畸的风险[1]。随着人们对食品健康意识的不断增强,天然抗氧化剂越来越受到人们的青睐,正在不断取代人工合成的抗氧化剂。研究表明,植物多酚作为天然抗氧化剂,具较强的抗氧化性,被广泛应用于肉和肉制品中[2]。MARTINI等[3]研究发现,添加亚麻籽和天然提取物饲养的猪,其肉的氧化稳定性与无添加物饲养的猪肉相比,脂质氢过氧化物含量和硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值分别减少16%和35%。FAN等[4]发现,添加茶多酚可以有效抑制香肠的整个储藏期的脂肪氧化,相反,添加高浓度的茶多酚会破坏香肠的质构,还会提高其蒸煮损失[5]。低质量浓度的茶多酚(1.6 mg/L)不仅不会破坏血红蛋白结构,还可以作为抗氧化剂有效地抑制血红素铁氧化并保持肉色[6],并且所添加量符合国家规定标准。目前关于植物多酚的研究一直为领域热门话题,但有关植物多酚对牦牛肉冷藏过程中品质影响的研究报道却较少,因此有必要开展相关研究。

为研究葡萄多酚、姜黄素、茶多酚、儿茶素4种植物多酚对冷藏过程中牦牛肉糜的品质特征影响,选取最适合的抗氧化剂,本试验以牦牛肉背最长肌为试验对象,将不同种类的植物多酚加入到牦牛肉糜中,在4 ℃下冷藏1、3、5、7、9 d,通过测定pH值、色泽、肉色稳定性、保水性、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)、质构特性、流变特性等指标,来探究植物多酚类物质对牦牛肉糜在冷藏过程中的品质影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

宰后的牦牛后腿肉,成都当地肉品市场;葡萄多酚,健康养生植物萃取公司;姜黄素,圣青生物公司;儿茶素,浙江一诺生物科技公司;茶多酚,尚宏生物科技公司。

1.2 仪器与设备

pH-STAR便携式pH测定仪,德国MATTHAUS公司;CR-400色差仪,日本Konica Minolta公司;TA.XT.Plus型质构分析仪,英国Stable Micro System公司;流变仪、Revco ULT-1786-6V超低温冰箱,美国赛默飞科技公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料肉预处理

取屠宰24 h内保存良好的牦牛肉背最长肌,剔除牛肉表面的脂肪和结缔组织,切成大小适当的小肉条,再用绞肉机搅碎成肉糜,分成5等分。

1.3.2 肉样制作

牦牛肉剔除筋膜后用绞肉机搅碎制备成肉糜,绞肉时加入牛肉质量10%的水,5等分后分别加入0.2 g/kg姜黄素、茶多酚、儿茶素、葡萄多酚,搅拌均匀后装入自封袋,于4 ℃冷藏保存。

1.4 指标测定方法

1.4.1 pH值

参考文献[7]的方法,将探针插入冷藏肉样中,使针头完全没入肉样内部,待pH计上的数值稳定后进行记录,每个肉样重复测定3次,计算平均值。

1.4.2 蒸煮损失

参考文献[8]的方法。取生肉糜肉样称重,质量为m1。再将肉糜放在自封袋中水浴加热,蒸煮结束后,冷却至室温后取出,并将肉块表面的水分擦干后,称其质量为m2。蒸煮损失率按公式(1)计算:

蒸煮损失率

(1)

1.4.3 色度值

采用王文雅[9]方法,将肉样表面的水分擦干,选择3个不同的位置作为测量点,使用全自动色差计,测定肉样表面的亮度值L*、红度值a*、黄度值b*,3次测量的数值取平均值。

1.4.4 肉色稳定性

参考KRZYWICKI[10]方法,并略作修改。肉样加入10 mL磷酸缓冲液,匀浆后冷藏1 h后离心,用滤纸过滤离心分层的上清液,并用上述磷酸缓冲液定容,分别在525、545、565、572 nm处测定吸光度,每组3个平行。总肌红蛋白(total myoglobin,TMb)、氧合肌红蛋白(oxymyoglobin,OMb)、高铁肌红蛋白(metmyoglobin,MMb)计算如公式(2)所示:按公式(2)计算:

TMb/(mg/g)=-0.166A572+0.086A565+0.088A545+0.099A525

OMb/%=(0.882R1-1.267R2+0.809R3-0.341)×100

MMb/%=(-2.514R1+0.777R2+0.800R3+1.098)×100

(2)

式中:R1、R2、R3分别是吸光率比值A572/A525、A565/A525、A545/A525。

1.4.5 TBARS值的测定

参照JONGBERG等[11]方法略作修改。肉糜在冰浴条件下磨碎,加入三氯乙酸溶液并匀浆,随后过滤匀浆液,向滤液中加入1 mL的0.02 mol/L TBA溶液并混合均匀。放入沸水浴中加热,冷却后离心,在上清液中加入1 mL三氯甲烷,在532 nm和600 nm处测量吸光度。TBARS值的计算如公式(3)所示:

TBARS/mg/kg=4.65×(A532-A600)

(3)

1.4.6 羰基含量

测定羰基含量前,需先提取肌原纤维蛋白。称取肉样,加4倍体积标准盐溶液均质,4 ℃条件下离心,弃上清液,重复上述步骤3次。将所得沉淀用0.1 mol/L NaCl溶液溶解,过滤后离心弃上清液,收集沉淀即为肌原纤维蛋白。

羰基含量用25 mmol/L磷酸钠缓冲液将肌原纤维蛋白溶液稀释至2 mg/mL。取1 mL蛋白溶液加入1 mL DNPH溶液,混匀后室温下避光反应1 h,再加入4 mL体积分数20%的三氯乙酸混匀后离心,用1 mL乙醇-乙酸乙酯溶液洗涤沉淀后,再加入6.0 mL 6.0 mol/L盐酸胍溶液,37 ℃水浴30 min后在370 nm处测定吸光度。其计算如公式(4)所示:

总羰基含量

(4)

式中:A,总羰基质量摩尔浓度,nmol/mg;A370,370 nm处吸光度;N,稀释倍数;ε,摩尔吸光系数, 22 000 mol/(L·cm);ρ,蛋白质质量浓度,mg/mL。

1.4.7 质构特性

参考XIA等[12]方法并稍作修改。测定参数为:探头直径0.50 cm;压缩百分比50%;测速5 mm/s;最小承载力50 N。最后通过仪器测试过程中得到的力量感应曲线,计算出样品的硬度、弹性、凝聚性、黏性和咀嚼性5个指标。

1.4.8 流变特性

参照WESTPHALEN等[13]的方法并作适当修改,测定生肉糜的流变特性,采用40 mm的夹具测试。测定参数为:狭缝gap 0.5 mm,频率1 Hz,应变0.002 5%,样品以2 ℃/min的速度从25 ℃升温至85 ℃,在85 ℃保持1 min,记录肉糜的储存模量(G′)随着温度升高的变化情况。

1.5 数据处理

数据用平均值±标准差表示,各组试验重复测定3次,取平均值;数据处理采用WPS Office;方差分析采用SPSS 19.0软件;绘图工具为Origin 8.5软件。

2 结果与分析

2.1 不同种类植物多酚对冷藏牦牛肉糜pH值的影响

pH值与评定肌肉的色泽、嫩度、保水性、风味以及货架期等特性有密切关系[14]。如图1可知,各组牦牛肉糜在第3 天后pH值降低显著(P<0.05)。新鲜的牦牛肉的pH值大致在7.0左右,在冷藏过程中,牛肉逐渐酸败,pH值逐渐变小,保水性下降。这与刘佳东等[15]的研究一致,研究表明,pH值会产生这种趋势是由于宰后的肌肉中氧气逐渐供应不足,糖原进行无氧氧化产生了乳酸,乳酸逐渐堆积就会造成pH值的降低。如图1所示,加入各种植物多酚并没有对牦牛肉糜的pH值产生特别明显的影响。5组试验组之间的趋势都大致相同。

2.2 不同植物多酚对牦牛肉糜蒸煮损失的影响

蒸煮损失反应了肌肉的保水性,蒸煮损失越大,说明肉样的保水性越差。由图2可知,5组试验在前3 d降低显著(P<0.05),但空白、茶多酚、儿茶素3组7～9 d升高显著(P<0.05)。

第1天的蒸煮损失最大,可能是因为新鲜的牛肉中,水分含量高,在煮熟的过程中,失水最多。而在后期的冷藏过程中,肉糜会逐渐渗出血水,此时肉糜中的水分已有一部分损失,再进行称重后煮熟,蒸煮损失随之变小。姜黄素和葡萄多酚的添加一定程度上减少肉糜的蒸煮损失,降低脂肪取代造成的汁液损失。其中,葡萄多酚组效果更好,但绿茶提取物的添加似乎促进了蒸煮过程中的汁液流失。JONGBERG等[16]研究发现,添加绿茶提取物后猪肉乳化体系的蒸煮损失显著升高,原因是高浓度提取物中的酚类物质与肉蛋白中的巯基形成了共价结合的巯-醌加合产物,破坏了肉蛋白之间二硫键的形成,进而破坏了肉蛋白的凝胶性能,降低了肉的持水性,从而造成蒸煮损失的增加。

2.3 不同植物多酚对牦牛肉糜色度的影响

肉和肉制品的颜色是消费者对肉品质评价的主要依据之一。由图3-a所示,5组试验L*值都在第9天时显著增大(P<0.05)。植物多酚的添加显著降低了肉糜的L*值,可能是因为植物多酚的添加降低了肉糜在表面渗出率,光的反射程度减弱,L*值下降[17],其中姜黄素的添加效果最好。

由图3-b可知,在相同的冷藏条件下,茶多酚组同空白组的a*值最相近;姜黄素组、儿茶素组a*值总体显著高于空白组(P<0.05),葡萄多酚组在第3天、第9天时显著高于空白组(P<0.05)。随着时间延长,空白组的a*值显著下降,植物多酚添加组的a*值高于空白组,说明植物多酚的添加可减缓肉糜的蛋白氧化,从而稳定肉糜的颜色[18]。

由图3-c可知,5组试验组b*值差别不大,说明植物多酚的添加对肉糜b*值影响不显著。

2.4 不同植物多酚对牦牛肉糜肉色稳定性影响

由图4-a所示,各组试验中肉糜的TMb含量随着时间的延长逐渐降低,与空白组相比,葡萄多酚和儿茶素组降低显著(P<0.05),其中葡萄多酚组降低量最多,为0.074;添加茶多酚的试验组TMb值下降量最少,为0.008。不同组别TMb值下降量有所差异,这可能与各组的保水性不同有关,由于肌红蛋白是水溶性蛋白,主要存在于肌浆中,因此TMb的损失与肌肉的保水性有关[19]。

如图4-b所示,不同组分的牦牛肉糜Omb含量随着时间延长逐渐下降。葡萄多酚组与茶多酚组降低显著(P<0.05)。由张蒙蒙等[20]的研究可知,随着贮藏时间的延长,由于脂肪氧化的次级代谢产物,导致OMb的血红素基团暴露,易氧化,产生的自由基加剧了MMb堆积,因此OMb值降低。

研究表明,MMb的积累速率取决于OMb和MMb的还原速率,MMb积累越少,肌肉的色泽越稳定[21]。由图4-c可知,随着贮藏时间的延长,各组分中MMb值不断上升,空白组上升量最大,为45.02,葡萄多酚组次之。由于时间延长OMb的血红素基团暴露易氧化,产生的自由基进一步加剧了MMb的堆积,所以MMb的相对含量升高,MMb的积累,导致肉色逐渐变为褐色。综上所述,宰杀后的动物肉,随着时间的延长,肌红蛋白逐渐氧化,MMb的积累是肉色变暗的原因所在。MMb值越高,肉的腐败变质程度越大。综合比较这4种植物多酚的添加对牦牛肉糜肉色稳定性的影响,姜黄素组的肉糜氧化程度最低。

2.5 不同植物多酚对牦牛肉糜TBARS值的影响

TBARS广泛应用于对肉和肉制品的脂肪氧化程度的评估中,是反应脂肪氧化程度的重要参数。由图5可知,各个试验组中TBARS值随着贮藏时间的延长不断增大。空白组和儿茶素组TBARS值增加最大,说明其氧化程度最高。空白组、茶多酚组、儿茶素组和葡萄多酚组中第3天、第7天时数值增加显著(P<0.05);姜黄素组数值在第3天、第9天时增加显著(P<0.05)。

TBARS值随着贮藏时间的延长不断增加是由于脂肪氧化和微生物作用。由此可见,添加植物多酚可以在一定程度上缓解肉和肉制品的脂肪氧化,其中茶多酚和葡萄多酚的抗氧化性能比较好。

2.6 不同植物多酚对牦牛肉糜蛋白氧化的影响

蛋白质被氧化的过程中会产生羰基,因此可通过羰基含量来评判蛋白质的氧化程度[22]。如图6所示,随着贮藏时间的延长,各组羰基含量增加,说明肌原纤维蛋白氧化程度逐渐增加。

在第7天时,与空白组相比植物多酚组总羰基含量显著降低(P<0.05),说明4种多酚均具有一定的抗氧化功能,能有效阻止蛋白质的羰基链式反应,去除羟自由基,阻碍羰基的形成。综上所述,添加不同植物多酚可降低冷藏过程中牦牛肉肌原纤维蛋白总羰基含量,这可能是因为植物多酚可能提高了其与蛋白交联程度,保护蛋白质不被自由基攻击,因而羰基含量降低[23]。

2.7 不同植物多酚对牦牛肉糜质构特性的影响

质构分析是测试探头进行2次压缩,全面模拟人的口腔咀嚼食品的一种测试方法。质构特性是研究肉和肉制品的重要参考指标之一,主要包括了硬度、弹性、凝聚性、黏性和咀嚼性。由表1可知,随着时间的增加,空白组的硬度、弹性下降,说明贮藏过程中氧化导致蛋白质的变性或裂解,使蛋白之间的交联作用变差,凝胶网络结构被消解,使肉糜的硬度、弹性和咀嚼度等质构特性下降[2]。

植物多酚组的硬度、弹性和凝聚性与空白组相比,差异均不明显(P>0.05);儿茶素组的黏性和咀嚼性都略低,差异显著(P<0.05);其他加入植物多酚组的黏性和咀嚼性都略高于空白组,差异显著(P<0.05)。综上所述,添加了植物多酚后的牦牛肉糜在硬度、弹性、凝聚性、黏性和咀嚼性方面都与空白对照组略有差异,说明植物多酚处理组能抑制贮藏过程中蛋白的氧化肌止蛋白变性,有利于蛋白网络结构的形成,从而增加肉糜的硬度弹性和咀嚼度[2]。

2.8 不同植物多酚对牦牛肉糜流变特性的影响

在动态流变测定过程中,G′值表征肉糜体系凝胶结构的变化,G′值越高,表明肉糜体系中蛋白质互相作用力越强,凝胶结构越好。如图7-a～图7-e可知,第1天时姜黄素组的肉糜G’值最高,保水性最好;随贮藏时间延长,G’开始下降,添加植物多酚组的G’值高于空白组,说明添加植物多酚可以提高牦牛肉糜的黏弹性。随着温度的升高,各处理组的G′值的趋势表现出先降低后升高的变化曲线。添加了姜黄素、茶多酚和儿茶素的试验组G′值在贮藏时间里普遍比空白组大,葡萄多酚组的G′值与空白组差别不大。

肉糜升温加热的过程实质上是肌肉纤维蛋白受热胶凝,伴随着肌肉蛋白的解链、变性和凝集,是一个不稳定动态流变过程[24]。各个试验组在25～60 ℃时,随着温度的升高G′值降低,可能是因为在持续升温过程中,肌肉蛋白结构发生溶解,破坏了蛋白凝胶结构,所以导致G′值降低[25]。在60～85 ℃中,G′值随着温度升高而上升,温度达到80 ℃后升高趋势减缓,原因可能是肉糜中的蛋白由胶状开始凝聚,转变成为弹性凝胶[26]。

3 结论

植物多酚的添加对肉糜pH值的变化没有特别明显影响;在肉色稳定性方面,添加植物多酚组与空白组对比发现,植物多酚的添加减缓了牦牛肉糜变色的程度,起到一定的抗氧化作用,其中姜黄素、茶多酚组的MMb值增加量最少,表明其抗氧化效果好。在羰基的测定中,植物多酚组蛋白质中羰基含量均有所降低。在质构的测定中,葡萄多酚的添加对牦牛肉糜的硬度、弹性、凝聚性、黏度和咀嚼性有积极影响,葡萄多酚的影响效果最好,姜黄素次之。通过对各个处理组G′值的观察发现,姜黄素、茶多酚和儿茶素的添加可以提高牦牛肉糜的G′值,表明其处理组的牦牛肉糜凝胶结构比未添加植物多酚组好。

综上所述,植物多酚的添加可以减缓牦牛肉糜在贮藏期间的氧化程度,降低肉糜的汁液损失,缓解肉色的褐变,延缓肉制品品质的下降。由于绿茶提取物的添加有导致肉失水的风险,所以姜黄素和葡萄多酚这两种植物多酚在添加抗氧化剂的选择中更有优势。但是葡萄多酚的成本相较姜黄素要高,因此在经济效益上姜黄素更适合成为牦牛肉糜的抗氧化剂。

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Effects of plant polyphenols on quality characteristics of yak meat during cold storage

ZHANG Nigeng1, ZHU Leting1, LI Junxi1, ZHANG Xiangxi1, WANG Xinying1, MA Xiaoping1, LAN Daoliang2, WANG Linlin1*

1(College of Food Science and Technology, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China)2(College of Animal &Veterinary Sciences, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China)

ABSTRACT In order to study the effect of different plant polyphenols on the quality characteristics of minced yak meat during cold storage, the antioxidant effects of plant polyphenols were investigated.In this experiment, yak minced meat treated with four plant polyphenols (tea polyphenols, catechins, grape polyphenols, and curcumin) was used to investigate the antioxidant effects of the plant polyphenols by determining the pH, color, stability of meat color, thiobarbituric acid reactive substances, textural properties, and rheological properties of yak minced meat refrigerated at 4 ℃ for 1, 3, 5, 7, and 9 d.The results showed that the antioxidant effects of the plant polyphenols were not only limited to the yak meat minced meat but also to the yak meat minced meat treated with four plant polyphenols.The results showed that the addition of plant polyphenols had no significant effect on the pH of minced yak meat;the addition of catechins resulted in the best color of yak minced meat;The addition of plant polyphenols decreased the values of total myoglobin content, oxygenated myoglobin content, and inhibited the production of metmyoglobin during the storage period of yak mince;The addition of curcumin, tea polyphenols, and grape polyphenols slowed down the oxidation of yak mince;The addition of plant polyphenols positively affected the hardness, elasticity, cohesion, adhesion, and chewiness of yak mince;And the addition of curcumin, tea polyphenols, and catechins had the greatest effect on the G′ of yak mince.In conclusion, the addition of plant polyphenols reduced oxidative deterioration of minced yak meat during cold storage and curcumin had the best effect.

Key words yak meat;plant polyphenols;quality characteristics

第一作者：本科生(王琳琳讲师为通信作者,E-mail:jiayouwl123@163.com)

基金项目：西南民族大学大学生创新创业训练计划项目(S202310656073);国家自然科学基金青年基金项目(32001726);国家重点研发计划项目(2021YFD1600205)

收稿日期：2023-11-20,改回日期:2024-01-22

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038011

引用格式：张尼庚,朱乐婷,李俊熙,等.不同植物多酚对牦牛肉冷藏过程品质特性的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(21):232-239.ZHANG Nigeng, ZHU Leting, LI Junxi, et al.Effects of plant polyphenols on quality characteristics of yak meat during cold storage[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(21):232-239.