酒对红烧肉蛋白质氧化和体外消化特性的影响

红烧肉是一道家喻户晓的大众菜肴,各个地区都有符合本地特色的红烧肉。其以猪五花肉为制作主料,烹饪时多选择砂锅,小火炖煮而成。因制作成品瘦而不柴、肥肉不腻、色泽红亮、入口即化,深受人们喜爱。当前对于红烧肉的研究多集中于食用品质以及制作过程中脂肪和脂肪酸的变化。史笑娜等[1]以苏氏红烧肉做法为例,探究了红烧肉制作过程中关键节点的营养品质和食用品质的变化规律。顾伟钢等[2]研究了红烧肉制作过程中原料、焯水、炖煮1 h、炖煮2 h这4个节点的脂肪氧化和脂肪酸变化规律,发现红烧肉制作过程中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值升高,过氧化值先增加后降低,硫代巴比妥酸值逐渐增加。

一般为达到去腥、增香、提升口感的目的,在红烧肉制作过程中会添加酒,酒是红烧肉制作过程中的重要辅料。因地区不同,制作过程添加的酒也不同,以啤酒、黄酒最为常见,川蜀部分地区则用醪糟代替酒,制作特色醪糟红烧肉。酒在红烧肉制作中的应用已有上千年历史,清代《调鼎集》中记载,一斤猪肉要加木瓜酒四两(福珍亦可)[3]。朱文政等[4]探究了黄酒、啤酒、木瓜酒、混合酒对红烧肉食用品质和水分迁移的影响,得出黄酒使红烧肉食用品质提升较高,啤酒使红烧肉中水与底物结合更加紧密,能减少水分的流失。王瑞花[5]通过色泽、香气、滋味、质地4个方面评价了黄酒对红烧肉感官品质的综合影响,得出添加4%黄酒组产生了新的挥发性风味物质,香气得分最高。

当前关于酒对红烧肉作用的研究主要集中在食用品质与风味上,而酒对红烧肉营养品质影响的研究却很少。肉制品中的蛋白质是人体获得氨基酸的重要途径,红烧肉的制作要经过长时间的热加工,会导致蛋白质氧化变性,使其食用品质和营养品质下降。本文主要探究了酒的添加对于红烧肉食用品质、蛋白质氧化和体外消化特性的影响,以期为红烧肉品质的提升提供依据,为酒在烹饪中的科学应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪五花肉、葱、姜均购于扬州永辉超市;博士红葡萄酒(酒精度≥12.5%vol),宁夏沙泉葡萄酿酒有限公司;古越龙山绍兴花雕黄酒(酒精度≥16.0%vol),浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司;黄冰糖,广西怡神糖业有限公司;青岛啤酒(酒精度≥4.3%vol),青岛啤酒股份有限公司;白糖,中粮福临门食品营销有限公司;精选老抽、精选生抽,李锦记食品有限公司。

胃蛋白酶、胰蛋白酶,生工生物工程股份有限公司;BCA总蛋白定量试剂盒,南京建成生物工程研究所;氢氧化钠、盐酸、无水乙醇、乙酸乙酯、三氯乙酸、氯化钠、2,4-二硝基苯肼、盐酸胍、2-硝基苯甲酸、溴酚蓝均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

FA2204B电子天平,上海天美天平仪器有限公司;卤素水分测定仪,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;H2050R高速离心机,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;3nH电脑色差仪,深圳市三恩时科技医学科技有限公司;EnSight多功能酶标仪,珀金埃尔默仪器有限公司;C-LM3B肌肉嫩度仪,天翔飞域仪器设备有限公司;光合SHZ-82型气浴恒温振荡器,上海平轩科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

五花肉洗净,冷水下锅,水开焯1 min,焯水后捞出放凉切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm见方,称取五花肉250 g,砂锅置于火上,20 g葱、20 g姜放于锅底,五花肉皮面向下放入锅中,加入10 g黄冰糖、13 g白糖、7 g生抽、6 g老抽、250 g开水、酒(对照组不加酒;黄酒组加黄酒90 g;啤酒组加啤酒120 g;红酒组加红酒75 g;混合酒组加啤酒70 g和黄酒50 g),大火烧开后转小火炖煮75 min,最后大火收汁6 min。

1.3.2 基本理化指标测定

清除肉表面汤汁和杂质,色差仪经白板校正后,分别在皮、肥肉层、瘦肉层光滑平整的位置测量,测定时将色差仪镜头垂直置于肉面上,每个样品测量3次取平均值。

将红烧肉瘦肉层切成2 cm×1 cm×1 cm的长条状,放于载样台上,使用嫩度仪进行剪切,记录剪切力值。

1.3.2.3 水分含量

仪器加热程序设置105 ℃,开机预热后,取3 g左右试样放于仪器托盘内,开始检测,直至仪器自动停止加热,显示水分含量。

1.3.3 体外模拟消化实验

参考张泽等[6]的方法并稍作改动,将添加不同酒的红烧肉瘦肉层去除汤汁和杂质后绞碎,称取2.0 g绞碎的样品,加入8 mL纯水,匀浆4次,每次间隔30 s。匀浆后的混合液用1 mol/L HCl溶液调节pH值至2.0±0.1,每份样品加入2.0 mL胃蛋白酶溶液,胃蛋白酶质量浓度为0.096 g/mL,混合液在37 ℃恒温摇床反应2 h。反应结束后,用1 mol/L NaOH溶液将酶解液的pH值调至8.0±0.1终止胃蛋白酶反应,形成胃蛋白酶酶解液。在酶解液中加入2.0 mL胰蛋白酶溶液,胰蛋白酶质量浓度为0.024 g/mL,37 ℃恒温摇床反应2 h,反应结束后,沸水浴5 min终止反应,形成胃蛋白酶和胰蛋白酶两步酶解液。取消化后混合液,加入24 mL无水乙醇,4 ℃静置12 h后离心(10 000 r/min、4 ℃、30 min),弃去上清液,沉淀在55 ℃烘干至恒重。采用BCA试剂盒测定消化前后红烧肉中蛋白质含量。消化率计算如公式(1)所示:

式中:m0,消化前样品中蛋白质质量,g;m1,消化后样品中蛋白质质量,g。

1.3.4 多肽含量测定

取消化液各2.5 mL,按体积比1∶1加300 g/L的三氯乙酸溶液,静置5 min,离心(4 000×g、4 ℃、15 min)。取上清液,用50 g/L的三氯乙酸溶液将上清液定容至50 mL。取1 mL定容后的溶液,加入4 mL双缩脲试剂,混匀后避光反应10 min,离心(2 000 r/min、4 ℃、15 min),离心后取上清液,用酶标仪在540 nm处测吸光度。

1.3.5 肌原纤维蛋白的提取

参考何琪等[7]的方法并稍作改动,将添加不同酒的红烧肉瘦肉层去除汤汁和杂质后绞碎,称取6.0 g绞碎的样品,加入20 mL 20 mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0,100 mmol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2、1 mmol/L EDTA-2 Na),摇匀,离心,离心后保留沉淀,以上重复4次,直至洗出的溶液清澈。沉淀用0.1 mol/L NaCl溶解,4层纱布过滤,过滤后离心弃上清液,收集沉淀即为肌原纤维蛋白,双缩脲法测蛋白质浓度。

1.3.6 总羰基含量

参考张莉等[8]的方法并稍作改动,利用磷酸盐缓冲溶液(20 mmol/L,pH 6.0)将蛋白质质量浓度调整为5 mg/mL,取0.5 mL该质量浓度蛋白溶液,加入2 mL 2 mol/L HCl溶液(含0.02 mol/L 2,4-二硝基苯肼),同时做空白对照(不含2,4-二硝基苯肼),混匀后室温避光反应40 min,然后每个样品中加入2 mL 200 g/L的三氯乙酸溶液,混匀后高速离心,弃去上清液,沉淀用溶剂[V(乙酸乙酯)∶V(乙醇)=1∶1]洗涤2～4次,然后加入3 mL 6 mol/L盐酸胍溶液,37 ℃水浴反应30 min后离心,取上清液在370 nm处测定吸光度。

1.3.7 总巯基含量

参考代媛媛等[9]的方法并稍作改动,利用磷酸盐缓冲溶液(20 mmol/L,pH 6.0)将蛋白质质量浓度调整为5 mg/mL,取0.5 mL该质量浓度蛋白溶液,然后加入1 mL 50 mmol/L Tris-HCl的缓冲溶液(含6 mol/L盐酸胍、1 mmol/L EDTA,pH 8.3),以及10 μL 10 mmol/L 2-硝基苯甲酸,混合均匀后室温静置25 min,在412 nm处测定吸光度。

1.3.8 表面疏水性测定

利用磷酸盐缓冲溶液(20 mmol/L,pH 6.0)将蛋白质质量浓度调整为5 mg/mL,取1 mL,加入溴酚蓝溶液0.2 mL,对照组加入PBS 1 mL,溴酚蓝溶液0.2 mL。所有样品混匀,然后离心,离心后取上清液稀释10倍,在595 nm处测定吸光度。

1.4 数据统计分析

数据处理使用SPSS 25.0,对数据的显著性分析使用Duncan多重比较法,相关性分析使用Pearson相关系数,结果以均值±标准差表示,显著性水平均为P<0.05,Origin 2022进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同酒对红烧肉基本理化指标的影响

2.1.1 不同酒对红烧肉色泽的影响

色泽是评价食用品质的重要指标之一,影响消费者对食品的第一印象。采用色差仪的L*、a*、b*值对红烧肉的色泽进行测定,L*值代表亮度,a*值代表红度,b*值代表黄度,测定结果如表1所示。添加不同酒对红烧肉肥肉层的L*值影响显著(P<0.05),加酒组肥肉层的亮度均比对照组高,其中混合酒组亮度最高为49.01。同时混合酒组瘦肉和皮层的L*值均显著高于对照组(P<0.05),混合酒的添加对红烧肉的亮度有积极影响。5组红烧肉中,黄酒组和混合酒组瘦肉层的b*值均显著高于对照组(P<0.05),而肥肉层的b*值差异不显著。

2.1.2 不同酒对红烧肉水分含量的影响

肉制品中70%的成分是水分,水分含量与其嫩度、多汁性和口感密切相关[10]。如图1所示,水分含量由小到大依次为对照<啤酒<混合酒<红酒<黄酒,添加不同酒对红烧肉水分含量的影响差异显著(P<0.05)。4种酒均能减少红烧肉制作过程中的水分流失,对蛋白质结构的稳定性具有积极影响。其中添加黄酒的红烧肉水分含量最高,为54.1%,对照组红烧肉水分含量最低,为46.05%。因此在红烧肉炖煮过程中添加酒,能显著减缓红烧肉中水分的流失。同时有研究表明[11],肉制品的保水性与蛋白质的氧化息息相关,其带来的消极影响可能会肉品的食用品质。

2.1.3 不同酒对红烧肉剪切力的影响

剪切力大小可以直接反映肉的嫩度,剪切力越小,肉嫩度越好。如图2所示,剪切力由小到大依次为:黄酒<红酒<混合酒<啤酒<对照,添加不同酒对红烧肉剪切力的影响存在显著性差异(P<0.05),其中添加黄酒的红烧肉嫩度最好。ZHU等[12]发现,熟肉的剪切力差异与水分损失有关。一般来说,水分含量高,嫩度好,水分含量低红烧肉瘦肉部分口感会柴,与2.1.2节水分含量的结果相对应。肉的嫩度与肌肉蛋白质结构以及蛋白质的变性、凝聚或者降解有关[13]。黄酒中富含多种酚类物质,有研究表明多酚可以提高肉的保水性,减少水分损失[14]。啤酒的pH较低,可以让肉处于弱酸性环境,提高蛋白质的持水能力,减少水分损失。同时啤酒中含有的大量二氧化碳,可以使肉的纤维结构更加松散。因此在制作过程中添加酒对于红烧肉的嫩度有积极影响,避免了长时间炖煮造成的瘦肉部分失水过多导致的口感发柴。

2.2 不同酒对红烧肉蛋白质消化率的影响

蛋白质消化率是反映肉制品蛋白质营养价值的重要指标,能够判断食品被摄入后蛋白质被消化吸收的程度[15]。红烧肉制作要经过长时间的炖煮,而长时间加热会促使蛋白质氧化变性,破坏蛋白质空间结构,影响消化酶与酶切位点的特异性结合,进而对蛋白质消化率产生不利影响[16]。如表2所示,加酒组与对照组的蛋白质消化率存在显著性差异(P<0.05),黄酒组的蛋白质消化率最高,为78.89%,对照组最低,为71.68%。说明红烧肉制作过程中添加酒能够增加胃蛋白酶和胰蛋白酶对蛋白质的水解,提高消化率。消化酶对蛋白质进行水解,肽键断裂,产生多肽,多肽含量可以反映蛋白质的消化情况。由表2可知,对照组一步消化后多肽含量为1.15 mg/mL,两步消化后多肽含量为1.21 mg/mL。加酒组经胃、肠消化后多肽含量均显著高于对照组(P<0.05),其中混合酒组两步消化后多肽含量最高,为1.78 mg/mL。表明添加酒在一定程度上可以提高红烧肉蛋白质的消化率,因此添加酒对于红烧肉的营养价值具有有利影响。

2.3 不同酒对红烧肉蛋白质氧化的影响

2.3.1 羰基和巯基含量

蛋白质氧化是指在自由基和氧化物作用下某些特定氨基酸残基发生变化,影响蛋白质的结构和功能,使其容易水解、交联和聚合,进而影响肉制品的色泽、质构、保水性等感官品质以及由消化率降低和必需氨基酸损失导致的营养价值降低[11, 17]。巯基含量是表征蛋白质氧化程度的重要指标之一,肌原纤维蛋白在氧化过程中,氨基酸残基中的巯基易被氧化成二硫键,因此肌原纤维蛋白的巯基含量越低,其氧化程度越高[18]。羰基含量是表征蛋白质氧化程度的另一指标,如图3所示,对照组的羰基含量最高,且显著高于添加酒的各组(P<0.05)。说明不加酒的红烧肉蛋白质氧化程度最高,4种酒对于红烧肉制作过程的蛋白质氧化均具有一定程度的抑制作用。对照组、黄酒、啤酒、红酒、混合酒组的羰基含量分别为5.12、3.76、4.53、4.73、4.74 nmol/mg。对照组红烧肉巯基含量最低,啤酒组的红烧肉巯基含量显著高于对照组(P<0.05)。酒中的多酚类物质有清除自由基以及抑制其生成的能力,从而减少了自由基对蛋白质的氧化损伤[19]。

2.3.2 表面疏水性

蛋白质疏水基团间的相互作用是维持其三级结构的重要因素[20]。天然状态下蛋白质的疏水基团包埋于蛋白质内部,氧化后疏水基团暴露,疏水性增加,容易发生疏水性聚集[21]。通过溴酚蓝与蛋白质的结合量可判断蛋白质的氧化变性程度[22]。加热使肌原纤维蛋白多肽链氧化断裂以及蛋白质片段化,疏水基团暴露,表面疏水性增加[23]。如图4所示,添加酒的红烧肉表面疏水性显著低于对照组(P<0.05)。说明酒中多酚能有效减少红烧肉在制作过程中加热对于肌原纤维蛋白的氧化影响。羟自由基是起氧化作用的主要活性氧,在过量的自由基环境中蛋白质十分容易被氧化。而在红烧肉炖煮过程中,多酚代替肌原纤维蛋白被氧化,这个过程中消耗了氧,减少了蛋白质与羟自由基的接触,从而有效阻止了自由基链反应[24]。

通过分析图5可知,水分含量与剪切力呈显著负相关(P<0.05),与蛋白质消化率呈极显著正相关(P<0.01)。剪切力与蛋白质消化率呈显著负相关(P<0.05),与蛋白质氧化指标中的羰基含量呈显著正相关(P<0.05)。而蛋白质氧化指标中的表面疏水性与蛋白质消化特性中的多肽含量呈显著负相关(P<0.05)。说明制作过程中蛋白质的氧化程度会影响红烧肉的水分含量、嫩度以及消化特性。

3 结论

酒在烹饪中有很长的应用历史,本文通过在红烧肉的制作过程中添加不同酒来探究酒对于红烧肉食用品质、蛋白质氧化和消化特性的影响。食用品质方面,混合酒组整体亮度最好,添加酒的各组水分含量和嫩度均高于对照组,酒的添加对于红烧肉成品保水性和嫩度的提升具有有利影响。消化特性方面,与对照组相比,加酒组均能增加胃蛋白酶和胰蛋白酶对蛋白质的水解,显著提高消化率(P<0.05),其中黄酒组消化率最高。蛋白质氧化方面,酒的添加使蛋白质表面疏水性和羰基含量降低、巯基含量增加,抑制红烧肉在热加工过程中蛋白质的氧化。研究结果为酒在烹饪中的科学运用提供了参考,而关于酒对于蛋白质氧化影响的机制,后续将进一步进行探究。综上所述,酒是红烧肉制作过程中的重要辅料,不仅能提高成品的食用品质,还能减缓热加工过程中蛋白质的氧化变性,提高消化率。

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