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不同食盐添加量腌制对鸡肉脂质氧化、蛋白质氧化及食用品质的影响

 朱主任4188 2020-09-24

食盐是一种最为常见的腌制剂,相比于其他腌制剂在加工技术、保藏和感官属性等方面具有明显的优势,被广泛应用于肉制品的加工,对肉制品保藏和风味的形成起至关重要的作用。

肉类富含丰富的脂质和蛋白质,但由于脂质和蛋白质自身结构的特点,容易受到活性氧(ROS)的攻击,导致自身结构发生改变,引起脂质和蛋白质的氧化。脂质氧化会促进芳香化合物的产生,影响肉的味道和风味;蛋白质氧化不仅会导致颜色和质地的恶化,还会导致必需氨基酸等营养物质的流失,降低蛋白质的消化率。

目前,关于蛋白质和脂质氧化对肉制品品质影响的研究相对较多。许多研究表明,食盐主要的成分NaCl对脂质氧化具有一定的促进作用,西南大学食品科学学院的瞿丞、贺稚非和李洪军*等人以鸡肉为原材料,探究不同食盐添加量腌制对鸡肉脂质氧化、蛋白质氧化和食用品质的影响,并对三者之间的联系和影响机制进行分析。



1 食用品质的变化



1.1 pH值

微生物和酶的活动所产生的代谢分子会对肉的pH值产生影响,因此可以根据pH值对肉的新鲜程度进行初步判断。结果显示,食盐添加量对鸡肉的pH值影响显著(P0.05),在低食盐添加量的腌制条件下,鸡肉的pH值有一定程度的增大,在高食盐添加量的腌制条件下,鸡肉的pH值有一定程度的减小。这可能与微生物的生长以及食盐溶液呈弱酸性有关,随着食盐添加量的增加,其对微生物活动及蛋白酶活性的抑制作用逐渐增强,所以鸡肉的pH值逐渐降低,而对于食盐添加量为0%的样品,腌制液的pH值呈中性,并非微生物生长的最适pH值,微生物的生长速率在短时间内会小于食盐添加量为3%的样品,所以空白组的pH值也相对较低。

1.2 水分含量

结果显示,食盐添加量对鸡肉的水分含量有显著影响(P0.05),鸡肉水分含量随着食盐添加量的增加先升高后降低,在食盐添加量为3%和6%的腌制条件下,鸡肉的水分含量显著高于另外4 种(0%、9%、12%和15%)腌制条件,这表明低食盐添加量可以促进水与鸡肉更紧密的结合。低食盐添加量会促进肌原纤维蛋白溶解度、水结合能力和蛋白质基质保水能力的增加,引起鸡肉的水分含量上升;在高质量分数的食盐中,蛋白质发生变性会对肌肉的持水力产生影响;此外,较高的渗透压使肌肉收缩,导致肌肉中的水分向腌制液中转移

1.3 蒸煮损失率

结果显示,食盐添加量显著影响鸡肉的蒸煮损失率(P0.05),在食盐添加量小于12%的腌制条件下,鸡肉的蒸煮损失率随着食盐添加量的增加而降低,而在食盐添加量为15%时,鸡肉的蒸煮损失率出现突然的上升。NaCl可以提高肌原纤维蛋白溶解度,因此肌原纤维蛋白的水合作用以及与水的结合能力会增强,所以在食盐添加量小于12%时鸡肉的蒸煮损失率下降;而在高食盐添加量时,肌原纤维蛋白会发生更为严重变性和聚集,蛋白质之间的疏水相互作用增强,产生“盐析”效应,导致水合作用以及与水的结合能力下降,蒸煮损失率增大。

1.4 色泽

结果显示,食盐添加量显著影响鸡肉的L*、a*b*(P0.05)。随着食盐添加量的增加,L*整体呈现下降趋势,说明食盐可以显著降低鸡肉的L*,这可能与NaCl促进肌红蛋白氧化生成褐色的高铁肌红蛋白有关。与未添加食盐的鸡肉相比,添加食盐可以显著增加鸡肉的a*,但食盐添加量对鸡肉a*的影响并不显著。此外,在食盐添加量为3%时,鸡肉的b*最高。




2 质构特性的变化



由图1可知,鸡肉的硬度、弹性和黏着性均受到食盐添加量的影响,随着食盐添加量的增加,鸡肉的硬度和弹性显著上升(P0.05),而黏着性则显著下降(P0.05)。NaCl对蛋白酶的水解活性有抑制作用,所以在食盐添加量较少时,蛋白酶的活性较强使肌肉被水解,导致肉的质地柔软;而在高添加量食盐的渗透压作用下,蛋白酶活性被抑制,肉的硬度会上升。除此之外,高盐浓度下肌肉收缩和水分流失也可能会对鸡肉的硬度、弹性和黏着性造成影响。




3 TBARS值的变化



从图2可以看出,食盐添加量对TBARS值影响显著(P0.05),与未添加食盐的腌制组相比,添加食盐后鸡肉的TBARS值显著较高,这表明食盐对脂质氧化有促进作用;有研究也发现NaCl对脂质氧化有促进作用。在本实验中,随着食盐添加量的增加,TBARS值先增大后减小,在食盐添加量为9%达到最大值(0.33 mg/kg)。在食盐添加量为12%和15%的腌制液中,食盐对脂质氧化的促进作用减弱,这种现象可能是由于氧在高离子强度溶液中溶解度降低,造成ROS数量减少。



4 蛋白质溶解度的变化



由图3可知,食盐添 加量显著影响鸡肉的蛋白质溶解度(P0.05),其中影响最大的为肌原纤维蛋白。肌浆蛋白是水溶性蛋白,其溶解度受食盐添加量影响较小;肌原纤维蛋白是盐溶性蛋白,随着食盐添加量的增加,肌原纤维蛋白溶解度整体上呈现先增大后减小的趋势。当食盐添加量较少时,由于“盐溶”效应,蛋白质与NaCl之间的静电相互作用阻止了蛋白质的凝聚和沉淀,蛋白质的溶解度会上升。然而,食盐添加量进一步升高,大量带负电荷的氯离子与带正电荷的蛋白质分子相互作用,导致静电斥力降低,疏水相互作用增强,此时溶质-溶质反应强于溶质-溶液反应,导致蛋白质沉淀和溶解度下降。




5 羰基、巯基和表面疏水性的变化



从图4可以看出,在复杂的肉类体系中,不添加食盐和较低食盐添加量(0%、3%和6%)对蛋白质的羰基含量、巯基含量及表面疏水性的影响差异并不显著(P0. 05),而在高食盐添加量(9%、12%和15%)的腌制条件下,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量和表面疏水性显著上升(P0.05),而巯基含量显著下降(P0.05)。

蛋白质羰基化是蛋白质氧化最显著的改变和直接氧化攻击的主要来源,图4A中羰基含量随着食盐添加量的增加显著上升(P0.05),当食盐添加量为15%时,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量都达到最大值,分别为1.16 nmol/mg和1.61 nmol/mg,表明高盐腌制对蛋白质羰基化有显著的促进作用。相反地,随着食盐添加量的增大,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的巯基含量显著下降(P0.05),在食盐添加量为15%达到最小值,分别为25.22 nmol/mg和25.36 nmol/mg。蛋白质富含丰富的巯基,易受ROS的攻击形成分子内和分子间二硫键。在较高的食盐添加量中,肌肉的溶胀暴露出更多的位点使自由基与蛋白质表面的巯基更容易结合,导致巯基含量下降(图4B)。

从图4C可知,蛋白质表面疏水性随着食盐添加量的增加显著增加(P0.05),食盐添加量为9%、12%和15%时,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白表面疏水性显著高于食盐添加量为0%、3%和6%。蛋白质表面疏水性反映了蛋白质的展开程度,是与蛋白质功能特性相关的重要分子特性。图4表明高浓度的食盐腌制可能会导致蛋白质构象的改变和氨基酸的氧化修饰,使肌原纤维蛋白展开而暴露出蛋白表面的非极性氨基酸,引起表面疏水性的增加

综上所述,食盐添加量的增加会促进蛋白质的氧化,这可能与食盐对脂质的促氧化作用有关。结合图2与图4的结果可知,食盐的增加使脂质氧化的次级产物(丙二醛)显著增加,而脂质氧化产生的过氧化氢自由基易被蛋白质中的氢原子吸收,形成蛋白质自由基,并转化为有助于烷氧自由基和羟基衍生物生成的烷氧基过氧化物。同外,脂质氧化反应产生的次级产物(醛类化合物)易与蛋白质发生反应使蛋白质发生氧化。




6 SDS-PAGE分析



肌原纤维蛋白主要包含肌球蛋白重链、肌动蛋白、原肌球蛋白和少量尚不明了的调节性结构蛋白。在不添加β-巯基乙醇的条件下(非还原条件,图5A),肌球蛋白重链、肌动蛋白和原肌球蛋白条带随着食盐添加量的增加逐渐变浅,且浓缩胶顶部的聚集物逐渐增多,说明NaCl可能导致蛋白质交联的生成。在添加β-巯基乙醇后(还原条件,图5B),浓缩胶顶部的聚集物随着食盐添加量的增加明显减少,产生交联的得以还原,表明肌球蛋白主要是通过分子间二硫键进行交联。 

由图6可知,在鸡肉肌浆蛋白电泳条带中主要包括糖原磷酸化酶b、丙酮酸激酶、磷酸葡萄糖异构酶、肌酸激酶、醛缩酶、甘油醛磷酸脱氢酶、磷酸甘油酸变位酶、三磷酸异构酶和肌红蛋白等。与肌原纤维蛋白类似,在不含有β-巯基乙醇的情况下(非还原条件,图6A),肌浆蛋白的条带浓度随着食盐添加量的增加逐渐减弱,并且在浓缩胶顶部以及较高分子质量区域有聚集物生成,这说明食盐可能会引起肌浆蛋白交联的发生。在β-巯基乙醇存在的条件下(还原条件,图6B),部分消失的肌浆蛋白组分可以复原,表明这些组分主要是通过二硫键产生蛋白质交联。此外,在还原条件下,肌浆蛋白条带随着食盐添加量的增加而变淡,表明高添加量食盐可能使肌浆蛋白发生降解。

由图6可知,高添加量的食盐能促进肌原纤维蛋白和肌浆蛋白以二硫键的方式形成分子间交联,这从侧面证实高食盐添加量的腌制过程可能会引起肌肉中蛋白质的氧化修饰,导致羰基含量和表面疏水性上升,巯基含量下降(图4)。




结    论



食盐添加量的增加对鸡肉的脂质氧化和蛋白质氧化有明显促进作用(P0.05)。随着食盐添加量的增加,TBARS值基本呈现上升趋势,鸡肉蛋白质的羰基含量和表面疏水性增大,蛋白质溶解度先增大后减小,根据SDS-PAGE图谱结果发现,由于食盐的添加,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白均发生不同程度的氧化,且主要以二硫键的形式形成交联。同时,食盐添加量的改变对鸡肉的食用品质影响显著(P0.05)。随着食盐添加量的增加,水分含量和蒸煮损失率呈现先上升后下降趋势,鸡肉的pH值和L*呈下降趋势,食盐的添加会显著增大鸡肉的a*,但食盐添加量的改变没有对a*产生显著影响。综上所述,食盐添加量的增加会促进鸡肉腌制过程中的脂质和蛋白质的氧化,并且对鸡肉的食用品质产生影响。

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