不同氯化钠腌制盐含量的中国干香肠蛋白质氧化 脂质氧化和脂解的变化情况 附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.docx

脂质氧化和水解是中国干香肠风味形成的主要来源，产生的挥发性风味化合 物占80%以上。在加工过程中，适度的氧化能产生令人愉快的风味，而过度氧化 则可能带来令人不愉快的风味，甚至影响消费者的健康。因此，在中式干香肠加 工过程中，调节脂质氧化程度非常重要，不仅可以控制质量，还可以保护消费者 的健康。脂质氧化和水解是腌制肉制品加工过程中常见的反应。脂质水解对脂质 氧化有促进作用。在加工和贮存过程中，虽然甘油三酯含量变化不明显，但肌内 磷脂却发生了显著变化。肌内磷脂作为主要的风味前体，通过脂肪酶的水解和微 生物的活动，生成以亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸为主要成分的多不饱和脂肪酸 （PUFA）o不稳定的双键很容易被氧化，并产生醛、酮、醇等一系列氧化产物。检测初 级阶段和次级阶段的氧化产物是评价脂质氧化程度的最常用方法。一级脂质氧化 产物通常采用过氧化值（POV）和碘法评估。硫代巴比妥酸反应物（TBARS） 主要用于评价脂质二次氧化程度，主要反映脂质氧化形成的丙二醛化合物的含 量，因此用于评价食品氧化变质的程度。中式干香肠的脂质氧化可受一些外部工艺因素的影响，如加工温度、时间和 NaCl含量等，但中式干香肠的风味形成机理仍需阐明。NaCl是肉类加工中的重 要成分，尤其是腌制肉。NaCl赋予产品良好的风味，抑制微生物的生长，促进 脂质氧化，影响脂氧酶和脂质水解酶的活性。研究不同NaCl含量对脂质水解的 影响有不同的意见，有的研究认为NaCl含量增加可促进脂质水解，另有研究认 为NaCl含量影响不大。钠的过量摄入被认为会诱发高血压等心脑血管疾病，因 此，有必要研究NaCl含量对中国干香肠中脂质氧化的影响。但NaCl含量对蛋 白质氧化、脂肪氧化和水解的影响机制尚未探讨。在本研究检测了中式干香肠加工过程中NaCl含量对蛋白质氧化、脂质水解 和氧化的影响，以及它们之间的关系。这将有助于研究NaCl含量对蛋白质和脂 质变化的调控机制，提高干香肠产品的质量。加工过程中脂肪酶活性的变化加工过程中中性脂肪酶活性的变化甘油酯的水解主要由中性脂肪酶进行。中式干香肠加工过程中中性脂肪酶活 性的变化如图1所示。中性脂肪酶活性在加工过程中呈显著变化（P<0.05）,在 腌制阶段后达到最大值，后期两组中性脂肪酶活性下降较快。LS组（2% （m/m） NaCl）和HS组（4% （m/m） NaCl）在腌制阶段的中性脂肪酶活性分别为5.66 U/g 蛋白和7.48 U/g蛋白。LS组样品在整个加工过程中的活性明显低于HS组样品 （P<0.05）,说明NaCl含量影响了中性脂肪酶活性的含量，适当的NaCl浓度有 助于中性脂肪酶活性的提高。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 分析食盐添加量/%A Marker 0 3 6 912 15l4()kJa-：fL = = = = = = 肌球蛋铳lOOkba1二60kDa » 一45 kDa-k* 一，肌动蛋白35kDa 4一 一 f 一原肌理柒门25 kDal5kDa1() kDa食盐添加鼠B 0369 12 15A.不添加休班从乙酣：B,添加休次从乙酣，图6凡肌球蛋白小链一肌动蛋白 一胤肌球蛋门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0-筑基乙醇的条件下（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P- 筑基乙醇后（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。食盐添加量7%Marker 0 3 6 9 !2 15 AISOkDa 140 kDa 100 kDa75 kDa 6() kDa45 kDa35 kDa25 kDa1515-GPHbPKCKALD GAPDH食盐添加鼠/%B 0369 I10 kDaGPHb.糖原磷酸化酹b： PK.内酮酸激解:CK.肌酸KM； ALD.醛缩醉:GAPDH.磷酸甘油醉脱氢醐.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0-筑基乙 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P-筑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，导致短基含量和表面疏水性上升，筑基含量下降（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（PV0.05）o随着食盐添加量的增加，TBARS值基本呈现上升趋势，鸡肉蛋白质的锻 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（P<0.05）。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。图1中国干香肠加工过程中中性脂肪酶活性的变化加工过程中酸性脂肪酶活性的变化图2总结了中国干香肠加工过程中酸性脂肪酶的活性。酸性脂肪酶活性在加 工过程中呈现显著变化(P<0.05),在腌制阶段后达到最大值，后期快速下降， 两组的酸性脂肪酶活性变化趋势相似，其趋势与中性脂肪酶活性的变化相似。 LS组和HS组在固化阶段的脂肪酶活性分别为4.50 U/g蛋白和8.39 U/g蛋白， 在整个加工过程中同一阶段均有显著差异(P<0.05)o本结果与其他研究结果相 似，说明适当的NaCl浓度有助于提高酸性脂肪酶的活性，加快脂类和水解速度。图2中国干香肠加工过程中酸性脂肪酶活性的变化加工过程中磷脂酶活性的变化磷脂酶活性与脂肪酶活性不同，在加工过程中表现出较差的稳定性，更易受 外界因素的影响。中国干香肠加工过程中磷脂酶活性的变化如图3。磷脂酶活性 水平在加工过程中呈现显著变化(P<0.05),干燥5 d后达到最大值，后期两组 磷脂酶活性下降较快。LS组和HS组干燥5 d后的磷脂酶活性分别为3.05 U/g蛋 白和3.50U/g蛋白，说明适当的NaCl浓度有助于提高磷脂酶的活性，而磷脂酶 是形成游离脂肪酸的主要内源酶。两组加工过程中磷脂酶活性的变化与中性脂 质、游离脂肪酸、磷脂含量的变化相关。因此，磷脂酶活性的变化反映了游离脂 肪酸和磷脂含量的相应变化。OLS-HS4.5Raw meat Cured meat Fermentation Dried 5dProcessing timeBaDried 10d图3中国干香肠加工过程中磷脂酶活性的变化结果表明，NaCl对脂肪酶的活性有促进作用，可能是由于高含量的NaCl 加速了脂肪酸的氧化。酶作为一种蛋白质，在一定浓度的NaCl溶液中比在纯水 中更容易溶解。由于扩散差异，肌肉中的NaCl含量高于脂肪组织，但仍可能对 内源性酶系统有一定的有益影响。NaCl对脂肪酶活性的激活也可能与含水量、 水活性和pH值有关。加工过程中过氧化值的变化脂质氧化是加工过程中发生的自由基链式反应。初期氧化的产物是过氧化 物，过氧化物很不稳定，容易被氧化，并产生一些小的有害化合物，如醛类、酮 类等。因此，过氧化值主要用于评价脂质氧化产生的过氧化氢的量。如果过氧化 氢的生成速率小于其分解速率，过氧化值开始下降。一般情况下，过氧化值提高 到一定程度后逐渐下降，使脂质的危害性增大。中式干香肠加工过程中过氧化值的变化如图4所示。过氧化值在整个加工过 程中呈现出剧烈的波动，初期呈上升趋势，后期呈下降趋势。两组干香肠在加工 过程中过氧化值均有显著变化(P<0.05),发酵后达到最大值，后期快速下降。 发酵后LS组和HS组的过氧化值分别为0.06 meq/kg和0.08 meq/kg,说明适当 的NaCl浓度能促进过氧化值的形成，导致过氧化值的增加，加快脂质氧化速度。 因此，HS组的过氧化值仍显著高于LS组(PV0.05)。0.1一 i二Aai8 6 4 2 0 o o o O o o o O (MOOIy;±二 Ko.一“d回LS «HSraw meat cui ed meat Fermentation (lne<l 5(1(Ine。10<1Processing time图4中国干香肠加工过程中过氧化物的变化处理过程中TBARS值的变化TBARS值评估了脂质二次氧化产生的醛量，代表性化合物是丙二醛 (MDA)o TBARS值也反映了脂质氧化的程度。图5总结了中国干香肠加工过 程中TBARS值的变化。TBARS值的变化趋势是先上升后下降，在腌制、发酵 和干燥5 d期间变化不明显。TBARS值的变化趋势与过氧化值的变化趋势相似, 在整个加工过程中两组之间在同一阶段仍有显著差异(P<0.05)oraw meat aired meat Fennentahon dned 5(l (ine(l 10(1 Processing timeraw meat aired meat Fennentahon dned 5(l (ine(l 10(1 Processing time(MOOIbt.UI) savnI图5中国干香肠加工过程中TBARS值的变化两组的TBARS值在加工过程中均有显著变化(P<0.05),发酵后达到最大 值，后期下降较快。通常，如果过氧化脂质刚产生，TBARS值达到最大值的时 间要晚于过氧化脂质达到最大值，因为它们所测试的物质不同。但TBARS和过 氧化值的最大值同时出现，可能是由于丙二醛在加工过程中能以双官能团化合物 的形式与游离氨基酸和其他小分子产物发生反应。因此，TBARS值在后期呈下 降趋势。生肉和香肠在不同加工阶段的TBARS值如图3o LS和HS组的TBARS值在发酵后分别达到0.27 mg/100 g和0.32 mg/100 g的最大值。加工过程中LOX活性的变化图6显示了生肉和香肠在不同加工时期的LOX活性。LOX活性的变化与 TBARS值相似。腌制肉中的LOX活性达到最大，然后迅速下降，但生肉样品中 的LOX活性远远高于腌制肉。这主要是由于LOX的结构，它是一种非血红素 铁蛋白。LOX的催化活性与铁离子的存在形式密切相关。当铁离子为Fe2+时， LOX无活性，当Fe2+转化为Fe3+时，LOX被激活。在生肉中，铁主要以Fe2+ 形式存在，使LOX处于非活性状态，活性较低，而在腌制过程中，当氢过氧化 物形成，Fe2+转化为Fe3+时，LOX迅速被显著激活。筑基（SH-基团）可以稳 定LOX的活性，但过氧化氢将SH-基团氧化，导致LOX失活。aLS»HSBbCured meat Fermentation Dried 5d Processing timeDried lOd图6中国干香肠加工过程中LOX活性的变化Conclusion本研究显示，NaCl腌制盐含量对中国干香肠生产中的蛋白质氧化、脂质氧 化和脂解有显著影响，相应调整NaCl浓度可以提高酶的活性，最终提高脂质水 解和氧化程度。4% NaCl组的蛋白质氧化程度，磷脂酶、中性脂肪酶和酸性脂肪 酶的活性以及POV、TBARS、LOX值均高于2% NaCl组。调整NaCl浓度来调 节酶的活性，对中国干香肠的质量和风味控制有很大的意义。对于未来的发展前 景，将进一步研究探讨中式干香肠制作过程中蛋白质氧化、脂质氧化和脂解与风 味化合物形成的关系。AbstractThe effect of sodium chloride (NaCl) curing salt content on protein oxidation, lipid oxidation and lipolysis of Chinese dry sausage was investigated. Two groups Chinese dry sausages with 2% and 4% (m/m) salt content were studied. The degree of protein oxidation increased during the processes in two groups sausages, while the content of phospholipids decreased, neutral lipids and free fatty acids increased. The degree of protein oxidation, lipid oxidation and lipolysis in 4% NaCl content group was higher than those in 2% NaCl content group, while 4% NaCl content group has higher lipase activity. In conclusion, 4% NaCl may facilitate the protein oxidation, lipid hydrolysis and oxidation in Chinese dry sausage, and the protein oxidation had strong correlation with lipid oxidation and lipolysis. The results could provide a basis for improving the technology of industrial production.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，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（PV0.05）,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（P<0.05）,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（PV0.05）,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*和b* （P<0.05）o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*的影响并不食盐添加量/%食盐添加量/%3691215工J.bTTbT -b2()Ln2(小写字母不同表示层异(P<0,05)卜洞。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(P<0.05),而黏着性则显著下降 (P<0.05)o 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(PV0.05),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NaQ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)o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12108 6 J 2 。12108 6 J 2 。7 6 5 4 3 2 I A由图3可知，食盐添 加量显著影响鸡肉的蛋白质溶解度(P<0.05),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锻基、筑基和表面疏水性的变化864208640 LL1LO.O.0.0O.食K添加早7%食K添加早7%5-0503 0 5050 44332211hf7(M5O4<M)2OIOO Jhvtzw 笔«比从图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%）对蛋白质的锻基含量、筑基含量及表面疏水性的影响差异并不显著（P >0. 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 和肌浆蛋白的跋基含量和表面疏水性显著上升（P<0.05）,而筑基含量显著下降 （P<0.05）o蛋白质默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中锻基含量随着食盐添加量的增加显著上升（P<0.05）,当食盐添加量为15% 时，肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的堤基含量都达到最大值，分别为1.16 nmol/mg 和L61nmol/mg,表明高盐腌制对蛋白质好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筑基含量显著下降（P<0.05）, 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 质富含丰富的筑基，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筑基更容易 结合，导致疏基含量下降（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（PV 0.05）,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