3种抗氧化剂对冷冻干燥牛肉抗氧化效果的比较试验

许丽　张海英　徐艺青等

摘要[目的] 探讨不同种类抗氧化剂的抗氧化能力及其保持冷冻干燥牛肉新鲜度和改善色泽的效果。[方法]用不同浓度的异抗坏血酸钠、维生素E、茶多酚 3种抗氧化剂在牛肉冷冻干燥工艺过程中处理牛肉，测定冷冻干燥牛肉中TBA值、丙二醛（ MDA）含量、总菌数和色泽。[结果]试验表明，单因素试验中3种抗氧化剂均有抗氧化效果，但浓度不同其抗氧化作用差异较大；0.4 g/kg异抗坏血酸钠单独使用抗化效果比较明显，增大浓度后效果没有明显提升，而维生素E既经济又有效的浓度则为40 mg/kg、茶多酚为800 mg/kg；同时经试验证明3种抗氧化剂复合使用时效果比单独使用时好，最佳复合抗氧化组复合比例为异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚为0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg。[结论]研究可为延长冷冻干燥牛肉保质期提供参考依据。

关键词抗氧化剂；冷冻干燥；抗氧化；牛肉

中图分类号S879.2文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）07-296-03

Comparison of Anti-oxidative Effects of Three Natural Anti-oxidants on Freeze-dried Beef

XU Li1，2， ZHANG Hai-ying1，2*， Xu Yi-qing1，2 et al

（1.Department of Food Sciences， Beijing University of Agriculture， Beijing 102206； 2. Beijing Key Laboratrory of Agricultural Products Detection and Control of Spoilage Organisms and Pesticide Residue， Beijing 102206）

Abstract [Objective] To discuss anti-oxidative ability and functions of maintaining freshness and improving color of freeze-dried beef by different kinds of anti-oxidant.[Method] A study was conducted to determine the effects of sodium erythorbate， vitamin E and tea polyphenol supplementation on freeze-dried beef.The three natural anti-oxidants were added in process of freeze-dry with different concentration， and then the TBA value， MDA content， total number of contaminative microorganisms and color were detected.[Result] The results showed that three anti-oxidants had significant anti-oxidative effects on freeze-dried beef when they were used singly， but the function is different with different concentration in process.The best anti-oxidative effect of sodium erythorbate concentration is 0.4 g/kg， vitamin E 40 mg/kg， tea polyphenol concentration is 800 mg/kg.The anti-oxidative effect of three natural anti-oxidants compound was better than that of single anti-oxidant， and the optimal constituent was 0.3 g/kg Sodium erythorbate， 40 mg/kg vitamin E and 500 mg/kg tea polyphenol orthogonal experiment.[Conclusion] The study can provide reference basis for prolonging the shelf life of freeze-dried beef.

Key words Anti-oxidant； Freeze-dry； Anti-oxidative； Beef

牛肉含有丰富的蛋白质，氨基酸组成比猪肉更接近人体需要，能提高机体抗病能力，对生长发育及手术后、病后调养的人在补充失血、修复组织等方面特别适宜[1-2]，所以牛肉成为了目前市场上方便食品中主要的配伍材料。为了减少牛肉的营养损失和保持较好的口感，大多生产企业采用冷冻干燥技术对配料袋中的牛肉进行处理。但牛肉肌间组织含有脂肪膜，膜内含有丰富的多不饱和脂肪酸，在保存过程中，容易发生氧化变质[3-5]。如何保持肉的营养品质及其货架期新鲜度是食品工业中迫切需要解决的课题。合成抗氧化剂如 BHA、BHT、TBHQ，对抑制肉的氧化变质有良好作用，但由于其可能的毒性日益受到限制[6-7]。寻找具有优良的抗氧化性能、广谱的杀菌作用以及高度的安全性的抗氧化剂受到越来越多的重视。笔者选用异抗坏血酸钠、维生素E、茶多酚和复合抗氧化剂（异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚按不同比例复配）作为抗氧化剂添加至冷冻干燥牛肉中，以不同浓度进行添加，通过检测牛肉中的丙二醛（MDA）含量、过氧化值（TBA）、色泽和微生物总菌数等指标研究不同品种和浓度的抗氧化剂对冷冻干燥牛肉品质的影响，旨在探讨不同种类抗氧化剂的抗氧化能力及其保持冷冻干燥牛肉新鲜度和改善色泽的效果，达到延长冷冻干燥牛肉保质期的目的。

1材料与方法

1.1材料及处理

供试牛肉由北京绿友食品有限公司提供，其加工工艺过程是：解冻→分选→滚揉→灌装→蒸煮→冷却→切丁→真空冷冻干燥（FD）。在滚揉环节分别添加不同种类的抗氧化剂，它们是异抗坏血酸钠（浓度分别为：A，0.1 g/kg；B，0.2 g/kg；C，0.3 g/kg；D，0.4 g/kg；E，0.5 g/kg）、维生素E（浓度分别为：A，10 mg/kg；B，20 mg/kg；C，30 mg/kg；D，40 mg/kg；E，50 mg/kg）、茶多酚（浓度分别为：A，100 mg/kg；B，300 mg/kg；C，500 mg/kg；D，800 mg/kg；E，1 000 mg/kg）、复合抗氧化剂（比例分别为：A，异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶20 mg/kg∶500 mg/kg；B，异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶30 mg/kg∶500 mg/kg；C，异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.2 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg；D，异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg；E，异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.4 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg）。

1.2指标的测定

用WB-80型色差计（北京康光仪器有限公司）进行色泽的测定，在色差计L*、a*、b*色系统中，分别代表牛肉色泽的亮度、红度和黄度，该试验以a*值为衡量指标；用生物试剂盒（南京建成生物公司）进行MDA含量的测定，称取不同处理的牛肉样品 2.00 g，加入 18 ml 的生理盐水，再用玻璃匀浆管将加有生理盐水的样品充分研碎，制备成 10%的匀浆液，再用3 000 r/min 低温低速离心机中离心 10～15 min，取上清液严格按照丙二醛测定试剂盒说明书操作测定MDA；采用氧化还原滴定法-电量法[7] 进行TBA值的测定；采用平板计数法测总菌数[8]。

1.3数据分析方法每一个处理重复 3 次，即样品数n为3，统计软件使用 The Spss System for Windows 14.0（简体中文）。

2结果与分析

2.1不同种类和浓度的抗氧化剂对冷冻干燥牛肉色泽a*值的影响

L*、a*、b*色系统中，a*值代表牛肉色泽红度，肉的红色主要决定于其中的肌红蛋白含量和化学状态。从图1中可以看出，随着浓度的增加异抗坏血酸、维生素E、茶多酚和复合抗氧化剂对牛肉色泽的保持能力都在提升，其中复合抗氧化剂的效果最好，其复合的比例在P<0.01水平下D处理和E处理差异不显著，从生产成本的角度分析认为，D处理是保持冷冻干燥牛肉色泽的较好复合比例。

注：小写字母表示1%水平上同一种类的抗氧化剂不同浓度之间的差异显著性。

图1不同种类抗氧化剂使用不同浓度时色泽a*值的变化

2.2不同种类和浓度的抗氧化剂对冷冻干燥牛肉过氧化值（TBA）的影响

TBA值是指动物性油脂中不饱和脂肪酸氧化分解所产生的衍生物如丙二醛等与TBA反应的结果，其高低表明脂肪氧化的程度。图2是添加不同种类不同浓度抗氧化剂的冷冻干燥牛肉TBA值的变化，从图2可以看出，复合抗氧化剂的抗氧化效果最好，其次是茶多酚、维生素E和异抗坏血酸钠，添加不同浓度的抗氧化剂也有不同的效果，4种抗氧化剂随着浓度的增加抗氧化效果也逐渐增强， 但浓度和配比增加到D处理和E处理时，维生素E在P<0.01水平下有显著差异外，其他的都差异不显著，说明D处理和E处理都可达到抑制冷冻干燥牛肉氧化的发生效果最好的目的，但从节省成本的角度考虑可选择D处理。

注：小写字母表示1%水平上同一种类的抗氧化剂不同浓度之间的差异显著性。

图2不同种类抗氧化剂使用不同浓度时TBA值的变化

2.3不同种类和浓度的抗氧化剂对冷冻干燥牛肉丙二醛含量（MDA）的影响

MDA中的醛基能攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化作用，并因此形成脂质过氧化物。脂质过氧化物作用不仅把活性氧变成活性化学剂，即非自由基性的脂类分解产物，而且通过链式或链式支链反应，放大活性氧的作用，因此测试MDA水平即可反映出脂质过氧化的程度[9-10]。不同种类浓度应用于冷冻干燥牛肉后MDA变化情况见图3，由图3可见，各种抗氧化剂随着浓度的加大冷冻干燥牛肉中的MDA含量呈下降趋，其中复合抗氧化剂与茶多酚减少MDA能力明显强于异抗坏血酸和维生素E，由此可见，复合抗氧化剂和茶多酚能明显降低MDA含量。

注：小写字母表示1%水平上同一种类的抗氧化剂不同浓度之间的差异显著性。

图3不同种类抗氧化剂使用不同浓度时MDA含量的变化

2.4不同种类和浓度的抗氧化剂对冷冻干燥牛肉微生物总菌数的影响

微生物的繁殖是造成肉变质的主要原因，同时也与肉的颜色变化密切相关。在有氧状态下造成肉腐败的主要微生物是好氧的假单胞菌，当其在对数生长期时，数量增加极快，好氧量大增，从而使肉表面局部氧分降低，促进棕褐色的高铁肌红蛋白形成[11-12]。该试验中，尽管在肉样的制备过程中尽量减少微生物的污染，但仍不能排除微生物的增殖对肉色泽的影响。因而对所选用的抗氧化剂的抑菌性能进行了测试。测试结果如图4所示，4种抗氧化剂随着使用浓度的增加对菌落总数的影响效果倍增，均在浓度

注：小写字母表示1%水平上同一种类的抗氧化剂不同浓度之间的差异显著性。

图4不同种类抗氧化剂使用不同浓度时细菌总数的变化

达C水平后表现出强烈的抑菌作用，其中E水平抑菌效果最好，但茶多酚和复合抗氧化剂的抑菌效果D水平与E水平浓度没有显著差异。

3结论与讨论

冷冻干燥肉虽然在加工过程中已经失去了绝大部分水分，但如果在贮存、流通和销售过程中处理不当很容易发生质量劣变，其中非微生物引起的质量劣变主要有氧化异味的生成和表面褐变[12]。为了抑制冷冻干燥肉的脂肪氧化和表面褐变，一般可采取2种措施：一是抑制肉中亚铁型肌红蛋白向MMb转化，阻止脂肪氧化的催化剂Fe3+的产生；二是使用抗氧化剂对冷却肉进行处理，通过抑制脂肪氧化来减少自由基的生成，使受自由基破坏而生成的MMb量减少。以上两方面是相辅相成的[13-14]。研究表明，加入适量抗氧化剂可在很大程度上减轻脂类氧化，延长冷冻干燥肉的保持时间。适宜和适量的抗氧化剂可阻碍脂肪氧化的自由基链式反应[14-15]，从而减缓或终止脂肪氧化。该试验选用了异抗坏血酸钠、维生素E、茶多酚3种安全性较高的抗氧化剂，并在规定使用范围内选择了不同浓度的添加量进行梯度试验，然后比较不同种类和添加量抗氧化剂的抗氧化效果，结果显示，添加不同种类抗氧化剂后均可显著降低肉品氧化的发生，并且在整个贮藏期内抑制效果基本保持稳定。单因素试验中3种抗氧化剂均有抗氧化效果，但浓度不同其抗氧化作用差异较大，0.4 g/kg异抗坏血酸钠单独使用抗氧化效果比较明显，增大浓度后效果没有明显提升，而维生素E既经济又有效的浓度则为40 mg/kg、茶多酚为800 mg/kg；同时经试验证明3种抗氧化剂复合使用时效果比单独使用时好，最佳复合抗氧化组复合比例为异抗坏血酸钠∶维生素E∶茶多酚=0.3 g/kg∶40 mg/kg∶500 mg/kg。并且考虑食品安全和消费者接受性等因素[6]，天然抗氧化剂茶多酚应更优于人工合成

的抗氧化剂TBHQ和迷迭香、BHT等。所以，建议选择茶多

酚作为肉类的抗氧化剂，为了节约成本和增强抗氧化效果可考虑复配其他的经济安全型抗氧化剂使用。

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