抗氧化剂对西式火腿品质及亚硝酸盐转化途径的影响

郭莎莎，陈义伦，姚巧云，彭潇

(山东农业大学 食品科学与工程学院，山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东 泰安，271018)

生产与科研经验

抗氧化剂对西式火腿品质及亚硝酸盐转化途径的影响

郭莎莎，陈义伦*，姚巧云，彭潇

(山东农业大学 食品科学与工程学院，山东省高校食品加工技术与质量控制重点实验室，山东 泰安，271018)

以新鲜猪后腿精肉为原料制作西式火腿，腌制时分别添加抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠，研究了不同抗氧化剂对火腿中亚硝酸钠(NaNO2)残留量、亚硝胺含量、红度(a*)及脂肪氧化度(TBARs)的影响，通过测定一氧化氮(NO)、硝酸钠(NaNO3)和NaNO2含量变化，研究了异抗坏血酸钠对NaNO2转化途径的影响。结果表明,4种抗氧化剂均可以显著降低NaNO2残留量和亚硝胺含量，提高a*值，延缓脂肪氧化。其中，异抗坏血酸钠效果最好，当其添加量为500 mg/kg时，NaNO2残留量为26.24 mg/kg，清除率达到72.49%，亚硝胺含量为1.05 μg/kg，降低69.39%，a*值提高13.49%，TBARs值降低60.00%。添加500 mg/kg异抗坏血酸钠，参与歧化反应的NaNO2由27%降到17%，参加降解反应的NaNO2由9%升高到65%，残留量由64%降到18%，说明异抗坏血酸钠会抑制NaNO2歧化反应，大幅度促进降解反应，使NaNO2残留量显著降低。

西式火腿；异抗坏血酸钠；品质；亚硝酸盐；转化途径

亚硝酸钠(NaNO2)能够抑制肉毒梭状芽孢杆菌的生长繁殖[1]，形成肉制品特殊的色泽及风味，防止脂类的氧化[2-3]，在肉制品中广泛应用。NaNO2进入人体后会将血红蛋白氧化为高铁血红蛋白[4]；产生的亚硝基可生成强致癌物亚硝胺[5-6]，NaNO2的残留会构成人体潜在健康危害，影响肉制品安全性。研究表明，肉制品中添加抗坏血酸钠能有效阻断亚硝胺的合成，降低NaNO2含量[7]。

肉制品中NaNO2降解、转化途径复杂，研究表明，NaNO2参与的反应主要包括：(1)歧化反应——NaNO2与氢离子发生可逆的歧化反应，生成NaNO3和NO[8]，而NO性质活泼，可与肉中色素反应，生成亚硝基血色原[9]；(2)降解反应——NaNO2可与肉制品中多种组分(巯基、氨基酸、还原肽、色素、氯离子等)发生反应，生成NO+、H2NO2+、NOSCN、NOCl、N2O4、N2O3等多种含氮化合物[10]，但抗氧化剂对西式火腿NaNO2转化途径的影响未见研究报道。

本文在西式火腿腌制过程中采用抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠处理，研究了不同抗氧化剂对西式火腿NaNO2残留量、亚硝胺含量、红度(a*)和及脂肪氧化度(TBARs)等安全、感官品质的影响。在此基础上，通过研究添加异抗坏血酸钠后，NaNO2降解、转化产物的变化，探讨了其对NaNO2主要转化途径的影响。

1 材料与方法

1.1原料

新鲜猪后腿精肉，肉块置于-20℃备用，用前在0～4℃下解冻24 h。

1.2主要试剂

亚硝胺混标(2 mg/mL)含有N-二甲基亚硝胺(NDMA)、N-二乙基亚硝胺(NDEA)、N-甲基乙基亚硝胺(NMEA)、N-二丁基亚硝胺(NDBA)、N-二丙基亚硝胺(NDPA)、N-亚硝基哌啶(NPIP)、N-亚硝基吡咯烷(NPYR)，Sigma公司，其余试剂均为分析纯。

1.3实验仪器

GCMS-TQ8030三重四级杆气质联用仪，日本岛津公司；Waters515高效液相色谱仪，美国Waters公司；NO自由基检测仪，世界精密仪器商贸(上海)有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；JA2002电子天平，上海精天电子仪器有限公司；HH-S数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；CR400色差计，日本柯尼卡美能达公司。

1.4实验方法

1.4.1 抗氧化剂对西式火腿品质的影响

猪后腿精肉修整，加入NaNO2150 mg/kg，抗氧化剂0、100、200、300、400、500 mg/kg，食盐3%，复合磷酸盐0.3%，水30%(其中%为质量分数)。置于4℃腌制48 h，80℃蒸煮60 min，冷却至室温。分别测定火腿中NaNO2残留量、亚硝胺含量、a*及TBARs值。

1.4.2 异抗坏血酸钠对NaNO2转化途径的影响

猪后腿精肉绞碎，加入料液比为1∶3(g∶mL)的去离子水，料液比为1∶1(g∶mL)的亚铁氰化钾溶液(0.25 mol/L)和料液比1∶1(g∶mL)的醋酸锌溶液(0.1 mol/L)浸提30 min，过滤，分别添加0和500 mg/kg异抗坏血酸钠，NaNO2150 mg/kg，食盐3%，复合磷酸盐0.3%。置于4℃冷藏48 h，80℃蒸煮60 min，冷却至室温，测定火腿中NO、NaNO3和NaNO2含量。参与亚歧化反应的NaNO2含量通过NaNO3和NO含量进行计算；参与降解反应的NaNO2含量通过NaNO2添加量减去NaNO2残留量和参与歧化反应NaNO2含量确定。

1.4.3 亚硝胺的测定

根据GB/T 5009.26—2003第二法气相色谱-质谱仪法并加以改进，色谱条件：HP-5MS毛细管色谱柱；进样口温度200℃，不分流进样；载气为氦气(纯度99. 999%)，流速1 mL/min；程序升温：40℃下保持1 min，以9℃/min升至250℃，保持1 min，全部程序时间25.33 min；自动进样，进样量1 μL。质谱条件：电子轰击离子源，电离电压70 eV，离子源温度230℃，接口温度230℃；MRM采集模式，溶剂延迟时间2.77 min。根据保留时间定性，峰面积外标法定量，实验结果中亚硝胺含量为7种亚硝胺含量总和。

1.4.4 NaNO2和NaNO3的测定

采用HPLC法测定NaNO2、NaNO3的含量[11]，取10.00 g样品，加去离子水搅拌，以0.1 mol/L的NaOH溶液调节pH至中性，定容至100 mL。10 000 r/min离心10 min，过0.2 μm滤膜，取上清液进行测定。色谱条件：C18柱(250 mm×4.6 mm×5 mm)；流速0.8 mL/min；手动进样，进样量10 μL；流动相：V(甲醇)∶V(水)=60∶40，加入0.05 mol/L的四丁基磷酸二氢胺；检测波长204 nm；柱温25℃。根据保留时间定性，峰面积外标法定量。

1.4.5a*的测定

设置色差计为CIEL*a*b*颜色模型，测定肉品a*，a*越大表示越红。每个肉样随机测3个点取平均值。

1.4.6 TBARs值的测定

参考马丽珍[12]的TBARs测定方法并加以改进。称取10.00 g肉加入25 mL去离子水，充分匀浆，再加入5%三氯乙酸(TCA)25 mL，搅拌均匀，静止30 min，双层滤纸过滤2次，再用5% TCA将滤液定容至50 mL。取5 mL上清液于比色管中，然后加5 mL 0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液(TBA)。将混合液在(80±1)℃恒温水浴锅中加热40 min，冷却至室温，532、600 nm测定吸光度，每个样品重复测定3次。

(1)

1.4.7 NO的测定

参考NO自由基的检测方法[13]并加以改进。选用2 mm溶液电极，将其极化，根据溶液1(0.1 mol/L H2SO4溶液+0.1 mol/L KI溶液)和溶液2(50 μmol/L NaNO2)的化学反应产生NO来标定电极，绘制关于NO与电流标准曲线。电极尖端浸在样品溶液中，测定电流值。根据标准曲线计算样品中NO含量，每个样品重复测定3次。

1.4.8 数据处理

实验数据采用Excel、SPSS软件进行处理和分析。

说明：(1)每组均为测定结果的平均值；(2)当P<0.05为具有显著差异，P<0.01为具有极显著差异；(3)同组数据中标有不同大写字母、小写字母分别表示组间差异极显著和显著。

2 结果与分析

2.1不同抗氧化对西式火腿品质的影响

2.1.1 不同抗氧化剂对西式火腿NaNO2残留量的影响

图1 抗氧化剂对西式火腿中NaNO2残留量的影响Fig. 1 Effect of antioxidants on residual nitrite contents in western-style ham

2.1.2 不同抗氧化剂对西式火腿中亚硝胺含量的影响

由图2可以看出，抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠均能降低亚硝胺生成量(P<0.01)。当添加500 mg/kg异抗坏血酸钠时，亚硝胺含量为1.05 μg/kg，降低69.39%，效果好于其他3种抗氧化剂。目前已发现多种天然的或合成的食品中的组分对亚硝胺的形成有重要影响，其中，抗坏血酸类抗氧化剂阻断亚硝胺形成的效果最好，在肉制品的腌制过程中较常采用[15]。图1和图2结果显示,随着抗氧化剂添加量的增加，西式火腿中亚硝胺生成量的变化与NaNO2残留量的变化趋势基本相同，根据本实验结果可推断，抗氧化剂具有抑制亚硝胺生成的作用原因可能是先降低NaNO2残留量进而使亚硝胺生成量减少。

图2 抗氧化剂对西式火腿中亚硝胺含量的影响Fig. 2 Effect of antioxidants on N-nitrosaminecontents in western-style ham

2.1.3 不同抗氧化剂对西式火腿a*的影响

由图3可以看出，抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠4种抗氧化剂均可提高肉品a*，添加量影响极显著(P<0.01)。其中，异抗坏血酸钠组效果最好，当添加量达到500 mg/kg时，a*比不添加时的12.75提高了13.49%。NaNO2会与肌肉中的乳酸作用产生亚硝酸，但亚硝酸不稳定会分解NO，NO与肌肉蛋白结合产生红色的亚硝基肌红蛋白，使肉品产生稳定的红色[14]。4种抗氧化剂均具有较强的还原性，通过促进生成NO，使肉品a*升高，由于其促进NaNO2还原为NO能力不同，所以不同添加组a*有所差异。

图3 抗氧化剂对西式火腿a*的影响Fig. 3 Effect of antioxidants on a* in western-style ham

2.1.4 不同抗氧化剂对西式火腿TBARs值的影响

由图4可以看出，随着4种抗氧化剂添加量的增加，火腿TBARs值均降低(P<0.01)，其中异抗坏血酸钠效果最佳，当添加量为500 mg/kg时，TBARs值仅为0.12 mg/100 g，降低了60.00%。FARIHEEN推测NaNO2可减缓脂肪氧化的原因可能是NO与硫醇基团和过渡金属离子的相互作用[16]，抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠通过促进生成NO，增强其与硫醇基团和过渡金属离子相互作用，从而降低脂肪氧化度。

图4 抗氧化剂对西式火腿TBARs值的影响Fig.4 Effect of antioxidants on TBARs in western-style ham

2.2异抗坏血酸钠对NaNO2转化途径的影响

以上实验结果表明，异抗坏血酸钠降低西式火腿中NaNO2残留与减少亚硝胺生成的效果最好，同时有研究发现异抗坏血酸钠也具有加强NaNO2抗肉毒杆菌的效果[17]。添加500 mg/kg异抗坏血酸钠对NaNO2转化途径的影响见图5。肉制品中NaNO2主要存在歧化[8]和降解反应[10]。从图5可以看出，添加异抗坏血酸钠后，参与歧化反应的NaNO2由27%降到17%，参加降解反应的NaNO2由9%升高到65%，残留量由64%降到18%。说明异抗坏血酸钠会抑制NaNO2发生歧化反应，大幅度促进NaNO2降解反应的发生，使NaNO2残留量显著降低。对于异抗坏血酸钠降低NaNO2歧化反应及增强降解反应的作用机制还需深入研究阐明。

图5 异抗坏血酸钠对NaNO2转化途径的影响Fig. 5 Effect of sodiumisoascorbate on nitrite conversion pathway

3 小结

实验结果表明，抗坏血酸、抗坏血酸钠、异抗坏血酸和异抗坏血酸钠均能降低西式火腿中NaNO2残留量，减少亚硝胺生成量，稳定肉品色泽和延缓脂肪氧化。随着添加量增加，效果越显著。其中，异抗坏血酸钠效果最好，当其添加量为500 mg/kg时，NaNO2残留量为26.24 mg/kg，清除率达到72.49%，亚硝胺含量为1.05 μg/kg，降低69.39%，a*值提高13.49%，TBARs值降低60.00%。

添加异抗坏血酸钠会改变西式火腿中NaNO2转化途径，异抗坏血酸钠能够抑制NaNO2歧化反应，大幅度增强降解反应的发生，使NaNO2残留量显著降低。

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Effectofantioxidantsonqualityandnitriteconversionpathwayinwestern-styleham

GUO Sha-sha, CHEN Yi-lun*, YAO Qiao-yun, PENG Xiao

(Key Laboratory of Food Processing Technology and Quality Control in Shandong Province, College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China)

Ascorbic acid, sodium ascorbate, isoascorbic acid and sodium isoascorbate were added into fresh pork before cooking. The changes of nitrite, N-nitrosamine, red value and lipid oxidation were studied. Effect of antioxidant on nitrite conversion pathway was measured by the contents of nitric oxide, nitrate and nitrite. The result showed that the antioxidants could significantly reduce residual content of nitrite and N-nitrosamine content, improve the red value and delay lipid oxidation. Sodium isoascorbate was the best. When the dosage of sodium isoascorbate was 500 mg/kg, the residual content of nitrite was 26.24 mg/kg, the degradation rate was 72.49%, N-nitrosamine content was 1.05 μg/kg, decreased 69.39%,a*value increased 13.49%, TBARs decreased 60.00%. After adding 500 mg/kg sodium isoascorbate, the nitrite content in the disproportionation reaction decreased from 27% to 17%, the nitrite content in the degradation reaction increased from 9% to 65%, and the residual content decreased from 64% to 18%. The results showed that sodium isoascorbate could inhibit nitrite disproportionation reaction, but significantly promote the degradation reaction, resulting in a significant decrease in the content of residual nitrite.

western-style ham; antioxidant; nitrite; quality; conversion pathway

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013291

硕士研究生(陈义伦教授为通讯作者，E-mail: cylun @ sdau. edu. cn)。

山东省科技攻关计划项目(2014GSF120005)

2016-10-29，改回日期：2016-12-30