桂皮提取物对中式香肠脂质、蛋白氧化和品质的影响

蒋栋磊，顾于滨，裴慧洁，练良晋，葛庆丰,2*，于海,2，吴满刚,2，尹永祺，汪志君

1 (扬州大学 食品科学与工程学院，江苏 扬州，225127) 2(江苏省淮扬菜产业化工程中心，江苏 扬州，225127)

桂皮提取物对中式香肠脂质、蛋白氧化和品质的影响

蒋栋磊1，顾于滨1，裴慧洁1，练良晋1，葛庆丰1,2*，于海1,2，吴满刚1,2，尹永祺1，汪志君1

1 (扬州大学 食品科学与工程学院，江苏 扬州，225127) 2(江苏省淮扬菜产业化工程中心，江苏 扬州，225127)

由于化学合成抗氧化剂存在安全隐患，在肉制品加工中寻求天然抗氧化剂已成为研究热点。实验以桂皮为原料，通过乙醇制备桂皮提取物应用于中式香肠，研究其对中式香肠理化品质的影响，以及抗脂肪氧化和蛋白氧化的效果。结果表明，pH整体呈先下降后上升趋势；28 d时0.3%和0.6%桂皮提取物组的Aw值在0.72左右；桂皮提取物组L*值和a*值显著高于空白组；各处理组脂肪抗氧化和蛋白抗氧化效果显著高于空白组，且提取物添加量越高抗氧化活性越强，其中0.6%桂皮组抗氧化效果与0.02% 二丁基羟基甲苯(baty lated hydroxytoluene,BHT)组相当，桂皮提取物能有效抑制中式香肠中TBA值和羰基值的升高，改善香肠的品质。因此，桂皮提取物在一定程度上可以作为替代合成抗氧化剂的天然抗氧化剂。

桂皮；中式香肠；脂肪氧化；蛋白氧化；品质

目前香辛料的研究主要集中在其氧化活性方面，香辛料提取物对中式香肠品质和抗氧化方面的研究较少[9]，我国传统中式香肠主要为自然发酵，技术水平落后，由于中式香肠中富含大量蛋白和油脂物质，在加工和贮藏过程中与空气中的氧气发生反应发生褐变、变味等现象，且一些重金属离子(Fe2+)催化自由基的产生，介导脂质过氧化。香辛料作为天然抗氧化剂，在一定程度上能有效减缓中式香肠氧化程度，促进其对金属离子的螯合作用，减少自由基产生，保护肉类颜色稳定性，延长中式香肠保质期[10]。

桂皮又被称为肉桂、官桂或香桂，是最早被人们使用的香辛料之一，桂皮中除了富含常规的膳食纤维和碳水化合物外，还含有酚类物质、精油辛辣物质和色素，其抗氧化的成分主要有桂皮醛、查尔酮、桂皮酚、乙酸桂皮脂、肉桂醇、肉桂酸等[11-13]。本课题选取市售的桂皮，通过乙醇提取制备成桂皮提取物并应用于中式香肠中，研究其对香肠发酵品质、脂质氧化及蛋白氧化的影响，为开发天然抗氧化剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪肉、糖、盐、味精、大曲、桂皮、肠衣、二丁基羟基甲苯(BHT)、亚硝酸钠(NaNO2)均为市售；EDTA、2-硫代巴比妥酸、CHCl3、十水焦磷酸钠、顺丁烯二酸、KCl、MgCl2·6H2O、EGTA、DNPH、乙醇、乙酸乙酯、HCl、盐酸胍、三氯乙酸、CuSO4·5H2O、酒石酸钾钠等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FE20K pH计、AL204电子天平上海梅特勒-托利多仪器有限公司；DK-S28电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；WFZ UV-2100紫外可见分光光度计，上海尤尼柯仪器有限公司；TMS-Pro质构仪，Food Technology Corporation；SC-80C全自动色差仪，北京康光光学仪器有限公司；HD-3A水分活度测量仪，无锡华科仪器仪表有限公司；IKAT 18匀浆机，上海书培实验设备有限公司；RE-52AA旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；JXF挂墙式控制箱，瑞安市瑞龙电器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 桂皮提取物的制备

将桂皮冲洗干净，烘干，用粉碎机粉碎。称取1.000 g放入干燥的圆底烧瓶中，加50 mL 70%乙醇，置于超声仪中强超声30 min，相同条件下过滤3次，合并3次滤液，用旋转蒸发仪蒸除溶剂即获得提取物。再用70%乙醇准确配制一定浓度的香辛料提取液，转移到棕色试剂瓶中保存，备用[12]。

1.3.2 香肠的配方及工艺流程

原料猪肉(肥瘦肉质量3∶7)、糖7%、食盐3%、味精0.2%、酒曲20 mL/kg、水10%、桂皮提取物0.3%、桂皮提取物0.6%、BHT 0.02%(参照国标GB 2760—2014 食品添加剂使用标准)、NaNO20.015%(参照国标GB 2760—2014 食品添加剂使用标准)。

香肠制备流程：原料肉预处理→绞碎→配料→添加香辛料→灌肠→结扎→发酵→干燥成熟。

发酵条件：发酵(30±0.5℃，1天，RH 95%)→成熟(16±0.5℃，2天，RH 90%；16±0.5℃，2天，RH 87%；16±0.5℃，2天，RH 85%；12±0.5℃，7天，RH 80%；12±0.5℃，14天；RH 75%)。

有的高校对项目（课题）经费的管理法人负责制落实不到位，高校的相关部门没有针对国家新出台的政策制定相应的管理制度。对“十二五”“十三五”期间立项的科研经费的管理还是按“十五”“十一五”期间制定的管理办法去管理，导致管理水平与现有的政策规定脱节和不配套，内部控制薄弱，科研管理和财务管理不规范，导致部分课题资金的真实流向脱离监管［6］。

1.3.3 pH值的测定

按照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》执行[14]。

1.3.4 水分活度(Aw)的测定

将香肠去肠衣后，切碎平铺于干燥的水分活度测试盒内，用水分活度仪进行水分活度测定。

1.3.5 色差的测定

参照MORONEY等[15]的方法，并略作修改。将香肠去肠衣，切成厚度不超过3～4 mm的圆片，用色差仪进行测量；a*表示红度；b*表示黄度；L*表示亮度。

1.3.6 质构的测定

参照李俊霞等[16]的方法，并略作修改。用切片刀将样品切成1 cm3的立方体，“T” 型金属压头连在材料仪上，TPA参数设置为：感应源1000 N，初始力0.3 N，压缩比 50%，测前速度：2 mm/min，测中速度：1 mm/min，测后速度：1 mm/min，2次循环，测定项目：硬度(N)；内聚性(Ratio)；弹性(mm)；胶黏性(N)：咀嚼性(mJ)。

1.3.7 TBARS值的测定

参照樊康等[17]的方法，并略作修改。称取10 g剪碎的肉样，加入50 mL 7.5% TCA(含0.1% EDTA)，150 r/min振荡30 min，用双湿层过滤纸抽滤2次，取5 mL上清液，加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，在90 ℃水浴40 min，冷却1 h后，离心(2 000 r/min 5 min)，上清液中加入5 mL三氯甲烷，摇匀，静置分层取上清液，分别在532 nm和600 nm下测吸光值。

1.3.8 羰基值的测定

参照章林[18]和RODRGUEZ-CARPENA[19]的方法，并略作修改。取1.5 g肉样(只取瘦肉，搅碎)于50 mL离心管，加15 mL焦磷酸缓冲液，均质。取均质液于离心管中，每管3 mL(实验组和对照组)，加3 mL 20% TCA，振荡混匀，12 000g离心5 min，取沉淀。加3 mL 10%TCA，玻璃棒搅碎，12 000g离心5 min，取沉淀。实验组加3 mL DNPH；对照组加3 mL 2 mol/L HCl，暗处放置30 min，每10 min振荡1次，每次10 s。加3 mL 20% TCA振荡混匀，12 000g离心5 min，取沉淀。加7.5 mL乙醇/乙酸乙酯混合液，玻璃棒捣碎后混匀，12 000g离心5 min，取沉淀，重复3次。加3 mL盐酸胍，摇床上4℃保存过夜。12 000g离心5 min，取上清液在370 nm处测吸光值。

1.3.9 感官评价

选择15名有经验的感官评定人员组成感官评定小组，分别从香肠的外观、组织状态、色泽、气味和口味5个方面进行评价，各项分值求平均值后相加[20]。

1.3.10 统计分析

试验数据均为3次重复的平均值，采用SigmaPlot 10.0作图，采用 DPS 7.05软件进行数据统计分析，平均数之间差异显著性(p<0.05)使用Duncan新复极差法程序。

表1 香肠感官评价标准Table 1 Standards for sensory analysis of sausage

2 结果与分析

2.1 桂皮提取物对香肠pH值的影响

由图1可知，香肠发酵1 d时，5个处理组pH值为6.00左右，香肠成熟到14 d时，各处理组pH值显著下降(p<0.05)，pH值达到5.38～5.64，0.3%和0.6%桂皮组pH值无显著性差异(p>0.05)，添加桂皮组香肠pH值显著低于亚硝酸钠组和空白组(p<0.05)，香肠成熟后期，pH值整体呈上升趋势，这与章林[18]等对中式香肠研究结果报道相一致。随着桂皮提取物添加量增加，香肠pH值降低。成熟前期阶段pH值先下降，可能是香肠中产酸的微生物(如乳酸菌)导致[21]，而成熟后期pH值先上升可能是因为蛋白质分解以及微生物消耗含氮化合物并产生碱性物质[22]。

2.2 桂皮提取物对香肠Aw值的影响

由图2可知，5组香肠发酵1 d时各组水分活度在0.94左右，发酵结束时水分活度在0.72～0.76，各处理组Aw值差异不显著(p>0.05)，且随着发酵时间的延长而下降，可能是香肠中的微生物消耗了产品体系中的部分自由水，Aw值下降。

图1 桂皮对香肠成熟过程中pH的影响Fig.1 Effects of cinnamon on pH values of sausages during ripening

图2 桂皮对香肠成熟过程中Aw的影响Fig.2 Effects of cinnamon on Aw values of sausages during ripening

此外，控温控湿箱的湿度按照试验设计从95%逐渐降到75%，成熟过程中香肠表面水分蒸发，但内部含有大量游离水，对水分活度影响较小，成熟期间，环境中相对湿度下降，香肠内部的水分向外扩散，水分活度开始下降。研究表明水分活度越低，香肠贮藏稳定性越高。

2.3 桂皮提取物对香肠颜色的影响

本试验选择L*值和a*值作为衡量香肠色泽的指标，香肠L*值和a*值在发酵成熟期间呈下降趋势，由于香肠中的氧合肌红蛋白被氧化成褐色高铁肌红蛋白导致。桂皮添加量为0.3%组和0.6%组的之间差异不显著(p>0.05)，随着桂皮添加量增加，L*值和a*值反而下降，可能是由于桂皮本身为棕色对肉的颜色造成了影响。由图3可以看出，各处理组L*值均高于对照组，由图4可知，发酵结束时，添加桂皮提取物组和BHT组a*值显著高于空白组(p<0.05)，桂皮提取物在成熟期间对香肠有护色作用。这与LARA[23]等研究香辛料对肉制品色泽的研究结果相符。

图3 桂皮对香肠成熟过程中L*值的影响Fig.3 Effects of cinnamon on L* values of sausages during ripening

图4 桂皮对香肠成熟过程中a*值的影响Fig.4 Effects of cinnamon on a* values of sausages during ripening

2.4 桂皮提取物对香肠质构的影响

由表2可知，各组香肠的硬度值随着发酵成熟时间延长而增大，各处理组之间硬度均显著高于空白组(p<0.05)，添加0.6%的桂皮组硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性显著高于空白组(p<0.05)，且与合成抗氧化剂(BHT和亚硝酸钠)相当，在香肠成熟前期(14 d)，各处理组之间咀嚼性和胶黏性不存在显著性差异(p>0.05)，桂皮提取物组硬度和弹性显著高于空白组，亚硝酸钠组硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性与空白组相比均显著增加(p<0.05)，发酵末期(28 d)，BHT组的各指标与空白组之间没有显著变化(p>0.05)，亚硝酸钠组硬度、弹性、咀嚼性效果最好。此外，除了硬度，香肠其余指标随着发酵时间延长呈先上升后下降趋势，这与pH值的趋势相一致，pH降低使蛋白质变性，降低了香肠的持水力，导致其结构更紧密，这与GONZLEZ-FERNNDEZDE[24]研究结果一致。随后缓慢下降，可能是桂皮中含有丰富的抗氧化物质，如酚类和萜烯类物质，可以与香肠中的水分结合形成氢键，提高产品的保水性[25-26]。MAQSOODAB研究也表明天然抗氧化剂能有效地减缓香肠的脂肪氧化程度，保持肌纤维膜的完整，减少水分流失，进而在一定程度上延缓了香肠结构增加程度[27]。

表2 香肠发酵成熟的质构分析Table 2 The texture properties of sausages

续表2

指标发酵时间/dCK0 3%桂皮0 6%桂皮BHTNaNO2胶黏性(N)01．65±0．15a1．69±018a1．79±0．05a1．84±0．15a1．90±0．06a1410．00±1．68b14．80±3．22ab16．63±3．86a12．47±1．16ab15．87±2．57a289．10±0．56c12．53±0．76a14．83±0．32b8．60±1．13c9．50±0．78c咀嚼性(mj)01．94±0．15ab2．14±0．10a1．99±0．06ab2．06±0．13ab1．91±0．07b1425．44±6．46b42．13±12．74ab53．96±17．86a37．90±4．47ab49．93±6．80a2826．29±1．33c33．26±3．12b39．82±5．06a25．43±2．65c41．64±1．03a

注：同行肩标小写字母不同表示差异显著(p<0.05)。

2.5 桂皮提取物对香肠脂质氧化的影响

脂质氧化是不饱和脂肪酸与氧或自由基反应生成氢过氧化物的过程。TBARS值是氢过氧化物进一步分解成丙二醛(MDA)等小分子物质，MDA反映了脂肪氧化程度。由图5可知，各处理组TBARS值显著低于空白组(p<0.05)，随着桂皮提取物的添加量增加呈下降趋势，发酵阶段，0.6%桂皮提取物的抗脂肪氧化效果显著低于其余各组(p<0.05)，香肠成熟前期阶段(14 d)，桂皮提取物组抗脂肪氧化程度与BHT组相当(p>0.05)，发酵结束时，空白组、0.3%桂皮组、0.6%桂皮组、BHT组、亚硝酸钠组的TBARS值含量依次为 2.02、1.47、1.35、1.29、0.82 mgMDA/kg。试验结果表明添加桂皮提取物能有效降低香肠TBARS值，防止在发酵成熟过程中肌红蛋白形成，稳定肉制品的颜色[28]。在YANG[29]等试验中，采用乙醇超临界萃取法制备肉桂提取物，研究其不同部位的抗氧化活性，结果表明肉桂提取物具有抗氧化效果，肉桂树皮清除自由基能力显著高于其他部位。DRAGOEV[30]等发现添加黑胡椒粉和孜然粉(含肉桂)能显著稳定干香肠的脂肪氧化。

图5 桂皮对香肠成熟过程中TBARS值的影响Fig.5 Effects of cinnamon on TBARS values of sausages during ripening

2.6 桂皮提取物对香肠蛋白氧化的影响

蛋白质氧化是组织细胞的蛋白质在自由基或活性氧的作用下，某些特定的氨基酸残基发生反应，导致蛋白质的功能与结构的变化，对氧化物的亲和力增强，易于水解、聚合、交联作用而导致细胞功能性损害[31]。蛋白质氧化程度主要通过反应产物来衡量，其中羰基含量是评价蛋白是否被氧化损伤最常用的指标。由图6可知，香肠羰基含量整体呈先上升后下降趋势，桂皮提取物添加量0.6%组显著高于0.3%组，且成熟期间各处理组羰基含量显著高于空白组(p<0.05)，14 d时空白组羰基值达到最大值3.82 nmol/mg蛋白，28 d时羰基值下降，0.3%桂皮组、0.6%桂皮组、BHT组和亚硝酸钠组羰基值分别为3.02、2.80、2.71和2.68 nmol/mg蛋白，0.6%桂皮组与BHT组和亚硝酸组差异不显著(p>0.05)，可能是蛋白羰基进一步发生了反应生成了醇醛缩合物、甲亚胺等。试验结果说明桂皮提取物能有效抑制香肠发酵成熟过程中蛋白氧化，改善其品质。在章林[18]试验中，中式香肠中添加鼠尾草会抑制羰基值升高，降低香肠蛋白氧化程度，但LUN[32]等研究迷迭香在肉饼中的抗氧化测定，发现迷迭香抑制脂质氧化而没有抑制蛋白氧化。鼠尾草和迷迭香含有多种多酚物质，酚类物质与羰基形成的机理还需进一步研究。

图6 桂皮对香肠成熟过程中羰基值的影响Fig.6 Effects of cinnamon on carbonyl content of sausages during ripening

2.7 感官评价

取发酵28 d香肠进行感官评价，其结果如图7，桂皮提取物为褐色，使得香肠色泽低于合成添加剂组，各处理组气味、滋味和组织形态显著优于空白组(p<0.05)，整体上符合消费者的口感，添加桂皮提取物对香肠外观影响较小(p>0.05)，0.6%桂皮组综合得分最高，说明桂皮提取物能保证产品的口感。

图7 桂皮对香肠成熟过程中感官的影响Fig.7 Effects of cinnamon on sensory attributes of sausages during ripening

3 结论

中式香肠中蛋白和脂肪易受到空气中的氧及自由基的影响而发生氧化，产生不良风味和有害物质。将桂皮提取物添加到香肠中，以BHT和NaNO2为对照，试验结果表明：桂皮提取物添加量越多，香肠pH值和Aw值越低，抗脂肪氧化和蛋白氧化效果越好，0.6%桂皮提取物抑制脂肪氧化效果与BHT抑制效果相当，桂皮提取物能稳定香肠色泽，改善质构特性，使香肠结构更紧密。因此，添加桂皮提取物增加产品品质，提高产品脂肪氧化和蛋白氧化活性，为其应用于香肠提供理论参考依据。但桂皮中的酚类、酸类等物质与蛋白氧化形成之间的机理还需进一步验证。

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EffectsofcinnamonextractonlipidandproteinoxidationandqualityinChinese-stylesausage

JIANG Dong-Lei1,GU Yu-Bin1,PEI Hui-jie1,LIAN Liang-Jin,GE Qing-feng1,2,YU Hai1,2*,WU Man-gang1,2,YIN Yong-qi1,WANG Zhi-Jun1

1(College of Food Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225127,China) 2(Industrial Engineering Center for Huaiyang Cuisin of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou 225127,China)

Due to the safety hazard of chemical synthetic antioxidants,the application of natural antioxidant in meat processing has become a hot research topic.In this study,the ethanol extracts of cinnamon were prepared by distillation and applied to the Chinese-style sausage to study the influence on the physical and chemical quality of fermented sausage,as well as the antioxidant effect of lipid and protein.The results showed that the pH value increases after the first decrease,the Aw values of test groups with 0.3% and 0.6% cinnamon extracts maintained at about 0.72 in 28 days.Next,TheL*anda*values of cinnamon extracts group were significantly higher than the blank group.Finally,the antioxidation effect for lipid and protein of each treatment group were also obviously higher than that of blank group and were correlation with the addition of extracts,in which the 0.6% of cinnamon extracts group had the same antioxidant effect of 0.02% BHT.Therefore,the cinnamon extracts could effectively inhibit the increase of TBA value and carbonyl in chinese-style sausage so as to improve the quality of sausage.Therefore,cinnamon extracts could be selected as an alternative for the synthetic antioxidants to a certain extent.

Cinnamon; Chinese-style sausage; lipid oxidation; protein oxidation; quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.015111

博士(葛庆丰高级工程师为通讯作者，E-mail：qfge@yzu.Edu.cn)。

国家自然科学基金(31601535)；江苏省农业科技自主创新项目(CX(16)1007)

2017-07-05，改回日期：2017-10-23