玉米须总黄酮提取物对猪肉脯抗氧化性影响的研究

胡佳慧， 刘 璐， 乔 宇，*， 廖 李， 李弥友， 汪 兰，石 柳， 丁安子， 李 新， 吴文锦

(1.湖北省农业科技创新中心 农产品加工分中心/湖北省农业科学院 农产品加工与核农技术研究所，湖北 武汉 430064； 2.湖北绿亿园农产品有限公司， 湖北 潜江 433100)

目前，我国玉米种植面积高达2.3×107hm2，玉米须的年产量约为750万t[1]。就玉米的餐用价值而言,只有玉米粒被食用,而玉米苞叶、玉米芯和玉米须等都为大家所忽略。事实上，玉米须不但含有丰富的营养物质及活性成分,如挥发油、皂苷、黄酮类物质、生物碱、多聚戊糖、有机酸等[2-3]，还含有较高药用价值的黄酮类化合物[4]。

猪肉脯具有风味独特、营养丰富、食用方便等特点，已成为人们居家旅游的必备美食，深受消费者偏爱，且生产与消费量只增不减。但猪肉脯脂肪氧化会给肉的风味带来不良影响，尤其是当氧化进行到一定程度时，会引起酸败，产生异味或臭味，导致肉制品品质的劣化。在肉制品中添加抗氧化剂是最直接有效的方法[9]，但过量使用化学抗氧化剂，会引起肝脏增大，并有可能致癌[10]。因此，天然抗氧化剂在食品加工中的应用越来越受到人们的关注和认可。本实验尝试将纯化后的玉米须总黄酮添加至猪肉脯中，贮藏26 d后，通过POV值、色度测定和电子鼻实验，对比研究玉米须总黄酮以及植酸、BHT对猪肉脯抗氧化性，旨在为玉米须总黄酮作为天然抗氧化剂广泛应用在食品中提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

玉米须京甜紫花糯的柱头；冷却肉，调味料(生姜、酱油、红曲、糖、味精)，均购于湖北省武商量贩农科院店。

1.2 试剂与仪器

芦丁，纯度98%～100.02%，生化试剂，上海展云化工有限公司; “Onozuka”R-10 纤维素酶，酶活10 000 μ/g，日本Yakult公司;氯化钠、 NaOH、冰醋酸、盐酸、石蜡、硼酸、三氯乙酸、硫代硫酸钠、三氯甲烷、碘化钾、淀粉、2-硫代巴比妥酸、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、壳聚糖、营养琼脂无水乙醇等均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；电子分析天平，Sartorius Instruments Ltd.德国；FOX4000型电子鼻，法国Alpha MOS公司；752型紫外可见分光光度计，上海尤尼科仪器有限公司；DZQ400-ZD型真空充气包装机，江苏腾通包装机械有限公司；HW·SY21-K型电热恒温水浴锅，谦科仪器设备(上海)有限公司；CZN-DD型超净工作台，天津市中环实验电炉有限公司；恒温培养箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.3 原料处理

1)玉米须总黄酮粗提物的提取：选取质地均匀的玉米须进行干燥、粉碎，粉碎后过40目筛。取干燥玉米须粉末17.5 g于三角烧瓶中，纤维素酶0.35 g(3 500 U) ，玉米须粉末与30% 乙醇按料液比1∶20添加，调节pH值至4.5，转移至恒温水浴锅中，于45 ℃条件下回流提取2.5 h。灭酶30 min，离心，浓缩，冷冻干燥后纯化。

2)猪肉脯制作工艺：原料预处理→绞肉→腌制→抹片→烘干→焙烤→整形→切片→冷却→包装。

分别将纯化后的玉米须总黄酮、植酸、BHT按0.2 g/kg添加至猪肉脯中，贮藏3个月后测定各项指标。

1.4 实验方法

1)纯化后玉米须总黄酮提取物对·OH的清除实验：向试管中分别加入不同浓度的玉米须总黄酮提取物溶液1.00 mL，FeSO4溶液2.00 mL，水杨酸-乙醇1.50 mL，最后加入0.03% H2O20.10 mL 启动反应，振荡混合，37 ℃水浴30 min，在波长510 nm下测定吸光度。同时配制相同梯度浓度的BHT溶液，作为对照组[11]。

·OH清除率计算见公式(1)：

(1)

式(1)中，D为·OH的清除率；A0为空白管的吸光度；As为加入自由基清除剂后的吸光度。

2)纯化后玉米须总黄酮提取物对DPPH自由基的清除实验：向试管中加入3.5 mL 6.5×10-5mol/L DPPH溶液和0.5 mL 60%的乙醇，总体积为4 mL，混匀20 min后，于比色皿中在517 nm处测定吸光值，记为A0；加入3.5 mL 6.5×10-5mol/L DPPH溶液和0.5 mL质量浓度分别为5、10、15、20、25 mg/mL待测试样溶液，测定值记为As；加入3.5 mL体积分数为60%的乙醇和0.5 mL质量浓度分别为5、10、15、20、25 mg/mL待测试样溶液，测定值为Ar，用3.5 mL无水乙醇和0.5 mL 60%乙醇作为参照，以上各管均做3组平行实验。按式(2)计算对DPPH自由基的清除率R。

(2)

式(2)中，R为清除率，%；As为加入样品的吸光度；Ar为本底吸收的吸光度；A0为空白溶液的吸光度。

3)纯化后玉米须总黄酮对Fe3+还原能力测定参照文献[12]，稍作修改：取磷酸盐缓冲液(pH值为6.6，浓度0.2 mol/L)2.5 mL于试管中，分别加入0.3 mL不同质量浓度的玉米须总黄酮提取物溶液(0.070 8、0.141 6、0.212 4、0.283 2、0.354 0 mg/mL)，混匀后加入1 mL 1%的铁氰化钾，置于50 ℃水浴反应20 min。冷却后加入10%三氯乙酸1 mL，混均。取2.5 mL上清液，加入2.5 mL蒸馏水及0.5 mL 0.1% 三氯化铁，反应5 min后于700 nm波长处测定吸光值，吸光值越高，表示还原能力越强。以BHT 溶液作为对照组。

4)猪肉脯POV值的测定：按GB/T 5538—2005 方法测定POV值[13]。

5)猪肉脯色度的测定：用便携式色差计测定L*(亮度)、a*(红绿值)和b*(黄蓝值)，色差仪经过校正后使用，将镜头垂直于肉面上，镜头紧扣肉面，按下摄像按钮，色差值即显示于显示屏，每个样品重复测5次，取平均值。

6)猪肉脯电子鼻的测定(见表1)。

表1 实验参数Tab.1 Experimental parameters

2 结果与分析

2.1 纯化后玉米须总黄酮对·OH的清除作用

羟自由基是活性最强的氧自由基，当羟自由基过多时会引发不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应，故研究清除羟自由基对维持机体正常的生理活动和抗衰老有重大意义。实验分别测定了纯化后质量浓度为0.091 23、0.109 48、0.131 37、0.157 65、0.189 17、0.227 01 mg/mL的玉米须总黄酮对羟自由基的清除作用，其IC50达到0.155 mg/mL(见图1)。由图1可知，玉米须总黄酮浓度越大，清除能力越强。

图1 玉米须总黄酮对·OH的清除作用Fig.1 OH free radical scavenging ability of purified total flavonoids

2.2 纯化后玉米须总黄酮对DPPH自由基的清除作用

DPPH(二苯代苦味酰基自由基)自由基清除法已被广泛应用于水果、中药材等提取物中筛选抗氧化活性物质[14]。通过分光光度法在517 nm处有强吸收和其乙醇溶液呈紫色的性质，当抗氧化剂存在时，由于其孤对电子配对而吸收消失或减弱使得紫色变浅的特点，可测定不同质量浓度的玉米须总黄酮对DPPH自由基的清除作用(见图2)，其对DPPH自由基的清除率随浓度的增加而增强，其IC50为0.049 mg/mL。

图2 玉米须总黄酮对DPPH自由基的清除作用Fig.2 DPPH free radical scavenging ability of purified total flavonoids

2.3 纯化后玉米须总黄酮对Fe3+ 的还原能力

考察抗氧化剂的另一指标是测定其对Fe3+的还原能力。玉米须总黄酮能抑制自由基转移电子，使自由基转化为较为稳定的产物，从而终止自由基系列反应。采用分光光度计比色法，在700 nm处测定吸光值，且吸光值越高，表示还原能力越强(见图3)，玉米须总黄酮的还原能力随着浓度的增大而增强。

图3 玉米须总黄酮对Fe3+的还原能力Fig.3 Effect of purified total flavonoids on reducing power of Fe3+

2.4 玉米须总黄酮对猪肉脯POV值和颜色的影响

在贮藏过程中, BHT、植酸和玉米须总黄酮的POV值低于对照组(见图4和图5)，抗氧化作用的大小顺序为玉米须总黄酮、植酸、BHT。贮藏26 d后，对照组的POV值达到3.75 meq/kg,而添加玉米须总黄酮的POV值为1.635 meq/kg；猪肉脯的α*随贮藏时间增加而上升，BHT和玉米须总黄酮对α*值上升有明显抑制作用。

图4 不同抗氧化剂对猪肉脯POV值的影响Fig.4 Influence of different antioxidants on POV values of dried pork slices

图5 不同抗氧化剂对猪肉脯α*的影响Fig.5 Influence of different antioxidants on α* values of dried pork slices

油脂氧化是指食品体系中氢过氧化物达到一定浓度时，在氢过氧基两端的单键上，形成烷氧基自由基，再通过不同途径形成烃、醛、醇、酸等不良化合物。植酸和BHT作为抗氧化剂混用剂，本身具有抗氧化能力，自身被氧化，消耗了导致食品氧化的氧气，故一定程度抑制猪肉脯的氧化进程；黄酮则作为自由基清除剂抑制油脂的氧化，纯化后的玉米须总黄酮对·OH自由基和DPPH自由基的IC50达到0.155 mg/mL和0.049 mg/mL，一定程度阻断不良化合物的合成。实验结果表明：玉米须总黄酮对猪肉脯有较好的抗氧化效果。

2.5 玉米须总黄酮对猪肉脯风味的影响

FOX4000型电子鼻系统共有18个金属氧化物传感器，通过传感器响应值，记录猪肉脯产生的气味。图6为猪肉脯样品对比的雷达指纹图谱，从图6中可以清晰看到，4个样品气味在传感器 LY2/GH、LY2/G、LY2/AA 、LY2/gCTL上响应值差别相对比较明显，在其他传感器上差别不明显。

HT—黄酮；ZS—植酸；BHT—二丁基羟基甲苯；KB—空白图6 猪肉脯样品的特征气味指纹图Fig.6 Characteristic odor fingerprints of dried pork slices

4个猪肉脯样品的电子鼻主成分分析见图7。每个样品的3次不重复进样构成一个独立的族群，表明分析的重复性合格。由图7可见，第1主成分的方差贡献率为79.671%，第2主成分的方差贡献率为14.378%。二者累积方差贡献率为94.049%，说明第1主成分轴和第2主成分轴包含了样品很大的信息量，能反映样品的整体信息。在PCA图中，可以清楚看到玉米须总黄酮样品的数据点与对照组最接近，植酸样品的数据点与对照组最远，可以用相似度表示样品间区分程度的大小。通过分析计算，添加了植酸、BHT和玉米须总黄酮的猪肉脯气味，与未添加抗氧化剂的猪肉脯(空白)的气味的相似度分别为17.06%、53.64%和94.95%，玉米须总黄酮与空白组相似度最高，表明二者的气味最接近。

图7 猪肉脯样品的主成分分析结果Fig.7 Principal components analysis results of dried pork slices

由以上电子鼻分析结果可知，在猪肉脯中加入玉米须总黄酮对猪肉脯的风味没有显著影响，而植酸和BHT对风味的影响较大。

3 结 论

1) 与未添加任何抗氧化剂的空白组猪肉脯对比，向猪肉脯中添加了不同的抗氧化剂时，均可抑制油脂的自动氧化，表现出一定的抗氧化性质。纯化后的玉米须总黄酮对猪肉脯氧化过程中POV值的抑制作用高于BHT 与植酸，电子鼻检测结果也表明玉米须总黄酮对风味影响最小。

2) 玉米须总黄酮与常用工业抗氧化剂BHT和植酸相比，具有较强的清除羟基自由基和DPPH自由基的能力。而且，玉米须总黄酮是安全无毒的天然提取物，可用于医药、保健食品生产，或作为食品添加剂，市场应用前景广阔。

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