天然抗氧化剂在肉制品中抑制脂肪及蛋白质氧化方面的研究进展

李明

摘要：肉制品中的脂肪、蛋白质含量丰富，水分活度高，在贮运过程中易被氧化而产生酸败味和褪色，从而失去食用价值和商业价值。因此，如何提高肉制品的货架期成为肉品工业的挑战之一。天然抗氧化剂具有安全性高、抗氧化能力强、无副作用和防腐保鲜等优点，将在肉类工业领域具有广阔的前景。本文简要介绍了脂肪及蛋白质氧化的机理及抗氧化剂在肉及肉制品中的作用机理，重点综述了天然抗氧化剂在肉制品中抑制脂肪及蛋白质氧化方面的研究进展，讨论了天然抗氧化剂的研究现状及以后的研究趋势。

关键词：天然抗氧化剂;活性物质;抗氧化机理;肉制品

肉和肉制品在加工和流通过程中，经常会出现氧化酸败和褪色现象，脂肪和蛋白质的氧化是除微生物污染外最大的影響因素。肉类食品中的氧化作用可引起脂类和蛋白质降解，使得食品风味和香气失去，对营养价值和感观品质产生不良影响。因此，为了防止肉制品变质以及变质所带来的危害，抑制肌肉中脂肪氧化是非常重要的。除了在肉制品的加工和流通环节中采真空包装等物理措施外，在肉制品中添加适量安全、高效的抗氧化剂也是一种很好的方法。目前工业上使用的大多数是合成抗氧化剂，虽然抗氧化效果好，但其安全性一直受到质疑，因此，天然抗氧化剂的开发利用成为肉品工业领域研究的一大热点，大力开发天然抗氧化剂并应用于肉品工业领域具有重要而广阔的前景。

一、肉及肉制品中蛋白质和脂肪的氧化机理

畜肉、禽肉、海产品等对氧化过程很敏感，主要是因为肌肉组织中含有高浓度的易被氧化的脂类、亚铁血红素、过渡态的金属离子和各种氧化酶，而脂肪氧化和蛋白氧化是引起食品品质劣变的主要因素。Montgomery等指出在红肉中肉色的褪色和氧化酸败或形成不良风味主要是由于肌红蛋白的氧化和脂肪的氧化引起的。一般来说，肌红蛋白氧化和脂肪氧化是同时出现的，并且它们之间会相互加速彼此的氧化过程。Chan等利用肌红蛋白-脂质氧化体系研究氧合肌红蛋白对脂肪氧化的作用，发现在氧合肌红蛋白氧化的过程中，肌红蛋白能催化脂肪氧化，在相同浓度情况下，氧合肌红蛋白的催化作用比高铁肌红蛋白的催化作用更强，并且在氧合肌红蛋白氧化过程中产生了过氧化氢（H2O2），H2O2与肉中的铁离子能通过Fenton反应产生羟基自由基（·OH），此外，在加工过程中离子辐射（X-射线、γ-射线）也会产生羟基，紫外线照射产生单线态氧（1O2），动物体内自身新陈代谢和呼吸链电子传递过程中的电子转移产生的超氧阴离子（O2-·）自由基等。

二、天然抗氧化剂的作用机理

目前食品工业主要使用的氧化剂有合成抗氧化剂和天然氧化剂。凡能够干扰自由基连锁反应的引发及扩散过程，并具有可以抑制自由基反应过程的任何物质，都可以被称为抗氧化剂或者自由基清除剂。

（一）清除自由基

脂类化合物的氧化反应主要涉及自由基的链反应，为了抑制氧化的进行，添加抗氧化剂是除了利用包装隔绝空气和光线外抑制氧化的最有效的手段。酚类化合物与脂类自由基反应后形成的自由基稳定性高，原因是未成对的电子在可以苯环上离域分布，因此，有效的自由基终止剂必须具备的条件为：（1）能够给脂类自由基提供氢原子;（2）产生的稳定性高的自由基。

（二）螯合金属离子

金属离子的价态发生变化过程起到了传递电子的作用，因此可缩短连锁的引发期的时间，从而使脂类化合物氧化的速度加快。金属离子螯合剂是通过螯合引发链反应的物质作用以此来抑制自由基的生成，并不能直接与自由基结合，从而只是间接地起到抗氧化作用，因此单独使用时效果不佳，应与其它抗氧化剂混合使用。

（三）消除氧

此类抗氧化剂主要是通过本身发生氧化还原反应以此来抑制氧化。如Vc由于分子2， 3位上有两个相邻的烯醇式羟基，它们具有较强的还原性，因此可以有效地消耗油脂中的氧，还原油脂中的过氧化物，从而抑制氧化反应的发生。同样，亚硫酸及其盐类在食品中极易发生氧化反应生产硫酸及硫酸盐，因而也起到抗氧化作用。

（四）作用于自由基有关的酶

有研究发现，槲皮素可抑制次黄嘌呤氧化酶及细胞色素P-450的活性，甘草次酸由能抑制苯丙羟化酶而起到抗脂质氧化的作用，黄皮酰胺抑制谷胱甘肽过氧化酶活性，TP能够有效抑制细胞中细胞色素P-450和NADPH（细胞色素还原酶）的活性。

三、天然抗氧化剂在抑制脂肪和蛋白质氧化方面研究进展

人们越来越倾向于选择天然的食品，这促使食品企业开始在各种产品中添加天然的抗氧化剂来减少脂肪氧化劣变，提高食品的质量和营养价值[5]。

（一）天然抗氧化剂在抑制肉及肉制品脂肪氧化方面的应用

很多中草药、香辛料和它们的提取物已被加到各种食品中来提高食品的风味特性并延长其货架期[6]。冷冻的包装的肉和肉制品的货架期较短，流通困难。很多研究都表明使用天然的抗氧化剂可以提高肉制品的质量，进而延长肉制品的货架期。天然抗氧化剂可以在屠宰前通过饮食喂给动物，也可以屠宰后将其直接涂到肉的表面或者采用活性包装。天然抗氧化剂可以显著地延迟脂肪氧化。

（二）天然抗氧化剂在抑制肉及肉制品蛋白质氧化方面的应用

当消费者评价肉的质量时，经常依据肉色判断肉的新鲜度，所以肉色是反映肉食用品质的最重要的因素。肉的颜色变化是由于鲜红色的氧合肌红蛋白氧化成高铁肌红蛋白，它将赋予肉没有吸引力的棕褐色。一些研究者认为天然的抗氧化剂可以通过保持肉的红度值（a*）减少肉色的损失并减慢高铁肌红蛋白的形成速度。食用天然抗氧化剂可以影响肉色，如添加牛至精油的羊肉（1 mL/kg）具有较高的红度值（a*）和黄度值（b*）;另一个例子就是在牛排表面喷洒迷迭香和抗坏血酸的溶液，在冷藏过程中高铁肌红蛋白的生成量减少并赋予肉较新鲜的红色。但是，Carpenter也指出向猪肉馅饼中添加葡萄籽和熊果的提取物，猪肉馅饼的颜色参数（亮度值 L*， 黄度值b*，红度值a*）没有发生改变，在新鲜的鸡胸肉中也有相似的结果，这说明有一些抗氧化剂可以抑制脂肪氧化，但对色素氧化并未起到良好的抑制作用。

四、问题及展望

添加抗氧化剂是控制肉类产品脂肪氧化最简便的方法之一。我国具有丰富的植物资源，具有开发天然抗氧化剂的潜力。天然抗氧化剂取代化学合成抗氧化剂必将是食品工业的发展趋势之一，开发安全、高效、成本低廉的天然抗氧化剂应用于肉制品中是今后的研究方向。但在研究过程中仍需注意下列问题：1）我国天然抗氧剂资源的开发应向资源丰富、含量高的植物发展，扩大规模，降低成本，实现工业化生产，运用现代化生物技术开发高性能、高纯度、高稳定性的产品。2）单一活性成分抗氧化作用往往弱于混和物，应重视对抗氧化活性成分之间抗氧化协同作用的研究，寻找并合成高效、低毒、复合型抗氧化剂。3）天然抗氧化剂的作用机制、应用范围和影响因素还不十分清楚，而且并非所有天然抗氧化剂都是绝对的安全、无毒，因此在决定使用某种天然抗氧化剂时仍需要通过毒理学检验。人体内许多慢性疾病是由于氧化产生的自由基导致的，而天然植物中的许多抗氧化成分如黄酮、多酚、生物碱、萜烯类化合物都有抗氧化作用，这些物质可能具有预防疾病的功效。在研究天然抗氧化剂控制肉制品中脂肪氧化的同时也可考虑其保健功能和医疗价值。

参考文献：

[1]刘小红， 张尊听. 市售天然植物香料的抗氧化作用研究[J]. 食品科学， 2002， 23（1）： 143-145.