复配天然抗氧化剂在腊肉制品中的应用

安攀宇

(四川旅游学院，四川 成都 610100)

传统腊肉以五花肉为主要原料，脂肪所占比重较大，在贮藏期间脂肪氧化产生的游离脂肪酸是形成腊肉风味物质的前体，但随着贮藏时间的延长，脂肪氧化程度会加剧，产生的过氧化物、酸类、醛类和酮类物质使产品发生变质从而影响产品品质。目前，市售腊肉制品中常使用人工合成的抗氧化剂，如PG(没食子酸丙酯)、BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二丁基甲苯)等。然而，已有许多研究表明这些合成抗氧化剂具有更多副作用，并且食品药品监督管理局(FDA)已于1977年撤回其批准使用BHT。人们对于健康饮食越来越重视的当下，各国对合成抗氧化剂的使用也设定了诸多限制条件[1]。

近年来，越来越多的如茶多酚等天然的植物抗氧化物被提取出来，研究应用在食品的抗氧化和防腐保鲜方面，并取得了较好的效果[2-4]。天然抗氧化剂在食品中应用时，有些抗氧化剂单独添加效果不是很明显，且添加量较大，会增加使用的成本；复合使用则可减少使用量，提高抗氧化效果。本研究通过混料设计复配使用茶多酚、甘草抗氧化物、植酸这三种肉制品中常用的天然抗氧化剂，研究其对传统川式腊肉制品的抗氧化效果，并筛选出复配天然抗氧化剂的最佳配比。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 原辅料

带皮猪五花肉、白酒(52°)、辣椒、八角、食盐、甘草、花椒、白糖、草果、桂皮、茴香等均购于成都麦德龙超市。

1.1.2 食品添加剂

甘草抗氧化物：食品级，江苏普蕾特生物工程有限公司。植酸：食品级，上海津颂实业有限公司。茶多酚[纯度≥98%，表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)含量≥55%]：食品级，安徽红星药业有限责任公司。

1.1.3 主要实验试剂

三氯乙酸，硫代巴比妥酸，盐酸，氢氧化钠，硫代硫酸钠， 盐酸萘乙二胺，对氨基苯磺酸，乙二胺四乙酸(EDTA)，氯仿，氢氧化钾等。

1.1.4 实验仪器

JA2003电子天平，ULTRA-TURRAXT25 Digital分散器，101C-3B型电热恒温鼓风干燥箱，HJ-3磁力搅拌器，XW-80A漩涡混合器，DZ400/2SB真空包装机，DK-8AX型电热恒温水槽，HI9025C便携式pH计，HC-3018R台式高速冷冻离心机，722型分光光度计。

1.2 腊肉的加工工艺

1.2.1 传统腊肉加工工艺流程

原料清洗分割→预处理→低温腌制→烘烤或自然晾晒→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原料筛选

挑选经检验合格的新鲜带皮的猪五花肉，原料肉以皮薄肉嫩、肥瘦层次分明、肥膘在1.0～1.5cm以上为佳。

1.2.2.2 预处理

将挑选的五花肉清洗修刮干净整齐，分割成质量250g～350g、长20cm～30cm、宽4cm～5cm的长方形肉条。为了除去腊肉表面的浮油、污物，将分割好的肉块于30℃左右的清水中漂洗2min～3min，然后沥干水分。

1.2.2.3 腌制

采用干腌法进行腌制，将预先混合好的辅料多次均匀地涂抹在处理好的肉块表面。随后再将处理好的肉块按皮面向下，肉面向上的顺序叠放在腌制缸内，再将剩余的配料均匀撒在肉块的表层。传统的腊肉通常都在冬季的室温中腌制，腌制时间为一周左右。为了防止产品在腌制过程中腐败变质，腌制时应在低温环境进行，腌制温度最好控制在4℃左右[5-6]。腌制过程中注意进行翻缸操作，腌制4～5天后待原料肉腌透即可出缸，出缸后的肉块用30℃左右的清水清洗，并在室温下晾干水分后即可进行烘烤。

1.2.2.4 烘烤

采用变温法烘烤，将完成腌制的肉块送入烘箱，初始烘烤温度为50℃左右，烘烤4h～5h后逐渐升温，升高至60℃后继续烘烤。烘烤时间共需48h，烘烤中注意需翻动肉条，使受热均匀。

1.2.2.5 晾挂、成品

烘烤完成的肉条取出后进行自然降温，到室温后即为成品。

1.2.2.6 包装

加工好的腊肉成品采用真空包装或散装，于室温贮藏。

1.3 腊肉的抗氧化及贮藏实验设计

实验选用了3种天然的抗氧化剂：茶多酚、甘草抗氧化物、植酸，根据Design-expert设计软件中混料设计的D-最优设计模式，设计了以茶多酚、甘草抗氧化物、植酸为自变量，以酸价、过氧化值、TBARS值为响应值的实验。分别对其限定复配比例范围：茶多酚(A)为0.00%～0.04%，甘草抗氧化物(B)0.00%～0.02%，植酸(C)为0.00%～0.02%。试验设计见表1，以随机次序进行，结果用Desgin-expert8.06进行分析，对响应值分别分析优化预测最佳添加量。

表1 响应曲面D-最优设计实验表

1.4 指标测定

1.4.1 酸价测定

油脂的萃取方法[7]：称取经绞碎的肉样100g置于500mL具塞的锥形瓶中，加200mL～300mL经处理的石油醚振荡10min～15min后，静置浸提12h以上，用快速滤纸过滤后，减压回收溶剂，得到腊肉油脂。酸价的测定，采用邱会东等[8]改进的方法进行测量。酸价的计算，按国标[7](GB 5009.229-2016)进行计算。

1.4.2 过氧化值的测定

腊肉样品油脂的萃取同1.4.1，过氧化值按国标GB5009.227-2016[7]中的滴定法进行测定和计算。

1.4.3 TBARS测定

采用Faustman C[9]和Sinhuber R[10]等的方法,测定TBARS值。具体步骤为：称取10g样品，分别加入20%的三氯乙酸25mL和蒸馏水20mL，高速匀浆30s，在4℃下离心(1 800g/min)15 min，过滤取上清液。取上清液5mL，加入0.02M TBA(2-硫代巴比妥酸) 2mL，空白管(2.5mL20%TCA，2.5mL蒸馏水，TBA 5mL)，将样品管和空白管放在94℃中水浴55min后，取出在流水中冷却到室温，置于离心管中4℃下离心(1 800g/min)10 min。将上清液倒入25mL玻璃比色管内并加入5mL氯仿，混匀、静置分层，分别在532nm和600nm处测定上清液的吸光度，结果表示为每1kg肉中丙二醛的毫克数(mg/kg)。计算公式如下所示：

式(1)中：m——样品称取的重量，单位g；

A532——试样在532nm处的吸光值；

A600——试样在600nm处的吸光值。

2 结果与分析

2.1 酸价的响应曲面分析

利用Desgin-expert8.06软件，将产品酸价受到茶多酚、甘草抗氧化物以及植酸添加量影响的结果进行一次多项回归拟合，得到酸价的多元回归方程如下：

酸价=2.98+0.13a-0.356b+0.25c-0.43ab-0.56ac+1.78bc

(2)

式(2)中：a为茶多酚添加量，b为甘草抗氧化物添加量，c为植酸添加量。

对上述回归模型进行方差分析，结果见表2，所选择模型p=0.038 7(p<0.05)，说明该模型显著，BC间交互项极显著(p<0.01)，回归模型定的决定系数R2为0.748 0，说明该模型能够解释酸价74.8%的变化来源于所选变量，此回归方程可以描述各因素与响应值之间的真实关系，可以用此模型对酸价进行分析和预测。通常情况下模型的决定系数R2越高，反映了设计变量参数对响应值的变化影响较大，精密度(Adeq. Precision)是有效信号与噪声的比值，大于4.0视为模型设计合理。

表2 腊肉酸价回归模型方差分析

注：**和*分别表示在p<0.01和p<0.05水平上显著。

实验结果表明，在不添加茶多酚时，甘草抗氧化物和植酸间的交互效应对腊肉产品酸价的影响为：植酸在0.00%～0.01%水平添加量水平下，随着甘草抗氧化物添加量的增加，产品酸价减小，甘草抗氧化物在0.00%～0.01%水平添加量水平下，随着植酸添加量的增加，产品酸价减小，单独添加植酸或甘草抗氧化物，腊肉产品酸价减小，但当甘草抗氧化物和植酸都在0.02%水平时，产品的酸价最大，分析原因可能是植酸和甘草抗氧化物添加量较大时，两种抗氧化剂之间存在拮抗作用，不能起到抗氧化的作用。

2.2 过氧化值响应曲面分析

将产品的过氧化值受到茶多酚、甘草抗氧化物和植酸的影响，利用Desgin-expert8.06软件对其进行一次多项回归拟合，所得过氧化值回归方程如下所示：

过氧化值=0.41-0.15a-0.022b+0.090c+0.20ab-0.0084ac-0.026bc

(3)

式(3)中：a为茶多酚添加量，b为甘草抗氧化物添加量，c为植酸添加量。

对上述模型进行方差分析，结果见表3，由表3可知，模型(p=0.309 4>0.05)，模型对腊肉过氧化值的影响差异不显著，而且各因素和各因素交互作用对过氧化值的影响不显著，回归模型的决定系数R2为0.518 7，说明该模型所选变量对过氧化值的变化影响只有51.87%，此回归方程的拟合度一般，不适于对该产品的过氧化值进行预测研究，只能在配方优化中作为参考值。

表3 腊肉过氧化值回归模型方差分析

2.3 TBARS值响应曲面分析

将复合抗氧化剂对腊肉产品TBARS结果的影响用Desgin-expert8.0软件进行一次多项回归拟合，所得TBARS的回归方程如下所示：

TBARS=0.56-11.67a-4.36b-4.16c+401.11ab+316.98ac-324.77bc

(4)

式(4)中：a为茶多酚添加量，b为甘草抗氧化物添加量，c为植酸添加量。

通过对回归方程所代表的模型进行方程分析，由表4可知，模型(p=0.015 4)，产品的TBARS影响差异显著(p<0.05)，回归模型定的决定系数R2为0.807 2，说明该模型能够解释TBARS 80.72%的变化来源于所选变量，说明该模型适合用于研究抗氧化剂对腊肉产品TBARS值的影响和预测分析。A茶多酚(p=0.003 6)对产品TBARS的影响差异极显著，AB(p=0.011 5)、AC(p=0.030 4)之间的交互效益对产品的TBARS变化影响也显著。

表4 TBARS回归模型方差分析

注：**和*分别表示在p<0.01和p<0.05水平上显著。

实验结果可知，甘草抗氧化物和茶多酚的交互作用对腊肉产品的TBARS值影响较大，差异显著(p<0.05)，在不添加植酸时，甘草抗氧化物水平相同，随着茶多酚的增加，TBARS值越小，茶多酚的添加对腊肉TBARS值影响较大；而茶多酚在0.03%～0.04%水平时，随甘草抗氧化物的增加，TBARS值反而增加，说明茶多酚和甘草抗氧化物复合使用时，浓度不易过大，复合浓度大，抗氧化效果减弱。当只添加0.04%茶多酚时，腊肉产品TBARS值最小，说明茶多酚的抗氧化效果优于甘草抗氧化物。

同时，茶多酚和植酸间的交互效应对腊肉产品TBARS值影响较大，差异显著(p<0.05)，不添加甘草抗氧化物时，茶多酚水平在0.00%～0.03%水平，随着植酸的增加，TBARS值减小，茶多酚在0.03%～0.04%水平，随着植酸的增加，TBARS值反而有所增加；植酸在同一水平，随茶多酚的增加，TBARS值明显减小，差异显著(p<0.05)，说明植酸与茶多酚复合使用时，茶多酚的抗氧化效果优于植酸。

2.4 腊肉抗氧化剂配方优化预测

研究茶多酚、甘草抗氧化物、植酸三种天然抗氧化剂对腊肉氧化的影响，在回归模型方差分析的基础上，通过响应曲面优化预测最佳的添加量，三种抗氧化剂分别取实验的范围值，酸价、过氧化值TBARS取最低值，优化预测结果如图1所示，茶多酚为0.04%，植酸为0.02%，不添加甘草抗氧化剂时，腊肉产品的氧化指标较小，酸价为1.57mgKOH/g，过氧化值为0.11g/100g，TBARS为0.267mg/kg，预测的期望值达0.962。

图1 最佳实验组可能性预测

注：△代表试验因素变量，☆代表试验观察值变量。

由图2可知，从计算机筛选的最佳配方所对应的各项指标均能满足我们的期望值分别为酸价0.994、过氧化值1.00、TBARS 0.894，总体平均期望值达到了96.16%。

图2 天然抗氧化剂最佳配方可取性示意图

注：图中，灰色条带为自变量，黑色条带为因变量。纵坐标最后一项Combined为其余各项的算术平均值，横坐标表示可取性，最大值1为100%可取。

2.5 腊肉贮藏期间酸价的变化

图3 贮藏过程腊肉酸价的变化

经过响应曲面优化预测的抗氧化剂最优配方，与不添加抗氧化剂的空白对照组进行贮藏对比试验，贮藏期间酸价的变化如图3所示，随着贮藏时间的延长，各处理组样品的酸价均呈逐渐升高的趋势。其中，对照组的真空包装和无包装产品酸价都呈线性上升，差异显著(p<0.05)，贮藏时间到达120天时，空白组真空包装和无包装产品的酸价分别为：3.49mgKOH/g和3.55mgKOH/g。两最优组腊肉产品在0～90天期间，酸价变化不明显，贮藏90天之后有上升趋势，但上升的速度较慢，120天时最优组真空包装和无包装的酸价分别为2.04mgKOH/g和2.11mgKOH/g，且最优组的酸价始终低于空白组，说明抗氧化剂的使用可以控制腊肉脂肪的氧化。

2.6 腊肉贮藏期间过氧化值的变化

过氧化值只能够在一定程度上反应脂肪氧化酸败的程度。由图4可以看出，在腊肉贮藏期间，对照组无包装的产品过氧化值的变化较大，差异极显著(p<0.01)，60天时过氧化值达到最大，为0.68g/100g，与开始贮藏相比增加量是开始时的5倍；贮藏60天后过氧化值有所下降，究其原因可能是因为，过氧化值是衡量脂肪酸一级氧化产物即氢过氧化物的指标，仅能反映出脂肪酸初级氧化的程度及速率。在贮藏期间脂肪氧化继续发生，脂肪酸进一步降解生成其他小分子的酸、醛和酮等化合物。对照组真空包装产品在贮藏期间过氧化值变化较小，因为真空包装隔绝了产品与氧气的接触，抑制了脂肪的氧化。最优组产品真空包装和无包装的产品，贮藏期间过氧化值变化都较小，差异不显著(p>0.05)，120天时，产品过氧化值分别为：0.08g/100g和0.14g/100g，均低于国标(≤0.5g/100g)要求。

图4 贮藏过程腊肉过氧化值的变化

2.7 腊肉贮藏期间TBARS的变化

从图5可以看出，腊肉产品在贮藏前30天，TBARS均呈下降的变化；30天之后，对照组无包装的产品随贮藏时间的延长逐渐上升，差异显著(p<0.05)。120天时，TBARS达到0.58mg/kg，有研究显示，TBARS达到0.5mg/kg以上时，脂肪氧化正在发生。对照组真空包装的产品TBARS在60天达到最高值，为0.304mg/kg，在随后的贮藏期间出现了下降，由于小分子的酸、醛、羧基物质发生化学反应所引起。最优组真空包装和无包装的产品在贮藏期间变化均呈先下降后上升的交替变化，在贮藏60天～120天缓慢下降，到120天时，TBARS值分别为：0.166mh/kg和0.180mg/kg远低于对照组真空包装和没有包装的产品。脂肪氧化的变化是一个动态的变化过程，整个贮藏期间最优组的TBARS变化较小。说明抗氧化剂的使用在腊肉贮藏期间起到了一定的抗氧化效果。

图5 贮藏过程腊肉TBARS的变化

3 结论

本试验选用了三种天然的抗氧化剂：茶多酚、甘草抗氧化物、植酸，通过D-optimal设计进行优化复配，其结果为：茶多酚0.04%，植酸0.02%，且不添加甘草抗氧化剂时，腊肉产品的各项氧化指标较小，产品的抗氧化效果整体较好且明显高于对照组。贮藏期间最优组的酸价、过氧化值和TBARS值均低于空白对照组，说明复配抗氧化剂的添加有效控制了腊肉的脂肪氧化。