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宰后成熟过程是改善牦牛肉嫩度、口感及风味的重要途径。但是成熟过程往往伴随着肉色劣变。目前研究认为,脂质氧化和内源抗氧化能力的平衡关系影响肉色稳定性,但是其机理还尚不完全明晰。因此,有必要着眼于整个肉色稳定体系进行全面的研究。本文以牦牛背最长肌为主要研究对象,以肉牛作为对照,探究了宰后成熟过程中肉色的变化规律,从肌红蛋白氧化和还原的角度阐明了肉色稳定性的变化机制,明确了脂质氧化和内源抗氧化能力与肉色稳定性的关系。并以此为理论依据,利用体外孵化研究揭示了脂质氧化产物和内源抗氧化因子影响肉色稳定性的机理。主要研究结果如下:1.明确了成熟期间牦牛肉色的变化规律。宰后成熟期间牦牛肉色的主要变化为L*值、a*值显著降低,H*值显著升高(P<0.05)。成熟0 d时L*值、a*值和H*值分别为38.33、18.09和0.53,并且在0~3 d内无明显变化。成熟3~7 d过程中L*值、a*值分别显著降低8.22%和27.87%,H*值显著升高了27.66%(P<0.05)。采用食品品质方程进行动力学分析,发现肉色参数在成熟期间呈线性变化,且a*值降低的速率常数k(绝对值)最大,表明肉色变化的主要特征为红色度降低。2.肌红蛋白氧化和线粒体高铁肌红蛋白还原能力降低是肉色劣变的根本原因。成熟初期牦牛肉中肌红蛋白主要为OMb(约占70%),成熟7 d后OMb降低至46.25%,MMb则升高至44.72%(P<0.05)。光谱特性分析也发现OMb在540 nm和580 nm的特征吸收峰明显降低。同时,SDS-PAGE分析表明肌红蛋白(约17 kDa)未发生明显降解,证明其变化主要以OMb氧化为主,产物为MMb。相关性分析证明OMb氧化是引起肉色劣变的原因之一。另一方面,由于成熟期间线粒体发生损伤,线粒体MRA和NADH含量分别降低62.86%和44.17%(P<0.05),导致MMb大量积累。而OMb、MMb与MRA、NADH之间呈现显著相关性(P<0.05),说明线粒体MRA降低是肉色劣变的另一个重要原因。3.进一步研究发现牦牛肉色劣变过程伴随着脂质氧化程度的升高。采用TBARS、POV和CD评价牦牛肉脂质氧化程度。成熟初期脂质氧化程度较低,成熟7 d后TBARS和POV分别显著升高2.32倍和2.08倍(P<0.05)。而CD先升高后降低的变化趋势间接反映了脂质氧化产物的积累。SPME-GC-MS分析发现,牦牛肉脂质氧化产物以醛式化合物为主,成熟初期检出10种醛类化合物,成熟过程中增加至12种,且含量明显升高(P<0.05),其中以己醛、壬醛和庚醛的变化为主。4.同时发现成熟期间牦牛肉内源抗氧化能力明显降低。通过TPC、RSA、TEAC和FRAP综合评价牛肉内源抗氧化能力。成熟初期牦牛肉具有较强的抗氧化能力,但在成熟7 d后,TPC、RSA、TEAC和FRAP分别降低38.92%、49.11%、84.63%和32.19%(P<0.05),表明牦牛肉内源抗氧化能力在成熟期间明显降低。5.明确了脂质氧化、抗氧化能力与肉色稳定性的关系,确定了主要影响因子。采用主成分法对肉色稳定系统、脂质氧化程度和抗氧化能力各因子进行降维分析,提取的主成分PC1和PC2差异贡献率为79.337%,代表样品主要差异。其中,TBARS、POV、MMb和H*值载荷值大于0.9,与PC1呈高度正相关。MRA、OMb、RSA、TEAC、TPC和a*值载荷值大于-0.9,与PC1呈高度负相关。己醛、壬醛和丙醛因子载荷值高达0.961、0.948和0.934,与PC2呈高度正相关。上述因子与PC1、PC2的相关性同样反映了其相互之间的密切联系。因此,脂质氧化和内源抗氧化能力的平衡关系决定肉色稳定性。进一步以因子载荷值为依据,确定己醛和壬醛为影响肉色稳定性的主要因子。6.体外孵化研究揭示了脂质氧化影响肉色稳定性的机理。首先,在肌肉脂质氧化模型中,新鲜微粒体和氧化微粒体分别使OMb氧化速率升高2.54%和3.85%(P<0.05),表明OMb氧化速率随脂质氧化产物积累而加快。其次,在脂质氧化次级产物模型中,己醛和壬醛分别使OMb氧化速率升高了3.41%和2.05%(P<0.05)。MALDI-TOF MS分析发现己醛与OMb作用形成两种加成物(17046.3 Da和17146.8 Da),壬醛与OMb形成一种加成物(17088.5 Da),证明脂质氧化次级产物通过改变OMb结构促进其氧化。此外,己醛和壬醛能够加速线粒体损伤,同时抑制电子传递链调控的MMb还原过程。7.体外孵化和肌肉模型中验证了内源抗氧化因子维持肉色稳定性作用。牛肉内源抗氧化物质α-生育酚和肌肽能够抑制微粒体脂质氧化、降低OMb氧化速率(P<0.05)。肌肽还能够抑制醛式产物促进的OMb氧化(P<0.05)。两种抗氧化物质短期内抑制了线粒体MRA降低,但总体效果不明显,说明线粒体受脂质氧化影响外,还受到其他因素影响。在牦牛肉中添加不同浓度的上述抗氧化物质后,显著降低了脂质氧化和肌红蛋白氧化速率。说明内源抗氧化物质能够通过抑制脂质氧化来稳定肉色。8.牦牛肉相对稳定的色泽得益于脂质氧化速率低、内源抗氧化能力强的特性。本文通过与肉牛的对比分析发现,牦牛肉脂质氧化和内源抗氧化能力有以下特性:(1)脂肪含量低,成熟期间TBARS和POV升高速率低、程度轻,脂质氧化醛类产物含量低;(2)内源抗氧化能力强,并在成熟期间保持较高水平。结合体外孵化研究结果,上述特性使牦牛肉肌红蛋白氧化速率显著低于肉牛(P<0.05)。因此,成熟期间牦牛肉色更加稳定。