劉文軒，羅 欣，楊嘯吟，張一敏，朱立賢，毛衍偉，梁榮蓉,*，韓明山，成海健

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系通遼站，內(nèi)蒙古 通遼 028100；3.國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系濟(jì)南站，山東 濟(jì)南 250000）

肉色是消費(fèi)者判斷生鮮肉是否新鮮和決定購(gòu)買與否的重要指標(biāo)[1]，消費(fèi)者往往認(rèn)為明亮的櫻桃紅色和真空包裝的紫紅色是肉制品新鮮的標(biāo)志[2]。pH值、脂質(zhì)氧化、包裝方式、加熱方式及生產(chǎn)過程中的不同處理等都會(huì)影響肌紅蛋白的狀態(tài)，從而影響肉色[3]。脂質(zhì)氧化是影響肉色的重要因素，研究表明，脂質(zhì)氧化會(huì)產(chǎn)生醛、酮等次級(jí)代謝產(chǎn)物，這些次級(jí)代謝產(chǎn)物能夠促進(jìn)肌紅蛋白的氧化，給肉色帶來不良影響[4-6]。該過程不但會(huì)影響生鮮肉的色澤，還會(huì)影響肉熟制后的色澤。肌紅蛋白氧化后形成的高鐵肌紅蛋白熱敏性高，容易造成肉制品熟制過程中的提前褐變（premature browning，PMB）現(xiàn)象[7]，即加熱的中心溫度還未到達(dá)完全熟制的中心溫度時(shí)，肉色提前產(chǎn)生熟肉色澤的現(xiàn)象。該現(xiàn)象容易使消費(fèi)者產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)致購(gòu)買并食用熱殺菌不徹底的肉制品，帶來食品安全問題。有研究表明，當(dāng)氣調(diào)包裝體系中的氧氣含量升高時(shí)，牛肉餅的脂質(zhì)氧化程度加劇，PMB現(xiàn)象更明顯[8]。

脂質(zhì)氧化促進(jìn)肌紅蛋白氧化的主要原因是其產(chǎn)生的自由基等初級(jí)氧化產(chǎn)物和醛、酮等次級(jí)氧化產(chǎn)物能夠促進(jìn)肌紅蛋白氧化。目前，關(guān)于脂質(zhì)氧化初級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肉色的影響機(jī)制較為明確，而次級(jí)代謝產(chǎn)物以及脂肪酸種類等對(duì)肉色的影響尚不完全清楚[6-7]。本文綜述了脂質(zhì)氧化途徑及其與肌紅蛋白氧化之間的關(guān)系，闡述了脂質(zhì)氧化對(duì)牛肉肉色的影響及可能的機(jī)制，并綜述了通過控制脂質(zhì)氧化來改善牛肉肉色的措施及最新相關(guān)研究進(jìn)展。旨在為脂質(zhì)氧化在控制肉制品色澤中的應(yīng)用提供理論參考。

1 肉中脂質(zhì)氧化機(jī)制與途徑

肉與肉制品是營(yíng)養(yǎng)豐富的食品，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、脂溶性維生素、礦物質(zhì)和生物活性物質(zhì)等。這些復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)組分容易導(dǎo)致肉與肉制品在加工和貯藏過程中發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)和微生物污染，最終導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)劣變。而脂質(zhì)氧化是這一過程中導(dǎo)致肉品劣變的最主要因素之一[9-10]。脂質(zhì)的氧化最早開始于動(dòng)物屠宰之前，屠宰后隨著環(huán)境的改變和肉制品內(nèi)部抗氧化能力的減弱，脂質(zhì)氧化程度進(jìn)一步增強(qiáng)。肉中脂質(zhì)的氧化反應(yīng)過程復(fù)雜，具有自發(fā)性，且不可避免。諸多因素參與并影響著脂質(zhì)氧化的進(jìn)程，包括宰前的飼養(yǎng)狀況、營(yíng)養(yǎng)水平、屠宰管理和宰后處理過程以及熟制過程等。肌肉內(nèi)部的鐵離子、肌紅蛋白分子和雙氧水等物質(zhì)可以作為催化劑或者促進(jìn)劑，促進(jìn)活性氧的產(chǎn)生從而引起脂質(zhì)氧化；而輻照或者光照等一些外界物理因素也可以引起脂質(zhì)的氧化反應(yīng)；此外，動(dòng)物體內(nèi)的脂肪氧合酶（lipoxygenase，LOX）也能加快氧氣與不飽和脂肪酸反應(yīng)的過程。因此，在宰后的生化體系中，脂質(zhì)氧化一般通過自動(dòng)氧化、酶促氧化和光氧化3 種反應(yīng)途徑進(jìn)行[9]，如圖1[11]所示。

圖1 脂質(zhì)氧化的3 種途徑[11]Fig. 1 Three pathways of lipid oxidation[11]

1.1 自動(dòng)氧化

自動(dòng)氧化是一個(gè)復(fù)雜的過程，是肉制品中最主要的氧化方式[12]，包括誘導(dǎo)期、傳遞期和終止期3 個(gè)階段[13]。它是由各種自由基攻擊脂質(zhì)底物所引起，受到自由基種類、金屬離子、環(huán)境溫度、脂質(zhì)底物組成等多種復(fù)雜因素影響。該過程首先是一個(gè)自由基與脂肪酸烴鏈發(fā)生反應(yīng)生成一系列過氧化物，這些過氧化物又進(jìn)一步與其他脂肪酸烴鏈反應(yīng)奪取其氫原子形成氫過氧化物，而被奪取氫原子的碳鏈則作為新的過氧化物進(jìn)一步參與新的循環(huán)[9]（圖1）。該鏈?zhǔn)絺鞑ミ^程在終止以前大約能發(fā)生100 次以上。該過程中產(chǎn)生的氫過氧化物不穩(wěn)定，最終降解為醛、酮等小分子化合物[14]。脂質(zhì)氧化在誘導(dǎo)期、傳遞期產(chǎn)生初級(jí)代謝產(chǎn)物（如烷基、烷氧基、氧自由基），它們?nèi)菀讖南噜彿肿又袏Z取氫原子，形成的過氧化物經(jīng)過分裂可以形成低分子質(zhì)量的次級(jí)代謝產(chǎn)物，最具代表性的是4-羥基壬烯醛（4-hydroxynonenal，HNE）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）。許多研究已證明這兩種氧化產(chǎn)物能夠促進(jìn)肌紅蛋白的氧化，造成肉色劣變[15-17]。同時(shí)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有研究表明，這一過程產(chǎn)生的自由基能夠?qū)€粒體膜造成損傷[18]，而線粒體功能對(duì)肉色穩(wěn)定性具有重要影響[19]，因此，脂質(zhì)氧化也會(huì)通過對(duì)線粒體膜的傷害對(duì)肉色造成不良影響。

動(dòng)物屠宰以后，在肌肉向食用肉轉(zhuǎn)變的過程中，隨著各類生化機(jī)制的變化，機(jī)體的抗氧化能力顯著下降，脂質(zhì)的氧化反應(yīng)開始加劇。同時(shí)，宰后pH值的降低也會(huì)加快脂質(zhì)氧化的進(jìn)程，因?yàn)镠+會(huì)促進(jìn)肌紅蛋白分子的還原，加快其對(duì)脂質(zhì)氧化的促進(jìn)作用[9]。因此，隨著宰后時(shí)間的延長(zhǎng)，肉中脂質(zhì)氧化逐漸加劇，其對(duì)肉色影響也更加顯著。

1.2 酶促氧化

酶促氧化是動(dòng)物體內(nèi)的LOX加速氧氣與不飽和脂肪酸反應(yīng)的過程[20]，氫過氧化物極不穩(wěn)定，進(jìn)一步反應(yīng)能夠形成一些低級(jí)脂肪酸、醛、酮等物質(zhì)，是脂質(zhì)氧化過程的一種重要途徑。LOX存在于不同動(dòng)物的肌肉組織中，它可以直接氧化不飽和脂肪酸形成脂質(zhì)過氧化物，因此，LOX能參與動(dòng)物宰后肉中的脂質(zhì)氧化[21]。宰后LOX能夠加速脂質(zhì)的次級(jí)氧化，產(chǎn)生許多揮發(fā)性的風(fēng)味物質(zhì)[22]。LOX分子中間有一個(gè)非血紅素鐵，通常以Fe2+形式存在，此時(shí)LOX處于非激活狀態(tài)，當(dāng)LOX被脂肪酸氫過氧化物氧化，中間鐵原子由+2價(jià)變?yōu)?3價(jià)時(shí)，LOX被激活[23]。激活態(tài)的LOX通過氧化多不飽和脂肪酸，使多不飽和脂肪酸亞甲基上的氫斷裂，隨后被氧化為含有共軛雙鍵的氫過氧化物，最終生成一系列自由基和過氧化氫，從而影響肉色和肉色穩(wěn)定性。酶促氧化的反應(yīng)過程主要受LOX活性的影響，雖然是脂質(zhì)氧化的一個(gè)重要途徑，但是在肉制品的脂質(zhì)氧化過程中不占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)[12]。

1.3 光氧化

光氧化是不飽和雙鍵與單線態(tài)氧直接發(fā)生的氧化反應(yīng)。肌肉中的鐵卟啉、肌紅蛋白和核黃素作為光敏劑[24]受到光照后將基態(tài)氧（3O2）轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)氧（1O2）[25]。這種激發(fā)態(tài)氧具有較高的親電性，使光氧化速率比自動(dòng)氧化速率更快。史智佳等以金槍魚為研究對(duì)象，探究了不同單色光照對(duì)脂質(zhì)氧化的影響，結(jié)果表明，與暗室貯藏相比，單色光照能夠顯著增加金槍魚脂質(zhì)氧化程度，并且藍(lán)色光照比紅色光照導(dǎo)致金槍魚脂質(zhì)氧化的程度更大，這是因?yàn)樗{(lán)色光能量更高，更能促進(jìn)單線態(tài)氧的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)脂質(zhì)氧化的發(fā)生[26]。

2 脂質(zhì)氧化對(duì)肉色的影響

在眾多影響肉色穩(wěn)定性的因素中，脂質(zhì)氧化程度與肉色穩(wěn)定性密切相關(guān)，脂質(zhì)氧化程度越低，肉色穩(wěn)定性越高，反之，脂質(zhì)氧化程度越高，肉色穩(wěn)定性越低[27]。Inserra等探究了以柑橘干果肉替代部分大麥飼喂羔羊?qū)ρ蛉庵|(zhì)氧化的影響，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，添加柑橘干果肉的羔羊肉在有氧貯藏6 d后脂質(zhì)氧化程度顯著降低，肉色穩(wěn)定性同時(shí)得到提高[28]。由此可見，降低肉制品的脂質(zhì)氧化程度有利于肉色穩(wěn)定性的提高。Wongwichian等研究了大眼竹莢魚在冷藏過程中肌紅蛋白氧化、脂質(zhì)氧化與肉色的關(guān)系，結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，大眼竹莢魚的硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）含量與高鐵肌紅蛋白含量顯著增加，相對(duì)紅度顯著下降，脂質(zhì)氧化與肉色穩(wěn)定性顯著相關(guān)[29]。

脂質(zhì)氧化對(duì)肉色的影響機(jī)制主要有3 個(gè)途徑。較為普遍的解釋為脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的初級(jí)或次級(jí)代謝產(chǎn)物能促進(jìn)肌紅蛋白氧化，而肉色與肌紅蛋白的狀態(tài)密切相關(guān)；脂質(zhì)氧化對(duì)線粒體活性的影響也是影響肉色穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素；此外，脂質(zhì)氧化與肌紅蛋白爭(zhēng)奪體系內(nèi)的氧氣也是影響該過程的一個(gè)重要方面。

2.1 脂質(zhì)氧化的初級(jí)和次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肌紅蛋白氧化的影響

2.1.1 脂質(zhì)氧化初級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肉色的影響

脂質(zhì)氧化的初級(jí)代謝產(chǎn)物是一系列自由基，這些自由基能夠使肌紅蛋白中的鐵元素發(fā)生氧化反應(yīng)[30]。肌紅蛋白輔基中Fe2+被脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的自由基奪取電子形成Fe3+，從而加速了高鐵肌紅蛋白的形成。

動(dòng)物屠宰以后，肌肉細(xì)胞處于缺氧的狀態(tài)，肌紅蛋白中的Fe2+與肌肉中原有的H2O2發(fā)生Fenton反應(yīng)[31]。該反應(yīng)會(huì)加速肌紅蛋白中的Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致肌紅蛋白向高鐵肌紅蛋白的轉(zhuǎn)變。

胴體分割以后，肉表面的肌肉細(xì)胞暴露在空氣中，氧氣逐漸滲入組織內(nèi)部，組織內(nèi)氧氣含量逐漸升高，當(dāng)組織中O2與H2O2的濃度比值大于1 000時(shí)，血紅素鐵與氧氣形成鐵氧絡(luò)合物，通常以Fe2+-O2和Fe2+-O的形式存在，發(fā)生如下反應(yīng)[13]。

這一反應(yīng)過程產(chǎn)生的鐵氧絡(luò)合物Fe2+-O2、Fe2+-O和·是脂質(zhì)氧化的引發(fā)劑，另外，肌紅蛋白中游離的血紅素鐵也是脂質(zhì)氧化的催化劑。由此可見，肌紅蛋白中的鐵元素可以促進(jìn)脂質(zhì)氧化，而脂質(zhì)氧化又能促進(jìn)鐵元素的氧化，二者的氧化作用相互促進(jìn)。這就導(dǎo)致了肉色穩(wěn)定性的下降，加速肉品失色褐變[31]。Zhou Feibai等在豬背最長(zhǎng)肌勻漿液中添加0～0.3 mmol Fe2+，探究Fe2+對(duì)脂質(zhì)氧化和蛋白氧化的影響，分別在添加Fe2+前測(cè)定和在添加后80、200 min測(cè)定其氧合肌紅蛋白、高鐵肌紅蛋白相對(duì)含量以及脂質(zhì)氧化程度，與未添加Fe2+相比，添加Fe2+能夠顯著增加勻漿液的脂質(zhì)氧化程度，添加0.3 mmol Fe2+孵育200 min時(shí)脂質(zhì)氧化程度最高，此時(shí)高鐵肌紅蛋白相對(duì)含量顯著升高至85%左右[32]。

2.1.2 脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肉色的影響脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物主要以醛、酮為主，其中HNE是最活躍的物質(zhì)之一[33]。HNE一方面能夠與氧合肌紅蛋白結(jié)合，促進(jìn)氧合肌紅蛋白的氧化；另一方面能夠抑制高鐵肌紅蛋白還原酶的活性，從而抑制高鐵肌紅蛋白的還原[4]。Lynch等研究了脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的醛類化合物對(duì)肌紅蛋白的影響，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，HNE能夠顯著加快氧合肌紅蛋白的氧化速率，在孵育90 min后氧合肌紅蛋白相對(duì)含量降低至65%左右，并且HNE能夠促進(jìn)亞鐵血紅素的釋放，從而抑制高鐵肌紅蛋白的還原，高鐵肌紅蛋白的積累造成了肉色褐變[4]。Yin Shuang等研究了HNE對(duì)綿羊肌紅蛋白穩(wěn)定性的影響，得出與文獻(xiàn)[4]相同的結(jié)論，并且在添加抑制脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物的抗氧化劑α-生育酚的微粒體模型中，發(fā)現(xiàn)HNE對(duì)肌紅蛋白的氧化還原穩(wěn)定性沒有影響，這說明添加α-生育酚能抑制脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肌紅蛋白的攻擊，有利于綿羊肉色穩(wěn)定性的保持[16]，這也進(jìn)一步說明了HNE是導(dǎo)致肌紅蛋白氧化的一個(gè)重要物質(zhì)。

MDA是脂質(zhì)氧化的另一種典型的次級(jí)代謝產(chǎn)物，它分子質(zhì)量小，但與肌紅蛋白反應(yīng)活性較強(qiáng)，能促進(jìn)肌紅蛋白的氧化。另外，MDA也能夠抑制線粒體活性，使高鐵肌紅蛋白的還原能力降低[34]。Wang Zhaoming等研究了MDA對(duì)兔肉肌紅蛋白氧化的影響，發(fā)現(xiàn)MDA能夠促進(jìn)高鐵肌紅蛋白的形成，1 mmol MDA孵育8 h后，高鐵肌紅蛋白的相對(duì)含量達(dá)到60%左右，導(dǎo)致肉品的褐變失色[17]。

肉在貯藏加熱過程中，脂質(zhì)不斷氧化，除了HNE和MDA外，還產(chǎn)生許多其他的二級(jí)氧化產(chǎn)物，如α-和β-不飽和醛等，這些物質(zhì)是否會(huì)促進(jìn)肌紅蛋白的氧化還需要進(jìn)一步的研究。此外，脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物除了醛類物質(zhì)外，還有酮類、酸類物質(zhì)以及醇類物質(zhì)，這些不同于醛類物質(zhì)的次級(jí)代謝產(chǎn)物是否也會(huì)對(duì)肉色造成不良影響，目前尚不明確。因此，脂質(zhì)氧化對(duì)肉色的影響仍然是值得探究的問題。

2.2 脂質(zhì)氧化對(duì)線粒體活性的影響

近年來，人們?cè)诰€粒體活性對(duì)肉色的影響方面已進(jìn)行了大量研究[19]。線粒體主要通過兩種機(jī)制來影響肉色：1）線粒體呼吸作用消耗氧氣，使肌紅蛋白保持脫氧肌紅蛋白的狀態(tài)，而脫氧肌紅蛋白易被氧化為高鐵肌紅蛋白，造成肉色劣變；2）肌肉的高鐵肌紅蛋白還原能力與線粒體活性密切相關(guān)，線粒體活性的降低會(huì)導(dǎo)致高鐵肌紅蛋白還原能力的下降，從而造成高鐵肌紅蛋白的積累[35]。線粒體膜是磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)，易被自由基和活性氧攻擊而受到破壞，造成線粒體的氧化損傷，使線粒體對(duì)高鐵肌紅蛋白的還原能力減弱，對(duì)肉色穩(wěn)定性造成不良影響[36]，因此，線粒體膜是脂質(zhì)氧化的一個(gè)重點(diǎn)部位，也是人們研究肉色穩(wěn)定性的一個(gè)重要出發(fā)點(diǎn)。

大部分研究認(rèn)為，脂質(zhì)氧化會(huì)對(duì)線粒體活性造成不良影響，主要表現(xiàn)為線粒體膜易發(fā)生脂質(zhì)氧化，導(dǎo)致其通透性下降，從而導(dǎo)致其生物活性的喪失。Chen Cheng等提取牛背最長(zhǎng)肌線粒體，研究脂質(zhì)代謝產(chǎn)物對(duì)線粒體膜通透性的影響，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，添加脂質(zhì)代謝產(chǎn)物HNE和己烯醛的線粒體懸濁液孵育1 h后，在520 nm波長(zhǎng)處的吸光度分別顯著下降0.037和0.039[6]。Halestrap研究表明線粒體膜的通透性與A520nm呈負(fù)相關(guān)，這說明脂質(zhì)代謝產(chǎn)物能夠顯著改變線粒體膜的通透性，對(duì)肉色穩(wěn)定性造成不良影響[37]。Chen Cheng等發(fā)現(xiàn)HNE和己烯醛不僅能夠加速氧合肌紅蛋白向高鐵肌紅蛋白的氧化，同時(shí)還能夠使線粒體膜發(fā)生損傷，抑制線粒體介導(dǎo)的高鐵肌紅蛋白還原，對(duì)肉色穩(wěn)定性造成不良影響[6]。另外，MDA也能夠抑制線粒體活性，使高鐵肌紅蛋白的還原能力降低[34]。Long Jiangang等研究了MDA對(duì)大鼠離體肝細(xì)胞線粒體活性的影響，結(jié)果表明，MDA能夠抑制線粒體膜上的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）-泛醌還原酶和琥珀酸-泛醌還原酶的活性，造成線粒體氧化呼吸鏈功能的破壞[34]。

2.3 脂質(zhì)氧化過程通過爭(zhēng)奪體系內(nèi)的氧氣對(duì)肌紅蛋白氧化的影響

目前已有大量的研究表明脂質(zhì)氧化的代謝產(chǎn)物會(huì)對(duì)肉色穩(wěn)定性造成不良影響。脂質(zhì)氧化的次級(jí)代謝產(chǎn)物HNE、MDA也被逐步證明會(huì)降低肉色穩(wěn)定性。然而，肌紅蛋白的氧化需要氧氣的參與，而脂質(zhì)氧化也是一個(gè)耗氧反應(yīng)，因此，許多學(xué)者對(duì)脂質(zhì)氧化消耗溶解氧與脂質(zhì)氧化代謝消耗氧哪種方式對(duì)肌紅蛋白氧化影響程度更大展開了研究。

O’Grady等在敞口容器中以牛背最長(zhǎng)肌勻漿液為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化的初級(jí)代謝產(chǎn)物能夠促進(jìn)肌紅蛋白氧化，影響肉色穩(wěn)定性，而次級(jí)代謝產(chǎn)物HNE、MDA等對(duì)肌紅蛋白氧化沒有顯著影響，這與之前的諸多研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)橹|(zhì)氧化是一個(gè)耗氧的反應(yīng)，同一個(gè)體系條件下，它會(huì)爭(zhēng)奪體系內(nèi)的氧氣，使體系內(nèi)的氧氣濃度降低，而低氧氣濃度能夠促進(jìn)高鐵肌紅蛋白的形成[38]，使敞口容器中脂質(zhì)氧化消耗的氧氣得到補(bǔ)充，勻漿液中始終維持較高的溶解氧水平，因此，肌紅蛋白氧化程度低[39]。Monahan等以牛背最長(zhǎng)肌勻漿液為研究對(duì)象，分別進(jìn)行有氧攪拌、無氧攪拌以及不進(jìn)行處理，結(jié)果表明，有氧攪拌中脂質(zhì)氧化程度高，但隨著攪拌的進(jìn)行，體系中的氧氣不斷得到補(bǔ)充，導(dǎo)致肌紅蛋白氧化程度低；無氧攪拌中脂質(zhì)氧化程度低，但肌紅蛋白氧化程度高，這是由于體系中氧氣含量低，促進(jìn)了高鐵肌紅蛋白的形成[40]。以上研究都表明了脂質(zhì)氧化消耗溶解氧的程度對(duì)肌紅蛋白氧化的影響大于脂質(zhì)氧化代謝產(chǎn)物對(duì)肌紅蛋白氧化的影響。而肌肉組織中也會(huì)存在爭(zhēng)奪氧的現(xiàn)象，但是否也存在脂質(zhì)氧化消耗溶解氧對(duì)肌紅蛋白氧化程度影響更大的現(xiàn)象，還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

3 影響脂質(zhì)氧化的因素

脂質(zhì)氧化過程復(fù)雜，受很多因素的影響，這些因素可以歸納為內(nèi)部因素和外部因素[20]。內(nèi)部因素包括動(dòng)物脂肪含量及脂肪酸組成、LOX活性、金屬元素、蛋白氧化及肌紅蛋白氧化、pH值等。外部因素包括貯藏溫度、包裝方式、鹽類的添加等[9-10,41]。

3.1 內(nèi)部因素

3.1.1 動(dòng)物脂肪含量及脂肪酸組成

肉制品中的脂肪酸含量及組成是影響脂質(zhì)氧化穩(wěn)定性的重要因素之一。一般來說，飽和脂肪酸的氧化穩(wěn)定性高，脂質(zhì)氧化一般是從不飽和脂肪酸開始的，脂肪酸分子的不飽和程度越高，越容易發(fā)生氧化[42]。有研究表明，非反芻動(dòng)物的肉中含有更高含量的不飽和脂肪酸，比反芻動(dòng)物更易發(fā)生氧化[43]。劉永祥等以肉雞為研究對(duì)象，探究飼料中添加共軛亞油酸和魚油對(duì)脂肪酸組成和脂質(zhì)氧化狀態(tài)的影響，結(jié)果表明，添加共軛亞油酸有利于C16:0和C18:0等飽和脂肪酸含量的增加，脂質(zhì)氧化水平顯著降低，而添加魚油組中n-3多不飽和脂肪酸含量顯著升高，脂質(zhì)氧化穩(wěn)定性顯著降低。這說明飽和脂肪酸含量越高，脂質(zhì)氧化穩(wěn)定性越高[44]。

3.1.2 LOX活性

如1.2節(jié)中所闡述，LOX主要對(duì)酶促氧化中不飽和脂肪酸的氧化有促進(jìn)作用，LOX活性能夠影響脂質(zhì)氧化的程度。Jin Guofeng等研究了培根在腌制和熟化過程中LOX活性與脂質(zhì)氧化的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，LOX活性顯著升高，TBARS含量顯著上升；在成熟過程中，LOX活性和TBARS含量均顯著下降[24]。由此可見，脂質(zhì)氧化與LOX活性呈正相關(guān)，LOX活性越強(qiáng)，脂質(zhì)氧化程度越大。

3.1.3 金屬元素

金屬元素在自動(dòng)氧化生成氫過氧化物的過程中起到催化劑的作用[45]。金屬元素如鐵元素，廣泛存在于動(dòng)物體內(nèi)，在肉制品加工過程不易被消除，是造成肉制品脂質(zhì)氧化的一個(gè)關(guān)鍵因素[46]。在過渡態(tài)金屬離子中，F(xiàn)e2+對(duì)脂質(zhì)氧化的誘導(dǎo)效果最強(qiáng)，而Cu+、Cu2+、Cd2+可以抑制脂質(zhì)氧化[47]。Shahidi等的研究表明，肌紅蛋白變性釋放的鐵元素能夠明顯促進(jìn)脂質(zhì)氧化，而添加金屬離子螯合劑后促氧化作用則顯著下降[48]。Carlsen等綜述了亞鐵血紅素與脂質(zhì)氧化的關(guān)系，認(rèn)為非血紅素鐵對(duì)脂質(zhì)氧化有顯著的促進(jìn)作用，F(xiàn)e2+比Fe3+對(duì)脂質(zhì)氧化的促進(jìn)效果更明顯[11]。Zhou Feibai等以豬背最長(zhǎng)肌勻漿液為研究對(duì)象，探究Fe2+對(duì)肌肉氧氣消耗率和脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)添加FeSO4·7H2O的處理組比對(duì)照組氧氣消耗率更大，脂質(zhì)氧化程度更高[32]。

3.1.4 蛋白氧化及肌紅蛋白氧化

在肉制品加工過程中，脂質(zhì)與蛋白質(zhì)作用形成蛋白質(zhì)-脂質(zhì)復(fù)合物，使二者的氧化進(jìn)程相互促進(jìn)[49]。Viljanen研究了不同食物模型中蛋白質(zhì)氧化與脂質(zhì)氧化的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)TBARS含量與蛋白質(zhì)羰基含量顯著相關(guān)，這說明脂質(zhì)氧化與蛋白質(zhì)氧化能夠相互促進(jìn)[50]。Utrera等以牛肉餅為研究對(duì)象，探究蛋白氧化與脂質(zhì)氧化的關(guān)系，結(jié)果表明，蛋白質(zhì)氧化與脂質(zhì)氧化之間存在相互作用，一種物質(zhì)的氧化將會(huì)促進(jìn)另一種物質(zhì)的氧化[51]。除此之外，肌紅蛋白的氧化也會(huì)促進(jìn)脂質(zhì)氧化的發(fā)生，研究表明，在氧合肌紅蛋白氧化成高鐵肌紅蛋白的過程中會(huì)產(chǎn)生O2-·等一些活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)能夠進(jìn)一步促進(jìn)氧合肌紅蛋白的氧化，并且通過促進(jìn)不飽和脂肪酸的氧化加速脂質(zhì)氧化[52]。O2-·迅速分解為H2O2，它與高鐵肌紅蛋白反應(yīng)形成一種高鐵肌紅蛋白復(fù)合物，這種復(fù)合物能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化[48]。肌紅蛋白濃度越高，脂質(zhì)氧化程度越高[53]，二者能夠相互促進(jìn)，使肉色穩(wěn)定性降低。

3.1.5 pH值

pH值也是影響脂質(zhì)氧化的一個(gè)重要因素。動(dòng)物屠宰以后，pH值下降產(chǎn)生的H+能夠促進(jìn)肌紅蛋白的氧化以及脂質(zhì)氧化的發(fā)生[9]。郭建鳳等研究了不同貯藏條件下豬肌肉pH值和TBARS含量的關(guān)系，結(jié)果表明，在-20 ℃的貯藏條件下，pH值與TBARS含量呈顯著負(fù)相關(guān)，這說明較高的pH值條件下脂質(zhì)氧化程度較低[54]。同樣，Zhang Yimin等研究了氣調(diào)包裝對(duì)不同極限pH值牛肉肉色的影響，發(fā)現(xiàn)在高氧氣調(diào)包裝中，中間pH值（5.8～6.2）組和高pH值（6.2以上）組牛排的脂質(zhì)氧化程度顯著低于低pH值（5.4～5.8）組[55]，這與文獻(xiàn)[54]的研究結(jié)果一致，這說明較高的pH值條件下脂質(zhì)氧化程度較低，能維持較高的肉色穩(wěn)定性。

3.2 外部因素

3.2.1 貯藏溫度

溫度是影響脂質(zhì)氧化的重要外部因素之一。溫度對(duì)脂質(zhì)氧化的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面是低溫貯藏能夠有效抑制脂質(zhì)氧化[57]。張海容以牦牛脂肪為研究對(duì)象，探究溫度對(duì)牦牛脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)（4±1）℃貯藏條件下脂質(zhì)氧化程度顯著低于（9±1）℃和（15±1）℃的脂質(zhì)氧化程度[56]。Wang Zhaoming等探究發(fā)現(xiàn)，冰溫貯藏（-3.5±0.5）℃下的兔肉的脂質(zhì)氧化、蛋白氧化程度和高鐵肌紅蛋白的積累速率顯著低于傳統(tǒng)冷藏條件（4±1）℃[17]。所以對(duì)生鮮肉來說，冰溫貯藏是抑制脂質(zhì)氧化的一個(gè)重要因素。

溫度影響脂質(zhì)氧化的另一種情況是在肉制品加熱過程中，肌紅蛋白結(jié)構(gòu)遭到破壞，大量的鐵離子釋放出來，這個(gè)過程促進(jìn)了脂質(zhì)的氧化。由于傳統(tǒng)的加熱方式會(huì)使肉制品發(fā)生劇烈的氧化，近年來，真空低溫烹調(diào)、微波加熱以及歐姆加熱的出現(xiàn)，也為肉制品加熱提供了新思路。Rasinska等研究了不同加熱方式對(duì)兔肉脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的烤制相比，真空低溫烹調(diào)能夠顯著降低兔肉熟制過程中的過氧化值和TBARS含量[57]。Alfaia等研究了不同烹飪方式對(duì)牛肉脂肪酸和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，水煮牛肉比微波加熱的牛肉有更高的MDA含量，微波加熱更有利于減少肉制品在加熱過程中的脂質(zhì)氧化程度[58]。Tian Xiaojing等發(fā)現(xiàn)歐姆加熱熟制（中心溫度72 ℃）的牛肉中心紅度顯著高于傳統(tǒng)水浴熟制的牛肉，這說明在歐姆加熱條件下，肌紅蛋白氧化程度降低[59]。此外，戴妍發(fā)現(xiàn)，歐姆加熱的豬肉塊中TBARS含量顯著低于傳統(tǒng)水浴加熱，同時(shí)肉塊貯藏期間的紅度也均顯著高于水浴加熱組，這說明歐姆加熱可以降低熟制過程中的脂質(zhì)氧化程度[60]。

3.2.2 包裝方式

不同的包裝方式能起到促進(jìn)或抑制脂質(zhì)氧化的作用。研究表明，在包裝體系中，當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)超過21%時(shí)，容易發(fā)生脂質(zhì)氧化[61]。Park等通過研究不同包裝對(duì)豬肉脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)真空包裝有利于抑制脂質(zhì)氧化，有氧包裝則能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化[62]。Mancini等研究了琥珀酸鹽對(duì)絞碎牛肉脂質(zhì)氧化的影響，發(fā)現(xiàn)與真空包裝相比，高氧氣調(diào)包裝中的牛肉餅脂質(zhì)氧化程度更高，而添加琥珀酸鹽能夠降低TBARS含量[63]。這說明真空包裝能夠有效抑制脂質(zhì)氧化，若采用高氧氣調(diào)包裝，可以適當(dāng)添加抗氧化劑抑制脂質(zhì)氧化。

3.2.3 鹽類的添加

除以上因素外，鹽類也是影響脂質(zhì)氧化的一個(gè)重要因素。在肉制品加工過程中，食鹽是一種重要的調(diào)味品，能夠?qū)θ庵破返娘L(fēng)味產(chǎn)生很大的影響。有研究認(rèn)為，在肉制品加工過程中加入食鹽能促進(jìn)脂質(zhì)氧化[9]。但Kong Fanbin等研究表明，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5% NaCl對(duì)于三文魚脂質(zhì)氧化并沒有顯著影響，這可能是由于食鹽在一定的濃度范圍內(nèi)能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化，添加過多能夠抑制脂質(zhì)氧化[64]。

除食鹽外，鈣鹽和亞硝酸鹽等其他鹽類也會(huì)影響脂質(zhì)的氧化。在肉制品加工過程中，鈣鹽的添加會(huì)促進(jìn)脂質(zhì)氧化的發(fā)生[65]。Harris等研究了飼料中添加VE對(duì)宰后注射氯化鈣的牛排肉色的影響，與未注射氯化鈣組和添加VE組相比，貯藏7 d后，注射氯化鈣的牛排TBARS含量顯著升高，脂質(zhì)氧化程度更高，并且在放置7 d后，牛排的a*值顯著下降[66]。亞硝酸鹽往往作為發(fā)色劑在腌肉制品的加工過程中添加使用。研究表明，亞硝酸鈉的添加能夠減少M(fèi)DA的形成，顯著抑制干腌肉制品中的脂質(zhì)氧化程度[67]。?oji?等研究了添加香菜精油對(duì)不同含量亞硝酸鹽的熟豬肉腸品質(zhì)和安全性的影響，也得到了相同的結(jié)果，在對(duì)照處理（不添加香菜精油）組中，不添加亞硝酸鹽的熟豬肉腸在貯藏60 d后，MDA含量達(dá)到0.5 mg/kg，當(dāng)亞硝酸鹽添加量分別為50、100 mg/kg時(shí)，MDA含量則分別降為0.37、0.2 mg/kg[68]。

4 脂質(zhì)氧化的控制措施

脂質(zhì)氧化一方面會(huì)加速肉與肉制品失色褐變，降低消費(fèi)者的購(gòu)買欲，造成經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，它還會(huì)產(chǎn)生許多不良風(fēng)味，對(duì)肉與肉制品的品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；此外，脂質(zhì)氧化還會(huì)促進(jìn)蛋白的氧化，造成肉品品質(zhì)劣變。因此，肉品行業(yè)亟需采取有效的措施來抑制脂質(zhì)氧化，維持產(chǎn)品貯藏期間內(nèi)的肉色和品質(zhì)。目前，在肉制品工業(yè)中，通常采用低溫保藏、氣調(diào)包裝或真空包裝、低溫貯藏結(jié)合不同的包裝方式和添加抗氧化劑等措施來抑制肉中的脂質(zhì)氧化。其中應(yīng)用較多的是在低溫貯藏條件下改善包裝方式或在肉制品中添加抗氧化劑等。

4.1 改善包裝方式

目前市場(chǎng)上生鮮肉傳統(tǒng)的包裝方式有托盤包裝、真空包裝、氣調(diào)包裝等。真空包裝中氧氣含量極低，在貯藏期間肌紅蛋白氧化和脂質(zhì)氧化程度較低，有利于肉色穩(wěn)定性的保持。研究表明，高氧氣調(diào)包裝只能在短期保持良好的肉色，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，氧氣含量升高會(huì)加速肌紅蛋白氧化，使肉色穩(wěn)定性降低[69]。同時(shí)，高氧氣調(diào)包裝能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化，脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的醛類物質(zhì)能夠?qū)θ馍€(wěn)定性造成不良影響。Yuan Lu等研究了高氧氣調(diào)包裝和真空包裝對(duì)冷鮮豬肉脂質(zhì)氧化的影響，結(jié)果表明真空包裝中的脂質(zhì)氧化程度顯著低于高氧氣調(diào)包裝[70]。

除此之外，食品工業(yè)領(lǐng)域研究人員多年來致力于新包裝系統(tǒng)的開發(fā)，這種新技術(shù)主要是在包裝材料中加入活性物質(zhì)從而達(dá)到抑制脂質(zhì)氧化的目的。近年來，隨著天然抗氧化劑的研究與開發(fā)，以及消費(fèi)者對(duì)天然成分的青睞，許多學(xué)者嘗試在包裝材料中加入天然抗氧化物質(zhì)開發(fā)活性包裝。為了提高牛肉的抗氧化性，Letricia等研發(fā)了一種在低密度聚乙烯材料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%、10%、20%的迷迭香萃取物的新型活性包裝，這種活性包裝顯著抑制了牛肉在貯藏期間的TBARS含量，起到良好的脂質(zhì)氧化抑制效果[71]。Nisa等以馬鈴薯淀粉為基質(zhì)生物聚合膜，添加5%的綠茶制成活性包裝膜包裹新鮮牛肉，與對(duì)照組相比，在-4 ℃貯藏10 d顯著降低了高鐵肌紅蛋白含量和TBARS含量[72]。這說明添加天然抗氧化成分的活性包裝能在一定程度上起到良好的抗氧化和護(hù)色效果。

因此，無氧包裝能夠有效抑制脂質(zhì)氧化，保持肉色穩(wěn)定性，而高氧氣調(diào)包裝可以在較短的貯藏時(shí)間內(nèi)保持良好的肉色。對(duì)于脂肪含量較高的高檔牛肉，更適宜采用真空包裝，防止由于脂質(zhì)氧化造成的肉品失色褐變。新型活性包裝的研發(fā)也為控制肉制品脂質(zhì)氧化、保持肉色穩(wěn)定性提供了新的思路，與傳統(tǒng)的氣調(diào)包裝相比，新型活性包裝能夠抑制脂質(zhì)氧化、延長(zhǎng)貨架期，但是新型活性包裝的研究尚不完善，有可能給消費(fèi)者帶來潛在的健康危害。

4.2 添加抗氧化劑

近年來，天然抗氧化劑在肉制品中的使用越來越廣泛。其使用方法不盡相同，可直接在肉制品加工過程中添加，也有許多研究表明，在飼料中添加天然抗氧化劑，不但可以有效防止屠宰后肌肉的氧化過程，而且能夠提高肉類的食用品質(zhì)[73]。Zhao Junxing等在綿羊飼料中添加釀酒葡萄皮渣來研究其對(duì)綿羊肉抗氧化活性的影響，釀酒葡萄皮渣含有豐富的多酚類物質(zhì)，具有很強(qiáng)的抗氧化能力。研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加5%、10%的釀酒葡萄皮渣可以顯著降低綿羊肉中MDA的含量，對(duì)脂質(zhì)氧化起到良好的抑制作用[74]。

許多學(xué)者在肉制品中直接添加天然抗氧化劑，發(fā)現(xiàn)多種天然產(chǎn)物具有較好的抗氧化效果。在新鮮的絞碎牛肉中添加茼蒿、南瓜、韭菜、刺五加、大豆、蜂斗菜等能夠顯著降低絞碎牛肉的TBARS含量[75-76]。此外，在牛肉餅中添加不同濃度的橄欖油副產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)4%的添加量能夠抑制脂質(zhì)氧化[77]。Zhou Feibai等研究了所添加綠茶、迷迭香、馬蹄提取物在總酚含量為25～250 mg/kg時(shí)對(duì)豬肉的抗氧化保護(hù)作用，結(jié)果表明，這3 種物質(zhì)都能抑制脂質(zhì)氧化，其中迷迭香的抗氧化效果最佳，但迷迭香對(duì)肌紅蛋白氧化的抑制作用不明顯，可能是由于迷迭香中含有較多的疏水性多酚，由于硫醇-醌的相互作用而導(dǎo)致硫醇基的損失，從而使肌紅蛋白氧化；而綠茶和馬蹄提取物對(duì)脂質(zhì)氧化和肌紅蛋白氧化均表現(xiàn)出較好的抑制作用，提高了肌紅蛋白的穩(wěn)定性[78]。

近年來，從水果中提取的天然抗氧化劑在肉制品中的應(yīng)用得到了廣泛的研究。荔枝果皮中含有大量多酚、黃酮以及花青素，具有良好的抗氧化活性。Das等研究了荔枝果皮提取物對(duì)熟制羊肉塊脂質(zhì)氧化的影響，結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，添加1.0 g/100 g和1.5 g/100 g的荔枝果皮提取物抑制了整個(gè)貯藏期間的脂質(zhì)氧化[79]。Qi Suijian等在肉醬中添加體積分?jǐn)?shù)0.1%、0.5%、1.0%的荔枝籽提取液也能夠顯著抑制肉醬的脂質(zhì)氧化[80]。

4.3 新型低溫貯藏技術(shù)

溫度是影響脂質(zhì)氧化的重要因素，在肉制品貯藏過程中，低溫可以有效抑制脂質(zhì)氧化的發(fā)生。冷凍是目前市場(chǎng)上常見的鮮肉貯藏和運(yùn)輸方式。Xia Xiufang等認(rèn)為傳統(tǒng)的冷凍再解凍過程會(huì)加速肉制品脂質(zhì)氧化的發(fā)生[81]。Benjakul等認(rèn)為冷凍過程形成的冰晶會(huì)對(duì)細(xì)胞膜造成損傷，釋放出的非血紅素鐵能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化的發(fā)生[82]。為改進(jìn)傳統(tǒng)冷凍的缺陷，近年來，研究人員開發(fā)了一些新型低溫保藏技術(shù)，如冰溫保鮮技術(shù)、微凍技術(shù)、高壓冷凍技術(shù)、電場(chǎng)輔助凍結(jié)技術(shù)及微波輔助冷凍技術(shù)等。與傳統(tǒng)的冷凍方式相比，新興冷凍技術(shù)可以改善冷凍生鮮肉品的某些品質(zhì)或提高冷凍效率，其中磁場(chǎng)輔助冷凍、電場(chǎng)輔助冷凍、射頻輔助冷凍均可以改善冷凍過程對(duì)肉色的不利影響[83]。隨著冰溫保鮮和微凍技術(shù)研究的逐漸深入，人們發(fā)現(xiàn)這兩種低溫貯藏方式對(duì)脂質(zhì)氧化有較好的抑制效果[84]。研究表明，冰溫條件下肌紅蛋白氧化速率顯著降低，是因?yàn)楸鶞啬軌驕p少血紅素和原卟啉這兩種脂質(zhì)氧化催化劑的釋放，從而對(duì)脂質(zhì)氧化產(chǎn)生良好的抑制效果[85]。程玉平等以豬背最長(zhǎng)肌為研究對(duì)象，探究新型微凍液冷凍法和傳統(tǒng)冷凍法對(duì)豬肉餅品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)新型微凍液冷凍的豬肉餅TBARS含量顯著低于傳統(tǒng)冷凍法[86]。由此可見，與傳統(tǒng)的冷凍技術(shù)相比，微凍技術(shù)和冰溫保鮮技術(shù)能夠顯著抑制脂質(zhì)氧化，使肉類保持良好的食用品質(zhì)。隨著肉制品行業(yè)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，這兩項(xiàng)低溫保藏技術(shù)也將得到快速的發(fā)展。

5 結(jié) 語

肉色是評(píng)價(jià)肉類品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，如何維持良好肉色始終是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。而脂質(zhì)氧化是影響肉色的一個(gè)重要因素，雖然脂質(zhì)氧化初級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肉色穩(wěn)定性的影響基本明確，但除了HNE和MDA這兩種脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物外，其他大量的脂質(zhì)氧化次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)肉色穩(wěn)定性的影響尚不完全明確。除脂質(zhì)氧化與肌紅蛋白狀態(tài)和線粒體功能的關(guān)系外，肌肉系統(tǒng)中脂質(zhì)氧化耗氧程度是否會(huì)對(duì)肌紅蛋白穩(wěn)定性造成更大的影響，仍然是一個(gè)值得探究的問題。

脂質(zhì)氧化不但會(huì)造成生肉褐變失色，在肉制品熟制過程中也會(huì)發(fā)生PMB現(xiàn)象。該現(xiàn)象容易使消費(fèi)者造成錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)致食用熱殺菌不徹底的產(chǎn)品。這些問題的存在促使適宜的脂質(zhì)氧化抑制措施的開發(fā)，以維持較好的肉色和肉色穩(wěn)定性。近年來，蛋白質(zhì)組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)的發(fā)展為利用分子技術(shù)分析脂質(zhì)氧化使肉色劣變的機(jī)制提供了可能，也為進(jìn)一步開發(fā)有效的抗氧化措施提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。