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《南京农业大学》 2009年
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巴氏杀菌切片火腿冷藏期间褪色机理研究

孙卫青  
【摘要】: 色泽是评价肉品质量的一个重要指标,大多数消费者都以其作为判断肉品新鲜度和决定是否购买的一个主要尺度。巴氏杀菌肉制品是肉品未来的发展方向,我国生产起步较晚,与发达国家相比,还存在许多质量问题。其中货架期褪色就是限制我国巴氏杀菌肉制品保质期和市场竞争力的关键问题之一。目前由于缺乏该类产品色泽变化的相关理论,使得部分生产者盲目加大亚硝酸盐的用量或者添加大量的人工色素。这样不仅没有真正改善产品的色泽稳定性,反而降低了产品的品质,甚至给消费者的健康带来了潜在的危害。为此,本论文以典型的巴氏杀菌牛肉切片火腿为研究对象,将产品表观色泽变化理论与产品色素变化特性相结合来揭示其冷藏期间褪色机理,为采取科学有效的护色措施提供理论依据。具体研究内容和结论如下: 1.影响巴氏杀菌切片火腿冷藏期间褪色的主因素分析 通过对加工和贮藏中影响色泽稳定的7个因素分别采用不同的水平同时作用,并对色泽参数进行逐步回归分析,筛选影响色泽稳定的主导因素。结果表明:包装袋的氧渗透率(OTR)、光照强度(Ill)、混合磷酸盐水平(Phos)和蒸煮温度(CT)是影响切片火腿色泽稳定性的主要因素。其中OTR的影响作用最大;3000 mg/kg的磷酸盐以及蒸煮中心温度达85℃都显著影响切片火腿色泽稳定性;1200 lx范围内不同强度的光照,显著影响亮度(L*)、黄色度(b*)和色调(H),而对红色度(a*)的变化影响不显著。10℃以下的不同冷藏温度,以及国标规定范围内添加不同水平的亚硝酸盐不是引起产品褪色的主要原因。 2.产品贮藏期间色泽与其它品质的变化及其相互关系 采用多元统计分析的主成分分析(PCA)和因子分析方法,研究色泽参数与其它品质指标之间的相互关系。结果表明: PC1的贡献率占总变异的59.82%,集中反映了切片火腿在冷藏期间的色泽变化。PC2的贡献率占总变异的22.28%,代表了引起色泽变化的环境因子。两个主成分揭示了切片火腿表观红色度的变化主要是色素NH发生了氧化还原反应所致,红色度a*与亚硝酰血色原(NH)、游离巯基、蛋白质氧化形成的羰基衍生物、脂肪氧化形成的丙二醛和双烯值之间相关极显著。其次,产品褪色与基质环境的氧化还原力和酸碱度的变化也显著相关,环境变化首先影响到亮度L*和黄度b*,进而引起表观红色度a*的变化。另外,PCA和因子分析表明产品基质环境中含氮化合物的存在形式及含量显著影响其色泽变化。色泽参数之间α*、C和NH的相关性极显著,L*,b*与H的相关性极显著,色饱和度同时综合了红色度和黄色度的主要信息,而色调以红色度为基础但主要受黄色度来调节。 3.亚硝酰血色原(NH)的提取及结构鉴定 根据不同溶剂对NH进行提取的紫外可见吸收光谱(UV)特性和电子顺磁共振波谱(EPR)特性建立了采用石油醚、丙酮、乙酸乙酯三步顺序提取和分离亚硝酰血色原(NH)的方法。 利用高效液相-电喷雾离子化高分辨率质谱联用(HPLC-ESI-HR-MS)、EPR光谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和红外激光拉曼光谱(Raman)四种波谱综合分析鉴定NH的结构为一亚硝酰亚铁卟啉血色原。 4.NH的氧化特性研究及产品褪色机理分析 通过分析NH在光和氧的环境下的降解动力学,在具有光照的空气中自然氧化以及添加强氧化剂H202条件下氧化的HPLC-ESI-HR-MS、EPR波谱、FT-IR光谱、Raman光谱和’H核磁波谱特性,以及在p-胡萝卜素/亚油酸模型体系和加热肌肉模型体系中的氧化特性,结合前两章对产品表观色泽变化理论的研究结果,综合得出产品氧化褪色机理:切片火腿主导色素成分NH属于光敏剂,光照直接作用于NH,促使其共轭结构发生变化,向接近分子轴对称的另一种棕黄色到黄色的共轭体系转化,NO基团没有与血红素卟啉铁解离。NH具有抗氧化特性,空气中氧的存在,会加速这种变化。这种变化在无强氧化剂的条件下是可逆的,可以通过肉品体系中的还原型成分使其还原或维持一种动态平衡。随着NH被氧化,基质中的多不饱和底物也逐渐发生氧化,形成H2O2等更强的氧化剂。强氧化剂可促使NH发生不可逆的降解,使NO基团离开卟啉铁,去清除体系中的自由基。失去了NO基团的保护,卟啉Fe2+很快被氧化为Fe3+,随之从血红素分子中释放,Fe3+离子是脂质氧化的启动子,从而促使了脂质的过氧化,脂质过氧化产物反过来又会加速NH发生不可逆的氧化降解,使得产品色泽发生不可复原的变化,乃至失去商品价值。 5.NH的稳定性研究 为揭示其它因素对切片火腿褪色的效应,研究了不同环境因子对色素NH的稳定性以及不同含氮化合物对加热牛肉匀浆物的色泽及其稳定性的影响。结果表明: pH对NH的光学特性和稳定性有显著的影响,强酸和弱碱条件下有利于NH红色的保持。碱性条件下,NH由粉红色向棕黄色到黄色过渡,NH分子中NO基团仍然与卟啉铁结合,可能与空气中自然氧化NH的结构一样。弱酸性条件下NH极不稳定,是pH变化显著影响产品表观色泽的主要原因。 8种与色泽变化相关显著的氨基酸Cys、Pro、Thr、Gly、Val、Met、Leu和Tyr无论对NH丙酮溶液的色泽,还是对加热牛肉匀浆物的色泽均产生显著的影响。其中Cys可以显著改善NH的红色度,Pro可以使NH的粉红色保持稳定,His使NH丙酮溶液产生红色沉淀,其余的不同程度地使NH丙酮溶液转化为黄绿色至黄色。这几种氨基酸在牛肉匀浆体系中与肌红蛋白或血红蛋白作用,经热处理以后形成不同色泽的血红素衍生物。其中His和Val形成近似于NH的色泽,且His形成的粉红色血红素衍生物为水溶性的。Gly、Tyr和Pro形成颜色较浅稍偏灰而透着淡粉色的血红素衍生物。Cys和Met两种含硫氨基酸形成的颜色都偏灰至褐。这些衍生物相对于NH来说,更不稳定,切片火腿中这些血红素衍生物的存在也是其褪色的一个重要原因。 肉品相应浓度的7种无机离子(Na+、K+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、cu2+)均可显著提高色素NH丙酮溶液的稳定性。其中添加Fe2+对NH的稳定效果最显著,其次是含Na+组,添加K+和Mg2+组组间差异不显著。含Zn2+和Cu2+的处理组稳定性相对最差,其次是Ca2+处理组。 70℃以下不同温度处理对色素NH的损失率没有显著影响,冷藏和常温贮藏对NH的降解没有直接的影响。75℃和80℃处理,NH的贮藏稳定性显著低于72℃处理组。85℃处理,NH的损失率及稳定性均会受到显著影响。 6.天然抗氧化剂对巴氏杀菌切片火腿色泽稳定效应的研究 不同天然抗氧化剂对同一种产品以及同一种抗氧化剂对不同产品均产生不同的色泽稳定效应。苹果多酚和迷迭香在实验剂量范围内对猪肉和牛肉切片火腿的脂肪氧化均表现出了显著的抑制效应,然而对色泽稳定效应却不同。添加500 mg/kg苹果多酚可以有效地抑制猪肉切片火腿冷藏期间的褪色,而对牛肉的效果却不显著。添加500~1500 mg/kg的迷迭香在显著影响切片火腿表观红色度的同时更显著地提高了黄色度b*值,而且对b*的提高有浓度依赖性。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TS201.2

【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 孙卫青;巴氏杀菌切片火腿冷藏期间褪色机理研究[D];南京农业大学;2009年
2 高献礼;高盐稀态酱油在发酵和巴氏杀菌过程中风味物质形成和变化的研究[D];华南理工大学;2010年
3 杨继红;红外加热技术对大杏仁的杀菌程度及烘烤效率的研究[D];西北农林科技大学;2011年
4 杜垒;盐水鸭老卤腌制特性与传质动力学分析[D];南京农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦玉;火腿中产香葡萄球菌的分离、鉴定及其对发酵香肠的影响[D];扬州大学;2008年
2 赵双娟;卤鸭滋味物质在加工和储藏过程中的变化研究[D];华中农业大学;2012年
3 万莹莹;纯棉织物氧漂洗涤损伤及褪色机理研究[D];东华大学;2012年
4 闫坤;超声波对乳品辅助杀菌及改性技术的研究[D];中国农业科学院;2010年
5 周运华;蒲菜的热加工及其常温贮藏条件研究[D];江南大学;2004年
6 黄萌萌;乳中乳果糖测定方法的优化及其在乳品质量评定中的应用[D];中国农业科学院;2007年
7 孙建全;液态乳生产中HACCP体系的建立[D];南京农业大学;2004年
8 王超;腌腊肉制品加工过程中脂质氧化及抗氧化技术研究[D];南京农业大学;2009年
9 梁艳;CO_2对巴氏杀菌奶保鲜效果的研究[D];东北农业大学;2008年
10 高萌;不同热处理条件及货架期对牛乳中5-HMF生成量的影响及热杀菌工艺参数的确定[D];西北农林科技大学;2012年
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