脱脂肉骨粉在不同贮藏条件下的稳定性

常 明,肖 珺,刘睿杰,金青哲*,王兴国

(江南大学食品学院,食品科学与技术国家重点实验室,食品安全与营养协同创新中心,江苏 无锡 214122)

 

要:以脱脂肉骨粉为原料,研究其在不同条件下的贮藏性能。结果表明:在相对湿度54.4%、温度20 ℃条件下,脱脂肉骨粉在8个月贮藏期内未出现脂肪哈喇味和霉变现象,其酸价、硫代巴比妥酸反应物还原(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值增加缓慢,说明其贮藏稳定性得到提高。在相对湿度43.2%、温度30 ℃条件下,脱脂肉骨粉的酸价、TBARS值、TVB-N值快速增长,在贮藏后期增长速率提高,组胺含量受温度影响不大。在相对湿度69.9%、温度20 ℃条件下,酸价、TBARS值、TVB-N值迅速增加,组胺含量反而有所降低,但第6个月发生霉变现象,说明脱脂肉骨粉在该条件下贮藏时不宜超过6个月。

关键词:脱脂肉骨粉;贮藏;稳定性

 

Stability and Quality of Defatted Meat and Bone Meal under Different Storage Conditions

 

CHANG Ming, XIAO Jun, LIU Rui-jie, JIN Qing-zhe*, WANG Xing-guo

(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Synergetic Innovation Center of Food Safety and Nutrition,

School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)

 

Abstract: The stability and quality of defatted meat and bone meal (MBM) under different storage conditions were studied. The results showed that the acid value (AV), thiobarbituric acid (TBA) value and total volatile bases nitrogen (TVB-N) value of defatted MBM exhibited slow growth under the conditions of 54.4% relative humidity (RH) and 20 ℃. After storage for 8 months, defatted MBM did not have a rancid or moldy odor, indicating that the storage stability of MBM was improved after being defatted. Except for histamine, the contents of all components tested were changed relatively fast at 43.2% RH and 30 ℃
and these changes were accelerated during prolonged storage. Storage temperature had no significant effect on histamine contents. At 69.9% RH and 20 ℃, histamine content decreased slightly whereas the contents of other components increased rapidly. However, defatted MBM smelled moldy after storage for 6 months. Thus, defatted MBM should not be stored for a period exceeding 6 months under this condition.

Key words: defatted meat and bone meal; storage; stability

中图分类号:TS229 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)06-0189-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201406041

肉骨粉是一种最重要的动物蛋白产品,主要用于宠物食品、动物以及水产饲料。肉骨粉粗脂肪含量高达8%~18%,在加工、运输和贮藏过程中易发生变质,分解为低级脂肪酸、醛类、酮类等有毒有害物质[1-3]。许多研究表明,食用氧化油脂降低动物的生产性能、产品品质[4-6],影响乳营养和繁殖性能[7-8],更有可能影响下一代的体质,因此特别在种禽畜饲养时,必须严格杜绝氧化油脂摄入。Carpenter等[9]研究表明,酸败的鱼粉会降低猪的平均日增重和饲料利用率。Fekete等[10]给小鼠饲喂包含19%~22%高过氧化值肉骨粉的混合饲料,发现长期摄入酸败饲料不仅使小鼠的摄食量、体质量和蛋白质利用率明显下降,还会令淋巴系统、睾丸组织产生病理性变化。

高脂肪含量及由脂肪氧化造成的不良影响可以被认为是影响肉骨粉在饲料中添加的主要因素。笔者前期将肉骨粉有效脱脂[11],但脱脂后肉骨粉的储存性能如何,有待于进一步研究。国标要求肉骨粉在符合规定条件下保质期为180 d。肉骨粉中较高含量的蛋白质和脂肪是微生物的天然培养基,这对肉骨粉生产后、使用前的存放均有不利。实际应用中企业和用户不可避免长期贮藏,目前主要通过添加抗氧化剂和防腐剂等来延长肉骨粉的贮藏期[12-13]。因此,研究贮藏条件对肉骨粉品质的影响对肉骨粉的贮藏具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜肉骨粉样品由国内15个不同肉骨粉生产厂家提供;盐酸组胺标准品(纯度≥99%)、丹磺酰氯、乙腈(色谱纯) 百灵威试剂公司;三氯乙酸、硼酸、无水乙醇、丙酮等(均为分析纯) 国药化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Foss-Scino ST310索氏浸提系统 美国Foss公司;2996高效液相色谱仪 美国Waters公司;固相微萃取器手柄 美国Supelco公司;Trace MS气相色谱-质谱联用仪 美国Finnigan质谱公司;GTOP-150D光照培养箱 浙江托普仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 新鲜肉骨粉贮藏稳定性实验

将脱脂肉骨粉(脂肪含量为0.37%(质量分数,下同))、肉骨粉原样(脂肪含量9.80%)、添加抗氧化剂肉骨粉样品(脂肪含量9.80%,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(butylated hydroxytoluene,BHT)叔丁基对羟基茴香醚(butyl hydroxyl anisd,BHA)=11,添加量0.05%(质量分数,下同))分别过0.8 mm筛子,未过筛部分粉碎至1 mm后,将二者混合。

1.3.2 温度对肉骨粉样品贮藏品质的影响

选择K2CO3的过饱和盐溶液,以产生对应的相对湿度(relative humidity,RH),环境RH 43.2%,溶液置于密闭干燥器的底部,干燥器上部分别放有1.0 kg肉骨粉原样(水分含量为8.85%(质量分数,下同))、1.0 kg添加抗氧化剂肉骨粉(水分含量为8.85%)、1.0 kg脱脂肉骨粉(水分含量为8.79%)。将放有贮藏样品的干燥器分别置于4、20、30 ℃恒温环境中贮藏,按月检测各指标的变化情况。

1.3.3 相对湿度对肉骨粉贮藏品质的影响

选择K2CO3、Mg(NO3)2、KI的过饱和盐溶液,以维持产生对应的RH,环境RH分别为43.2%、54.4%、69.9%,溶液分别置于密闭干燥器的底部,干燥器上部放有1.0 kg肉骨粉原样(水分含量为8.85%)、1.0 kg添加抗氧化剂肉骨粉(水分含量为8.85%)、1.0 kg脱脂肉骨粉(水分含量为8.79%)。将放有贮藏样品的干燥器置于20 ℃恒温环境中贮藏,按月检测各指标的变化情况。

贮藏期为8个月,对上述不同条件下贮藏的不同肉骨粉样品的酸价、硫代巴比妥酸反应物还原(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值、挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)值、组胺含量进行检测。

1.3.4 肉骨粉品质分析

1.3.4.1 酸价的测定

肉骨粉的酸价测定采用GB/T 19164—2003附录B《鱼粉中酸价测定方法》。

1.3.4.2 TBARS值的检测

采用分光光度计法测定肉骨粉中硫代巴比妥酸反应物的含量,方法参考文献[14]。计算公式如下:

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式中:A为分光光度计吸光度;m为样品质量/g。

1.3.4.3 TVB-N值的检测

肉骨粉中挥发性盐基氮含量的测定采用SC/T 3032—2007《水产品中挥发性盐基氮的测定》。

1.3.4.4 组胺含量的检测

采用高效液相色谱法测定肉骨粉中的组胺含量,方法见参考文献[15]。

样品处理:称取1.0g肉骨粉样品于50 mL离心管,加10 mL 0.4 mol/L高氯酸,超声提取20 min,6000 r/min离心10 min后将上清液移至25 mL容量瓶。再用高氯酸以相同步骤提取一次,定容至25 mL。

衍生化:取1 mL溶液,加入200 µL 2 mol/L氢氧化钠溶液使之呈碱性,再加入300 µL饱和碳酸氢钠溶液缓冲,加1 mL 10 mg/mL丹磺酰氯溶液,黑暗中置于40 ℃水浴反应30 min,取出加入100 µL氨水中断反应,最后用乙腈定容到5 mL,经高速离心且通过0.45µm滤膜,上机进样分析。

1.4 数据统计分析

每个反应条件平行取样分析3次,使用Origin 8.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同肉骨粉在贮藏过程中酸价的变化

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图 1 不同肉骨粉样品在相同条件贮藏过程中酸价的变化

Fig.1 Changes in acid value of different MBM samples during storage

不同肉骨粉样品在RH 54.4%、温度20 ℃条件下贮藏8个月后,其酸价的变化如图1所示。可以看出,脱脂肉骨粉的酸价在整个贮藏过程中增长缓慢,贮藏结束时酸价由2.1 mg KOH/g增长到3.2 mg KOH/g,仍满足饲用肉骨粉一级品的要求(≤5 mg KOH/g)。由于BHA和BHT可与油脂氧化所产生的过氧化物结合,中断自动氧化反应链,阻止氧化。因此,添加抗氧化剂组与肉骨粉原样相比,酸价增长有效减缓。肉骨粉原样贮4个月,酸价达到9.09 mg KOH/g,而抗氧化剂组贮藏6 个月后酸价才接近此值。第8个月时,只有肉骨粉原样能明显闻到脂肪哈败的气味,说明其中的脂肪严重酸败。

2.2 不同肉骨粉在贮藏过程中TBARS值的变化

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图 2 不同肉骨粉样品在相同条件贮藏过程中TBARS值的变化

Fig.2 Changes in TBARS value of different MBM samples during storage

不同肉骨粉样品在RH 54.4%、温度20 ℃条件下贮藏8个月后,其TBARS值的变化如图2所示。肉骨粉原样和添加抗氧化剂肉骨粉的变化趋势一致,都是先增加,到第4个月达到最大值,随后逐渐降低。说明添加抗氧化剂可在一定程度上减缓TBARS值的增长,但无法改变油脂劣变的趋势,贮藏4 个月以上,即使检测出的TBARS值比较小,也不能说明其为新鲜的肉骨粉,有可能是经过了长时间的存放,此时需要结合其他指标进行分析。另外,可以看到脱脂肉骨粉的TBARS值在8 个月内保持逐渐增加趋势,这也说明其油脂酸败程度比肉骨粉原样和添加抗氧化剂组弱。

2.3 不同肉骨粉在贮藏过程中TVB-N值的变化

不同肉骨粉样品在RH 54.4%、温度20 ℃条件下贮藏8 个月后,其TVB-N值的变化如图3所示。

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图 3 不同肉骨粉样品在相同条件贮藏过程中TVB-N值的变化

Fig.3 Changes in TVB-N value of different MBM samples during storage

前4 个月肉骨粉原样和添加抗氧化剂组的TVB-N值差异不大,4 个月之后,原样的TVB-N值迅速增大,第8个月可达137 mg/100g,而添加抗氧化剂组TVB-N值的增长较原样有所减弱,第8个月的值为105 mg/100g。这可能是由于BHA具有一定的杀菌能力,抑制了部分微生物生长所导致的。脱脂肉骨粉的TVB-N值在贮藏开始6 个月内缓慢增长,直到贮藏后期才出现明显增长。这是由于蒸汽短时处理肉骨粉有效降低挥发性盐基氮的同时,杀死了部分微生物,从而降低了脱脂肉骨粉的最初细菌负荷。

2.4 不同肉骨粉在贮藏过程中组胺含量的变化

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图 4 不同肉骨粉样品在相同条件贮藏过程中组胺含量的变化

Fig.4 Changes in histamine content of different MBM samples during storage

不同肉骨粉样品在RH 54.4%、温度20 ℃条件下贮藏8 个月后,其组胺含量的变化如图4所示。含有组胺脱羧酶的微生物可以将组氨酸通过去羰基过程转变成组胺,而Leuschner等[16]研究表明有些霉菌具有降解组胺的能力。由图4可以看出,随着贮藏时间的延长,3 种肉骨粉中组胺的含量呈现波动性增长,这可能是由于组胺在微生物作用下不断生成和被分解消耗之间波动导致。贮藏结束时,肉骨粉原样和添加抗氧化剂肉骨粉中的组胺含量分别为22.04 mg/kg和20.00 mg/kg,说明添加抗氧化剂对于组胺的积累没有明显抑制作用。

2.5 温度对脱脂肉骨粉贮藏品质的影响

图5A显示不同温度贮藏过程中脱脂肉骨粉酸价的变化趋势。前3个月内,4 ℃和20 ℃贮藏条件下脱脂肉骨粉的酸价差异不是很大,30 ℃条件下酸价缓慢上升。但3个月后,温度越高,酸价增长速率越快。8个月贮藏结束时,在4、20、30 ℃条件下脱脂肉骨粉的酸价分别为2.34、2.89、3.86 mg KOH/g,仍在饲用肉骨粉一级品的要求范围内。

图5B所示不同温度贮藏过程中脱脂肉骨粉TBARS值的变化趋势。相同温度下,贮藏时间越长,肉骨粉中所含油脂酸败程度越高,到后期,酸败加剧。随着温度升高,脱脂肉骨粉的TBARS值越大,变化幅度也越大。30 ℃贮藏4 个月,TBARS值达到峰值3.56 mg/kg,随后逐渐降低;而20 ℃条件下,贮藏第6个月达到最大值3.00 mg/kg,然后呈下降趋势;在4 ℃条件贮藏过程中,TBARS值缓慢增长,8 个月时仍未达到峰值,说明脱脂肉骨粉在此温度下油脂酸败程度不高。

由图5C可知,不同温度贮藏过程中TVB-N值的整体变化趋势随贮藏时间的延长和温度的提高而逐渐增加。与贮藏前肉骨粉的初始TVB-N值相比,在4、20、30 ℃条件下贮藏8 个月后,TVB-N值分别增加了20.5%、45.0%、75.0%。挥发性盐基氮是动物性食品由于酶和细菌的作用,在腐败过程中分解蛋白质而产生的氨及含氮胺类物质。温度较高时,有利于微生物的生长繁殖和酶活性的提高,因此,温度越高,TVB-N值越大,增长速度越快。但即使是在RH 43.2%、温度30 ℃条件下,脱脂肉骨粉贮藏结束时的TVB-N值为70 mg/100g,仍满足一级肉骨粉的质量要求。

脱脂肉骨粉在不同温度下贮藏8个月后,其组胺含量的变化如图5D所示。贮藏过程中的组胺是多种酶复杂反应的结果,包括微生物组胺脱羧酶、微生物内源性酶、微生物二胺氧化酶等。本实验中所用的3种贮藏温度对组胺含量没有显著影响,贮藏结束时组胺含量的多少和温度的高低并未表现出相互对应的关系。一是由于一些酶活动并不会因为冷藏温度而终止,4 ℃条件下仍能继续;二则是由于温度的变化不能明显改变一些微生物的生长和产酶能力。Fujii等[17]研究发现雷伯菌在7 ℃和摩根式菌在15 ℃条件下组胺的产量几乎没有差别。30 ℃条件下,贮藏结束时组胺含量反而最低,这可能是由于高温条件更利于某些分解组胺的霉菌生长导致的。虽然组胺受温度影响不大,但是随着时间的延长,较初始值19.6 mg/kg,
4、20、30 ℃条件下肉骨粉的组胺还是有所积累的,分别提高到20.6、20.8、20.4 mg/kg。

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图 5 脱脂肉骨粉在不同温度贮藏过程中酸价(A)、TBARS值(B)、TVB-N值(C) 和组胺含量(D)的变化

Fig.5 Changes in acid value (A), TBARS value (B), TVB-N value (C) and he histamine content (D) of defatted MBM at different temperatures during storage

2.6 环境湿度对脱脂肉骨粉贮藏品质的影响

脱脂肉骨粉在不同相对湿度下贮藏8 个月后,酸价变化如图6A所示。整体趋势是随着时间的延长,脱脂肉骨粉的酸价逐渐增加。前2 个月内,不同湿度下肉骨粉的酸价差别不是很大,两个月之后,随着相对湿度越大,酸价的增长速度越快。RH 69.9%,贮藏8 个月时,脱脂肉骨粉的酸价可从最初的2.10 mg KOH/g增加到5.44 mg KOH/g,且6 个月后可观察到霉变现象。因此,为了防霉和保证肉骨粉品质,脱脂肉骨粉在RH 69.9%条件下贮藏时最好不要超过6个月。

图6B为不同贮藏环境下脱脂肉骨粉TBARS值的变化趋势。前3 个月内,3种湿度条件下TBARS值变化趋势一致,均随时间增大,湿度越大,增加速率越大。RH 69.9%时,脱脂肉骨粉水分含量高,有利于微生物的生长,一定程度上加剧了脂肪酸败,因此从第3 个月后开始表现出先增后减的变化趋势。RH 54.4%时,贮藏4 个月后可观察到相同变化。而RH 43.2%时,贮藏6 个月后才可观察到这种趋势。说明高湿度环境不利于脱脂肉骨粉的贮藏,如果不可避免要在高湿度环境中贮藏,也不宜长时间存放,应尽快使用。

图6C显示的是脱脂肉骨粉在不同RH下贮藏TVB-N值的变化趋势。可以看出,RH与TVB-N值关系密切。贮藏开始4个月内,3RH下TVB-N值均表现为缓慢增长。4 个月之后,RH越大,TVB-N值增长速度越快。贮藏结束时,RH 69.9%条件下的肉骨粉TVB-N值增加到75 mg/100g,是RH 43.2%条件下肉骨粉TVB-N值的1.5倍。这是由于高湿度环境有利于微生物生长,加快了对蛋白质的分解,导致TVB-N值快速增加。

图6D显示脱脂肉骨粉在不同RH下贮藏组胺含量的变化趋势。3RH条件下肉骨粉的组胺含量在贮藏1个月后均有所降低,这可能是由于贮藏初期分解组胺的微生物发挥主要作用。随着产组胺微生物的生长,不同条件下肉骨粉的组胺含量均出现增长趋势。在RH54.4%、69.9%下,贮藏4个月后组胺含量出现不同程度下降,且湿度越大,下降速率越大。贮藏8个月后,除了低湿度43.2%条件下,组胺含量有所增长外,其余两组的组胺值较初始值有所降低,这说明在高湿度条件下贮藏到后期,条件非常适合分解组胺的霉菌生长,可降低肉骨粉中的组胺含量,但这对于肉骨粉商品化产品不利。因此,应合理控制肉骨粉在高湿度环境下的贮藏期。

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图 6 脱脂肉骨粉在不同环境湿度贮藏过程中酸价(A)、TBARS值、TVB-N值(C)和组胺含量(D)的变化

Fig.6 Changes inacid value (A), TBARS value (B), TVB-N value (C) andhistamine (D) of defatted MBM at different RHs during storage

3 讨论与结论

由于生产的季节性和进出口贸易交易周期较长,导致肉骨粉在贮藏过程中脂肪发生氧化,是影响肉骨粉品质的主要原因。Stekol’nikov等[18]对15~20 ℃条件下贮藏6个月的肉骨粉进行研究发现过氧化值先升后降,未添加防腐剂的肉骨粉中的干物质含量显著下降[19]。目前厂家都利用抗氧化剂防止脂肪氧化造成的不良影响。

脱脂可有效延长肉骨粉的贮藏期,维持肉骨粉在贮藏期内的稳定性。RH 54.4%、温度20 ℃条件下,与未脱脂肉骨粉和添加抗氧化剂的肉骨粉相比,脱脂肉骨粉在8 个月贮藏期内未出现脂肪哈喇味和霉变现象,其酸价、TBARS值、TVB-N值增加缓慢。在RH 43.2%、温度30 ℃条件下,脱脂肉骨粉的酸价、TBARS值、TVB-N值快速增长,在贮藏后期增长速率提高,而组胺含量受温度影响不大。在RH 69.9%、温度20 ℃条件下,酸价、TBARS值、TVB-N值迅速增加,组胺含量则有所降低,但第6个月已伴有明显的霉变现象,因此脱脂肉骨粉在该条件下贮藏时不宜超过6 个月。

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收稿日期:2013-08-25

基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2010BAD01B07)

作者简介:常明(1979—),男,副教授,博士,研究方向为油脂科学。E-mail:mingchang@aliyun.com

*通信作者:金青哲(1962—),男,教授,博士,研究方向为油脂科学。E-mail:jqzwuxi@163.com