牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析_李银

牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析_李银
中国农业科学 2013,46(7):1426-1433
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.07.013
牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析
李银1，孙红梅1，张春晖1，白跃宇2，王振宇1
（1中国农业科学院农产品加工研究所/农业部农产品加工综合性重点实验室，北京100193；2河南省畜禽改良站，郑州 450008）摘要：【目的】研究冷冻牛肉解冻过程中蛋白质的氧化效应，为冻肉保鲜解冻和品质劣变控制提供理论依据。

【方法】将冷冻的草原黄牛后腿肉样分别在低温高湿变温解冻（试验组，温度2℃→6℃→2℃，相对湿度RH>90%）与空气自然解冻（对照组，控温4℃）条件下解冻，分析比较牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应。

【结果】试验组的牛肉较对照组肉色氧化程度低，外观新鲜；肌原纤维蛋白的氧化程度低（羰基含量比对照组低0.75 nmol·mg-1，巯基含量比对照组高13.11 nmol·mg-1），牛肉的蒸煮损失率、解冻汁液流失率、汁液中蛋白质含量都显著低于对照组；
SDS-PAGE电泳及示差扫描量热仪（DSC）结果显示，解冻过程中蛋白质发生了交联、降解和变性，但对照组牛肉蛋白质变性较试验组严重；电镜扫描结果表明，解冻会破坏肌肉微观结构，试验组牛肉肌纤维束遭破坏程度显著低于对照组。

【结论】解冻过程中蛋白质氧化引起肉色褐变、蛋白质的交联降解及变性、肌纤维结构遭到破坏、持水性降低、造成汁液流失，导致品质下降。

采用低温高湿变温解冻工艺可显著降低牛肉解冻过程中的蛋白质氧化和品质劣变，实现冷冻牛肉的保鲜解冻。

关键词：冷冻牛肉；低温高湿变温解冻；肌原纤维蛋白；蛋白质氧化
Analysis of Frozen Beef Protein Oxidation Effect During Thawing LI Yin1, SUN Hong-mei1, ZHANG Chun-hui1, BAI Yue-
yu2, WANG Zhen-yu1 (1Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Comprehensive Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Beijing 100193; 2Henan Animal Improving Station,
Zhengzhou 450008)
Abstract:【Objective】The protein oxidation effects of frozen beef during thawing were investigated. The purpose of this study was to provide a scientific basis for meat fresh-keeping thawing and quality control.【Method】The frozen hindquarter samples of grassland yellow beef were thawed using low-variable temperature and high relative humidity thawing method (test group, temperature 2℃→6℃→2℃，RH＞90%) and air thawing method (control group, 4℃), respectively, then the quality of the thawing meat was compared.【Result】Compared to the control group, the degree of meat oxidation of the test group was lower, the appearance of beef was fresher; the degree of myofibrillar protein oxidation was lower (The content of carbonyl was lower
0.75 nmol·mg-1 protein and sulfydryl was lower 13.11 nmol·mg-
1 protein than the control group), cooking loss, drip loss, protein content of drip were significantly lower than the control group. The results of the SDS-PAGE and DSC showed that thawing could result in protein aggregation, degradation and denaturation, and the control group was more serious than the test group. The scanning electron microscopy (SEM) results showed that thawing could destroy the microstructure of muscle, but the muscle fiber bundles of the control group were damaged more seriously.【Conclusion】 During thawing protein oxidation could result in browning, protein aggregation, degradation and denaturation, damaging the structure of muscle fiber, lowering the WHC, all of
these changes would result in drip loss and deterioration of meat quality. The low-variable temperature and high relative humidity thawing could significantly reduce the oxidation of protein, prevent the deterioration of beef quality and achieve fresh-keeping thawing.
Key words：frozen beef; low-variable temperature and high relative humidity thawing; myofibrillar protein; protein oxidation 收稿日期：2012-10-12；接受日期：2013-01-22
基金项目：国家自然科学基金（31271902）、国家公益性行业科研专项（200903012，201303083）
联系方式：李银，T el：010-********；E-mail：*****************。

通信作者张春晖，Tel：010-********；E-mail：****************.cn
7期李银等：牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析 1427
0 引言
【研究意义】早在20世纪90年代，中国就已经成为世界第一大肉类生产国[1]。

冻藏作为肉类最重要的贮藏方式，是肉类产品进出口贸易和地区间流通的主要产品形态[2]。

但冻藏肉在解冻过程中汁液流失与品质劣变十分严重，带来了严重的经济损失。

【前人研究进展】目前对冻结肉解冻过程中影响肉持水性及品质因素的研究主要集中在以下几个方面：冷冻解冻速率[3]；电荷效应和空间效应[4]；宰前静养时间、季节及屠宰方式等[5]；宰后肉的生化反应及结构变化[6]；去骨时长及样品大小[7]；肌肉内源酶系[8]；肌肉糖原的无氧代谢[9]；以及解冻方法等。

目前常用冻结肉的解冻方法有：空气解冻、水解冻、低频解冻、微波解冻、高静水压解冻等[10]。

【本研究切入点】近年来有研究表明肉蛋白质的氧化作用可能是导致肉解冻过程中品质劣变的另一重要原因[11]。

此方面的研究主要集中在解冻过程中蛋白质氧化造成的肉蛋白疏水性、溶解度、凝胶、乳化性能的改变及对肉的风味、色泽、质地[[12-13]等的影响，而关于蛋白质氧化对肌肉汁液流失与品质劣变的影响机制尚不完全清楚[14]，关于采用何种解冻方法
降低冻结肉解冻过程中蛋白质氧化的研究国内也不多。

【拟解决的关键问题】本试验旨在探讨冷冻牛肉解冻过程中肌肉蛋白质氧化效应对肉品质的影响，为研究新的方法控制牛肉解冻过程中的氧化劣变提供理论依据。

1 材料与方法
1.1 试验时间及地点
试验于2012年在中国农业科学院农产品加工研究所肉品实验室进行。

1.2 试验材料
试验原料：内蒙蒙都集团提供的3岁龄草原黄牛后腿肉（约4 kg）。

牛屠宰后经48 h吊挂排酸，取整只去骨后腿肉样，并用透明聚乙烯膜包装后经-26℃速冻库冷冻用作解冻试验。

空气自然（控温4℃）解冻的牛肉设为对照组，低温高湿变温（解冻温度为2℃→6℃→2℃，相对湿度RH＞90%）解冻的牛肉设为试验组。

1.3 低温高湿变温解冻工艺
冷冻牛肉置于解冻库内的解冻架上解冻，采用减压蒸汽和冷风调节库内温、湿度。

解冻前期，冷冻肉块自身的低温以及解冻吸收大量热量，会导致库温降低，当库内温度低于2℃时，蒸汽加热系统启动直至温度达到6℃时停机；解冻后期，解冻库内温度逐渐升高，当温度高于6℃时，制冷风机启动直至温度达到2℃时停机，如此循环。

在整个解冻过程中，当库内湿度低于90%时，减压蒸汽加湿系统启动。

通过低温高湿变温控制，直至肉块中心温度达到-2—2℃时，解冻过程结束。

整个解冻过程中温度的变化为：2℃→6℃→2℃，库内湿度始终保持在90%以上。

解冻模拟试验和生产验证试验显示，试验组与对照组肉样解冻中心温度达到-2—2℃时所需时间约为48 h。

1.4 主要试剂及仪器
1.4.1 主要试剂试验所用试剂均为分析纯。

牛血清清蛋白（BSA）：北京拜尔迪生物技术有限公司；丙烯酰胺、过硫酸铵（APS）：美国AMRESCO公司；三羟甲基氨基甲烷（Tris）：美国Angus公司；考马斯亮蓝（R-250），乙二醇-双-（2-氨基乙醚）四乙酸（EGTA）、5,5-二硫代双（2-硝基苯甲酸）（DTNB）：美国Sigma公司；2,4-
二硝基苯肼：国药集团化学试剂有限公司。

1.4.2 主要设备Neofuge 15R台式高速冷冻离心机：上海力申科学仪器有限公司；T6紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；JTC匀浆机：漯河市金田试验设备研究所；CR-400便捷式色差仪：柯尼卡美能达（日本）公司；AE-6450电泳槽：美国伯乐公司；DYY-7C型电泳仪电源：北京六一仪器厂；Q200示差扫描量热仪：美国TA公司；Eiko IB·5型离子溅射喷金仪：日本Hitachi公司；Quanta 200 FEG 场发射环境扫描电子显微镜：国家纳米中心。

1.5 试验方法
1.5.1 色差的测定色差测定采用CIE-L* a* b*（1976）法。

用便捷式色差仪直接测定样品表面的亮度值L*、红度值a*、黄度值b*。

色差计在使用前用白板进行校准。

对每一肉样平行测定5次。

1.5.2 肌肉蒸煮损失的测定参考Honikel[15]的方法，准确称重的肉样置于聚乙烯袋中于80℃水浴30 min，后用20℃流动水冷却，用吸水纸吸干表面水分并称重。

蒸煮损失计算如下：蒸煮损失=（蒸煮前肉的质量-蒸煮后肉的质量）/蒸煮前肉的质量×100%。

1.5.3 解冻汁液流失率的测定参照Honikel[15]的方法，准确称量解冻前后肉块的质量，解冻汁液流失率计算如下：解冻汁液流失率=（解冻前肉的质量-解冻后肉的质量）/解冻前肉质量×100%。

1.5.4 羰基含量的测定参考潘君慧[16] 的方法提取
1428 中国农业科学46卷
肌原纤维蛋白并用双缩脲法测蛋白质浓度，参考Levine等[17]测定羰基的方法，在1.5 mL的离心管中，加入0.1 mL的蛋白质溶液与0.5 mL 2,4-二硝基苯肼的HCl溶液，在25℃下反应40 min，空白样品中不加2,4-二硝基苯肼。

然后加入0.5 mL 20%的三氯乙酸（TCA），震荡后离心（11 000×g，5 min）弃上清，蛋白质沉淀用1 mL 的乙醇-乙酸乙酯溶液（1﹕1，v/v）洗涤3次，挥发完溶剂后将蛋白质悬浮于1 mL 6 mol·L-1盐酸胍溶液中，在37℃条件下水浴保温30 min。

以空白为对照370 nm下测吸光值，蛋白质羰基衍生物的含量（nmol·mg-1蛋白）使用摩尔吸光系数为22 000 M-1cm-1计算。

1.5.5 巯基含量的测定总巯基的测定使用Ellman [18]试剂法。

蛋白质溶液与1 mL 含有6 mo l·L-1盐酸胍、1 mmol·L-1EDTA 的50 mmol·L-1 Tris-HCl 缓冲液（pH 8.3）以及10 μL 10 mmol·L-1 5,5-二硫代双（2-硝基苯甲酸）（DTNB）的100 mmol·L-1 Tris-HCl 溶液（pH 7.6）混合，在25℃下静置25 min，并在412 nm 测定其吸光值，巯基含量（nmol·mg-1蛋白）使用摩尔吸光系数13 600 M-1 cm-1计算。

1.5.6 肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳前述提取的肌原纤维蛋白参考Laemmil[19]的方法用SDS-PAGE分析解冻对肌原纤维蛋白质的影响。

浓缩胶浓度为4%，分离胶浓度为12%。

还原电泳样品中含有5%的β-巯基乙醇，电泳结束后用0.1%的考马斯亮蓝染色液染色，用含10%醋酸的脱色液进行脱色，最后用凝胶成像仪进行拍照。

1.5.7 全肌肉DSC（示差扫描量热法）测定取1 g 肉样放入液氮中保存，测定时参考Deng等[20]的方法准确称取液氮保存的肉样10—16 mg 立即密封于铝盒中，放入DSC仪中测定，并以空铝盒为空白对照，测定条件为：样品于20℃平衡2 min，再以3℃/min 的升温速度升到100℃，每个样品平行测定3次。

1.5.8 肌肉微观结构观察用扫描电镜（scanning electron micrograph，SEM）观察肌肉微观结构，检测方法参照Palka 和Daun的方法[21]。

将待检测样品用手术刀片切成小条（2 mm×2 mm×5 mm），将其固定在
2.5%戊二醛溶液中，0.1 mol·L-1的磷酸盐缓冲液（pH 7.3）冲洗，室温（27—28℃）放置2 h。

然后将样品用蒸馏水冲洗, 随后采用不同浓度25%、 50%、70%和95%及无水乙醇梯度脱水2次，每次1 h。

样品在液氮中冷冻断裂后放入超临界CO2干燥仪中干燥，然后用Eiko IB.5 型离子溅射喷金仪喷金，用Quanta 200 FEG 场发射环境扫描电子显微镜观察并照相，加速电压20 kV。

1.6 数据分析
采用SAS9.2软件进行方差分析，采用多重比较分析法对试验组与对照组肉的品质进行比较，下述试验结果如未特殊说明均最少为3次
平行，结果均表示为“平均值±标准差”。

2 结果
2.1 解冻过程牛肉色泽变化
肉的颜色虽然对肉的营养价值和风味影响不大，但影响消费者的喜好，而且也是肌肉生物学、生物化学及生理学的表观特性，是肉类感官品质的重要指标。

从表1可以看出，解冻过程中试验组的L*值与a*值均大于对照组，解冻48 h试验组L*值为30.52极显著高于（P＜0.01）对照组的26.81，a*值为12.92显著高于（P＜0.05）对照组的11.82，两种方法解冻牛肉的亮度值b*差异不显著。

L*值代表肉样的亮度值，一定范围内该值越大说明肉光泽度越好；a*代表
表1 牛肉解冻过程中色差变化情况
Table 1 Changes of beef chromatic aberration during thawing
对照组 Control group试验组Test group
取样时间
Time (h)L* a* b* L* a* b* 030.72±1.02a 13.08±0.79a 8.18±0.79a 30.64±1.46a 13.14±0.54a 8.16±0.51a 1234.71±2.96b 13.47±1.45b 7.06±0.84a 35.18±1.39a 16.54±0.99a 7.07±0.78a 2436.84±3.04b 14.89±0.57b 8.26±1.27a 37.81±0.67a 16.57±0.67a 7.74±0.88a 3628.18±1.49b 14.26±1.51b 8.28±0.74a 31.59±0.61a 15.72±1.03a 7.79±0.92a 4826.81±0.81b 11.82±0.92b 7.65±0.55a 30.52±1.18a 12.92±1.77a 7.47±0.20a
同一行同一指标的不同字母表示试验组与对照组差异显著（P＜0.05）。

下同
Different letters in the same row indicate significant differences between test group and control group (P＜0.05). The same as below
7期李银等：牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析 1429
肉样红度值，该值越高说明肉颜色越好，肉样越新鲜；b*代表肉
样黄度值，该值越高说明肉越不新鲜[22]。

解冻会降低牛肉色泽的新鲜程度，但试验组较对照组色泽新鲜，这表明试验组的解冻方法与对照组的解冻方法相比能减缓冷冻牛肉解冻过程中的色泽劣变。

解冻过程中试验组与对照组的L*值与a*值都呈现先增高后降低的趋势，可能是由于解冻前期冻结肉样表面有冰晶存在，冰晶的融化及肌红蛋白结合氧气形成氧合肌红蛋白而使亮度值及红度值上升；解冻后期由于肉样失水过多而失去光泽，导致亮度值下降，肉样与空气接触时间增加，导致肌红蛋白氧化率的提高使红度值显著下降。

2.2 解冻过程中的蛋白质氧化
蛋白质中羰基的产生可作为蛋白质氧化的重要指标之一，羰基可由氨基酸侧链（通常为易受自由基攻击的带有NH 或者NH 2的氨基酸残基）及肽键的断裂产生[23]；肌原纤维蛋白中，肌球蛋白约占50%，是肌原纤维蛋白的主要组成蛋白，肌球蛋白分子中含有大量巯基（约42个），肌动蛋白是组成肌原纤维蛋白的另一主要蛋白，分子中约含12个巯基，巯基形成二硫键意味着蛋白质中巯基的氧化和相关共价化合物的产生[24]。

测定解冻过程中羰基及巯基含量可反映冷冻牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应。

图1为对照组与试验组解冻过程中羰基及巯基含量的变化。

0.51.01.52.02.53.03.50
12
24
36
48
解冻时间 Thawing time (h)
204060801001201400
12
24
36
48
解冻时间 Thawing time (h)
图1 牛肉解冻过程中蛋白质氧化 Fig. 1 Protein oxidation during thawing
由图1可知，解冻过程中羰基含量逐渐增加，巯基含量逐渐减少，即牛肉在解冻过程中发生了蛋白质的氧化。

解冻过程中试验组的羰基
含量低于对照组，巯基含量则高于对照组：解冻终点试验组羰基含量为2.25 nmol·mg -1蛋白，低于对照组的3 nmol·mg -1蛋白；试验组巯基含量64.37 nmol·mg -1蛋白，显著高于（P ＜0.05）对照组的51.26 nmol·mg -1蛋白。

不同的解冻方法对蛋白氧化的影响程度不同，与对照组的空气自然解冻法相比，试验组低温高湿解冻牛肉的蛋白质氧化程度更低。

2.3 解冻对肌原纤维蛋白的影响
通过SDS-PAGE 电泳观察解冻后牛肉肌原纤维蛋白质的变化情况，图2为未解冻的冷冻牛肉及试验组与对照组解冻牛肉肌原纤维蛋白的SDS-PAGE 电泳图。

牛肉肌原纤维蛋白SDS-PAGE 电泳图谱可以看出肌原纤维蛋白主要有5 条带，从上到下分别为：分子量为220 kD 的肌球蛋白重链（myosin heavy chain ，MHC ）、分子量为100 kD 的副肌球蛋白（paramyosin ）、分子量为43 kD 的肌动蛋白（actin ）、分子量为36 kD 的原肌球蛋白（tropomyosin ）、分子量为35 kD 的肌原蛋白（troponin T ）的一个亚基（原肌球蛋白结合亚基）等5条带（图2），此结果与Thanonkaew 等[25]的研究结果相一致；未解冻肉样肌原纤维蛋白SDS-PAGE 图谱（1，2）与空气自然解冻肉图谱（3，4）以及低温高湿变温解冻图谱（5，6）对比分析表明，解冻会导致蛋白质的成分发生变化，解冻牛肉的电泳图谱产生了55 kD 与30 kD 左右新的蛋白质条带，在大约40 kD 处有蛋白质条带的消失，这表明解冻过程中发生了蛋白质的交联与降解。

1430 中国农业科学 46卷
M ：标准蛋白；1、2：未解冻肉蛋白；3、4：48 h 空气自然解冻肉蛋白；5，6：48 h 低温高湿解冻肉蛋白
A: Marker; 1, 2: Protein of frozen meat; 3, 4: The protein of control group for thawing 48 h; 5, 6: The protein of test group for thawing 48 h
图2 牛肉肌原纤维蛋白SDS-PAGE 图
Fig. 2 The SDS-PAGE pattern of beef myofibril protein
2.4 解冻对牛肉解冻损失及蒸煮损失的影响
冷冻牛肉解冻过程中会造成汁液流失，流失的汁液中含有部分可溶性蛋白质，从而造成营养的流失。

对照组与试验组解冻汁液流失及蒸煮损失情况详见表2。

试验组牛肉的汁液流失率为3.48%，显著低于（P ＜0.05）对照组的 6.60%；汁液中的蛋白含量为6.711%，显著低于（P ＜0.05）对照组的11. 60%；试验组蒸煮损失为33.93%，也显著低于（P ＜0.05）对照组的35.56%（表2）。

这表明低温高湿变温解冻与空气自然解冻相比能显著降低解冻过程中的营养流失，改善解冻牛肉的品质。

表2 解冻汁液流失的测定结果Table 2 The results of thawing loss
测定指标 Measure index
对照组 Control group
试验组 Test group
汁液流失率Drip loss (%) 6.60±0.02a 3.48±0.02b 汁液蛋白质含量
The protein content of drip (%) 11. 60±0.48a
6.71±0.38b
蒸煮损失 Cooking loss (%)
35.56±0.04a 33.93±0.02b 2.5 肌肉蛋白质的DSC 分析结果
未变性的牛肉肌肉蛋白DSC 图谱有3个峰，峰I 代表肌球蛋白头
部变性引起的热流变化（thermal transition ）；峰Ⅱ代表肌球蛋白尾部和肌浆蛋白变性引起的热流变化；峰Ⅲ代表肌动蛋白变性引起的热流变化[20]。

用Universal Analysis 2000软件分析各处理间牛肉肌肉蛋白质DSC 图谱各峰的变性温度T max 。

图3结果表明，冷冻牛肉肌肉DSC 的3个峰对应的变性温度分别为50.42℃、61.20℃、74.22℃（图3-A ）；试验组的解冻牛肉也有3个对应的峰，各峰对应的变性温度分别为51.08℃、60.0℃、73.83℃（图3-B ）；对照组解冻牛肉的DSC 图谱则只有肌动蛋白对应的峰Ⅲ，其变性温度为72.41℃（图3-C ），而肌球蛋白头部对应的峰I ，肌球蛋白尾部和肌浆蛋白对应的峰II 都已消失。

与冷冻牛肉相比，试验组解冻牛肉的蛋白质只发生了轻微的变性，而对照组解冻牛肉蛋白质发生了严重的变性，尤其是肌球蛋白和肌浆蛋白几乎完全变性；由于肌动蛋白结构较稳定，解冻不会导致它彻底变性，只会使其结构发生变化而降低它的变性温度，对照组与试验组相比T max Ⅲ降低更显著。

这表明
7期李银等：牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析
1431
热流 H e a t f l o w (m W
)
A ：未解冻牛肉DSC ；
B ：48 h 试验组牛肉DS
C ；C ：48 h 对照组牛肉DSC
A: DSC of frozen beef; B: DSC of test group for thawing 48 h; C: DSC of control group for thawing 48 h
图3 牛肉肌肉的热流分析Fig. 3 Thermal analysis of beef muscle
试验组解冻方法与对照组相比对蛋白质结构的影响较小，蛋白质结构更稳定，对热也更稳定。

2.6 解冻对牛肉肌纤维束微观结构的影响
通过扫描电镜可以观察肌肉的微观结构，研究解冻过程对肌肉微观结构的影响。

图4为未解冻牛肉及试验组与对照组解冻牛肉微观结构的扫描电镜图。

从SEM 结果可以看出，解冻过程中肌纤维蛋白发生氧化以及骨架蛋白的降解使肌肉微观结构遭到破坏，未解冻牛肉肌纤维束结构完整，肌纤维束排列紧密、缝隙较小（图4-A ）。

冷冻牛肉解冻48 h 后肌纤维束组织结构完整性遭到一定程度的破坏、肌纤维束间缝隙变大、结构疏松、肌束膜破裂（图4-B 、4-C ）。

但试验组与对照组相比：肌纤维遭破坏程度轻、肌束间缝隙较小、肌束排列整齐且肌束膜较完整。

A ：未解冻牛肉肌纤维束；
B ：48 h 试验组牛肉肌纤维束；
C ：48 h 对照组牛肉肌纤维束
A: Myolin of frozen beef; B:Myolin of test group for thawing 48 h; C: Myolin of control group for thawing 48 h
图4 牛肉肌纤维束微观结构 Fig. 4 The microstructure of beef myolin
3 讨论
冷冻牛肉在解冻过程中会发生品质劣变，本研究中试验组牛肉由于解冻湿度高，肉表面水分含量也较高，可以提高光线的折射率，提高肉表面的亮度。

肌红蛋白是肌肉色素的主要成分，它的3种形式（脱氧肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白）之间的转化赋予了肌肉不同的色泽[26]。

陈景宜等[27]认为，肉色的褐变是鲜红色的氧化肌红蛋白氧化生成暗褐色的高铁肌红蛋白所造成的。

本研究中试验组采用的低温高湿变温解冻法由于解冻温度较低及高湿形成的水膜的隔氧作用使蛋白质氧化速率低于常规空气自然解冻，肌肉的褐变程度较低，试验组红度值高于对照组，因此色泽优于对照组，即低温高湿变温解冻与空气自然
1432 中国农业科学46卷
解冻相比能明显改善解冻牛肉的色泽。

牛肉解冻过程中由于蛋白质氧化生成羰基及二硫键使蛋白构象发生改变，肌肉细胞受到损伤，使肌肉保水能力降低带来解冻汁液流失及蒸煮损失，试验组低温高湿解冻与空气自然解冻相比蛋白氧化程度低，解冻汁液流失率及蒸煮损失率也相对较低。

电泳结果显示解冻过程中电泳条带发生变化，这可能是由于肌原纤维蛋白发生氧化而导致交联及降解，Park等[28]在研究肌原纤维蛋白的氧化时也得出此结论。

Penny[29]曾报道肌原纤维蛋白质的变性程度和持水性的降低密切相关，Huff-Lonergan等[30]也曾报道蛋白质的降解和持水性也有关系。

DSC分析表明肌肉解冻过程中会发生蛋白质的变性，试验组肌肉蛋白质变性程度显著低于对照组。

蛋白质氧化造成的交联、降解及变性都会导致肌肉持水性的降低而影响肌肉的品质。

扫描电镜结果表明，解冻过程肌肉的微观结构发生明显变化，肌纤维完整性丧失、肌纤维束间紧密程度下降，结构疏松，此结果与夏秀芳[22]的研究结果相一致。

但试验组的解冻方法与对照组解冻法相比对牛肉微观结构破坏程度小。

本研究通过在不同条件下解冻冷冻牛肉导致蛋白质发生不同程度的氧化，来探讨解冻过程中蛋白质氧化效应及低温高湿变温解冻法对蛋白质氧化的减缓效应。

试验组与对照组相比，低温可降低蛋白质氧化速率，降低肉表面水分蒸发速率；高湿条件下形成的水膜能降低肉表面的水分散失，且还能起到隔氧的作用，进一步降低氧化速率。

因此，试验组牛肉色泽较新鲜、结构较完整、汁液流失率及蒸煮损失率也较低。

4 结论
解冻过程中蛋白质氧化导致肉色劣变，肌原纤维蛋白氧化生成羰基及二硫键使蛋白质发生交联、降解及变性，肌纤维结构遭到破坏，导致肌肉持水性降低、导水性增加，形成解冻汁液流失，降低肉的营养品质和加工品质。

与传统的空气自然解冻法比较，本研究采用低温高湿变温解冻法解冻冷冻牛肉，能够减缓解冻过程中的蛋白质氧化，抑制肉色劣变和蛋白质的变性，改善肌肉蛋白质的持水性和肌纤维束结构的完整性，从而降低解冻损耗和解冻过程中蛋白质氧化带来的品质劣变，改善解冻牛肉的品质，达到保鲜解冻。

References
[1] 李金平, 周光宏, 徐幸莲, 李春保. 反复冻融对牛肉解冻温度变化
和持水能力的影响. 食品科学, 2009, 30: 46-48.
Li J P, Zhou G H, Xu X L, Li C B. Effect of freeze/ thaw cycle on thaw process and water holding capacity of beef. Food Science, 2009, 30: 46-48. (in Chinese)
[2] 黄鸿兵. 冷冻及冻藏对猪肉冰晶形态及理化品质的影响[D]. 南
京：南京农业大学, 2005.
Huang H B. The effects of freeze and thaw on ice crystal morphology and physic-chemical quality of pork[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2005. (in Chinese)
[3] Ngapo T M, Babare I H, Reynolds J, Mawson R F. Freezing and
thawing rate effects on drip loss from samples of pork. Meat Science, 1999, 53: 149-158.
[4] Chelh I, Gatellier P, Santé-Lhoutellier V. Technical note: A simplified
procedure for myofibril hydrophobicity determination. Meat Scienc e, 2006, 74: 681-683.
[5] 杜燕, 张佳, 胡铁军, 罗欣. 宰前因子对牛肉品质的影响. 中国农
业科学, 2009,42(10): 3625-3632.
Du Y, Zhang J, Hu T B, Luo X. Effect of pre-slaughter conditions on beef quality. Scientia Agricultura Sinica, 2009, 42(10):3625-3632. (in Chinese)
[6] Huff-lonergan E, Lonergan S M. Mechanisms of water-holding
capacity of meat: The role of postmortem biochemical and structural changes. Meat Science, 2005, 71: 194-204.
[7] Moeseke W V, Smet S D. Effect of time deboning and sample size on
drip loss of pork. Meat Science, 1999, 52: 151-156.
[8] Rowe L J, Maddock K R, Lonergan S M, Huff-Lonergan E. Oxidative
environments decrease tenderization of beef steaks through inactivation of μ-calpain. Journal of Animal Science, 2004, 82: 3254-3266.
[9] Hambrecht E, Eissen J J, Nooijen R I J, Ducro B J, Smits C
H M,
Den-Hartog L A, Verstegen M W A. Pre-slaughter stress and muscle energy largely determine pork quality at two commercial processing plants. Journal of Animal Science, 2004, 82: 1401-1409.
[10] 杨宏伟. 冻结肉解冻技术的探讨.肉类研究, 2005(7): 43-45.
Yang H W. Research of frozen meat thawing method. Meat Research, 2005(7): 43-45. (in Chinese)
[11] Park D, Xiong Y L. Oxidative modification of amino acids in porcine
myofibrillar protein isolates exposed to three oxidizing systems. Food Chemistry, 2007, 103: 607-616.
[12] Srinivasan S, Xiong Y L. Gelation of beef heart surimi as affected by
antioxidants. Journal of Food Science, 1996, 61(4): 707-711.
[13] Martinaud A, Mercier Y, Marinova P, Tassy C. Comparison of
oxidative processes on myofibrillar proteins from beef during maturation an by different model oxidation systems. Journal of 7期李银等：牛肉解冻过程中蛋白质氧化效应分析 1433
Agricultural and Food Chemistry, 1997, 45(7): 2481-2487.
[14] Traore S, Aubry L, Gatellier P, Przybylski W, Jaworska D,
Kajak-Siemasko K, Santé-Lhoutellier V. Higher drip loss is associated with protein oxidation. Meat Science, 2012, 90: 917-924.
[15] Honikel K O. Reference methods for the assessment of physical
characteristic of meat. Meat Science, 1998, 49(4): 447-457.
[16] 潘君慧. 冻藏方式、猪肉蛋白氧化及猪肉品质关系的研究[D]. 江
苏无锡: 江南大学, 2011.
Pan J H. The relationships of frozen-storage method, protein oxidation and quality of pork [D]. Wuxi, Jiangsu: Jiangnan University, 2011. (in Chinese)
[17] Levine R L, Williams J A, Stadtman E R, Shacter E. Carbonyl assays
for determination of oxidatively modified proteins. Method in Enzymology, 1994, 233:346-357.
[18] Ellman G L. Tissue sulfhydryl groups. Archives of Biochemistry and
Biophysics, 1959, 82: 70-77.
[19] Laemmil U K. Cleavage of structural proteins during the assembly of
the head of bacteriophage T4 . Nature, 1970, 227: 680-685.
[20] Deng Y, Rosenvold K, Karlsson A H, Horn P, Hedegaard J,
Steffensen C L, Andersen H J. Relationship between thermal denaturation of porcine muscle proteins and water-holding capacity.
Journal of Food Science, 2002,67(5): 1642-1648.
[21] Palka K, Daun H. Changes in texture, cooking losses, and myofibrillar
structure of boving M. semitendinosus during heating. Meat Science, 1999, 51: 237-243.
[22] 夏秀芳, 孔保华, 郭圆圆, 刘骞. 反复冷冻-解冻对猪肉品质特性
和微观结构的影响. 中国农业科学, 2009, 42(3): 982-988.
Xia X F, Kong B H, Guo Y Y, Liu Q. Effects of freeze-thawing cycles on the quality properties and microstructure of pork muscle. Scientia
Agricultura Sinica, 2009, 42(3): 982-988. (in Chinese)
[23] Stadtman E R. Protein oxidation and aging. Science, 1992, 257(5074):
1220-1224.
[24] Dean R T, Fu S L, Stocker R, Davies M J. Biochemistry and
pathology of radical-mediated protein oxidation. Biochemical Journal, 1997, 324: 1-18.
[25] Thanonkaew A, Benjakul S, Visessanguan W, Decker E A. The effect
of metal ions on lipid oxidation, color and physicochemical properties of cuttlefish (Sepia pharaonis) subjected to multiple freeze-thaw cycles. Food Chemistry, 2006, 95: 591-599.
[26] Renerre M. Review: Factors involved in the discoloration of beef
meat. International Journal of Food Science and Technology, 1990, 25(6): 613-630.
[27] 陈景宜, 牛力, 黄明, 周光宏. 影响牛肉肉色稳定性的主要生化因
子. 中国农业科学, 2010, 45(16): 3363-3372.
Cheng J Y, Niu L, Huang M, Zhou G H. Major bio-factors affecting beef color stability. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 45(16): 3363-3372. (in Chinese)
[28] Park D, Xiong Y L, Alderton A L. Concentration effects of hydroxyl
radical oxidizing systems on biochemical properties of porcine muscle myofibrillar protein. Food Chemistry, 2006, 101: 1239-1246.
[29] Penny I F. Protein denaturation and water holding capacity in pork
muscle. Journal of Food Technology, 1969, 4: 269-273.
[30] Huff-Lonergan E, Parrish F C, Robson R M. Effects of postmortem
aging time, animal age, and sex on degradation of titin and。