李迎楠+李享+賈曉云+王樂+楊凱+成曉瑜+劉文營
摘 要:將酶解制備的豬血血紅素用于加工湘式臘腸,分析添加血紅素臘腸的色澤、主體風(fēng)味和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和相對含量,并與添加亞硝酸鈉的臘腸進(jìn)行比較。結(jié)果表明:單獨(dú)添加亞硝酸鈉使得產(chǎn)品的黃度值(b*)顯著升高(P<0.05),而其他色度值與對照組沒有顯著差異(P>0.05);添加血紅素使得產(chǎn)品的亮度值(L*)、b*和色彩度(C*)顯著降低(P<0.05),血紅素添加量為0.20%時會對產(chǎn)品的紅度值(a*)、C*和色彩角(h*)產(chǎn)生顯著影響(P<0.05)。添加血紅素產(chǎn)品的L*較小,添加物質(zhì)相同時,產(chǎn)品具有相似的b*。產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主體成分特征明顯,在線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)中,在主成分1和主成分2方向上能將產(chǎn)品進(jìn)行線性區(qū)分,顯示了產(chǎn)品間主體風(fēng)味成分的顯著性差異。亞硝酸鈉和血紅素會對產(chǎn)品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量產(chǎn)生顯著影響,亞硝酸鈉使得醇類物質(zhì)的種類和相對含量降低,酯類、醛類、酮類、酚類、芳香族、烯烴和其他物質(zhì)的種類和相對含量增加;隨著血紅素添加量的增加,酯類、醛類和酮類物質(zhì)的相對含量呈現(xiàn)逐漸增加趨勢,酚類、烯烴類、酸類和芳香族類物質(zhì)的含量則有不同程度的降低。湘式臘腸加工中血紅素的添加量控制在0.05%~0.10%時,產(chǎn)品能夠獲得和添加亞硝酸鈉相似的特征。
關(guān)鍵詞:豬血血紅素;湘式臘腸;色差;電子鼻;氣相色譜-質(zhì)譜儀
Abstract: Hunan-style sausage was prepared with added pig blood hemoglobin prepared by enzymatic hydrolysis of fresh pig blood, and its color, major flavor compounds and volatile composition (type and quantity) were evaluated and compared with those of sausage with added sodium nitrite. The results showed that the addition of sodium nitrite alone significantly increased the a* value (P < 0.05) but did not result in any significant change in other color parameters (P > 0.05) compared with the control group without the addition of pig blood hemoglobin or sodium nitrite. However, the addition of pig blood hemoglobin significantly decreased the L*, b* and C* values (P < 0.05) and significantly affected the a*, C* and h* values at a level of 20% (P < 0.05). Sausage with added pig blood hemoglobin had a low L* value, and b* values were similar among sausages with added pig blood hemoglobin and among those with added sodium nitrite. Major volatile flavor compounds were distinct among different groups of sausages, and linear discrimination was achieved by linear discriminant analysis (LDA) with the first two principal components (PCs). The types and contents of volatile flavor compounds in sausage were significantly affected by the addition of sodium nitrite and pig blood hemoglobin. The addition of sodium nitrite reduced the number and relative content of alcohols and increased the contents of esters, aldehydes, ketones, phenols, aromatic compounds, alkenes and other miscellaneous compounds. The relative contents of esters, aldehydes and ketones increased with increasing addition of pig blood hemoglobin, while those of phenols, alkenes, acids and aromatic compounds decreased to different extents. Taken together, sausages with the addition of 0.05%–0.10% pig blood hemoglobin and sodium nitrite were similar with respect to color and volatile flavor components.endprint
Key words: pig blood hemoglobin; Hunan-style sausage; color difference; electronic nose; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201711008
中圖分類號:TS251.93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1001-8123(2017)11-0045-08
肉制品中添加亞硝酸鹽不僅能夠抑制微生物生長、增強(qiáng)產(chǎn)品風(fēng)味,而且有助于產(chǎn)品的發(fā)色[1],也是目前普遍采用的發(fā)色手段,但是鑒于亞硝酸鹽的潛在毒害作用,其應(yīng)用受到限制[2]。為順應(yīng)肉制品綠色加工的要求,需要對產(chǎn)品的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化[3-4],或探索可行的亞硝酸鹽替代方案[2,5-6]。
血紅素是一類鐵卟啉化合物[7],其在小腸內(nèi)可以被上皮細(xì)胞大量吸收[8-11],不僅具有補(bǔ)鐵等生物功效,而且是一種良好的天然色素[12]。我國豬血資源豐富,2016年我國生豬屠宰量為2.14 億頭[13],以血液質(zhì)量占畜體質(zhì)量的5%計[14],我國全年的豬血產(chǎn)量約為180 萬t。但是,目前我國所產(chǎn)豬血多用于“血豆腐”等食物的加工以及少量生物活性物質(zhì)的提取。針對血紅素的研究主要集中在提取方法上,對血紅素在肉制品加工中的應(yīng)用研究報道較少。針對食物特征性風(fēng)味的研究,目前多數(shù)研究采用電子鼻和氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)等技術(shù)進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的識別、產(chǎn)品分級、鑒定和生產(chǎn)指導(dǎo)等[15-20],效果顯著。
本研究將血紅素用于湘式臘腸的加工,并與添加亞硝酸鈉加工的臘腸進(jìn)行對比,分析血紅素對臘腸色澤、主體風(fēng)味和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響,以期為湘式臘腸的綠色制造工藝研究提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
豬血 北京資源亞太食品有限公司;豬瘦肉、豬背脂 北京中瑞食品有限公司;食鹽、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉、三聚磷酸鈉、糖和香辛料(均為食品級) 北京新發(fā)地農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場;瀘州老窖老頭曲(52°) 瀘州老窖股份有限公司;膠原蛋白腸衣 中山市百德富腸衣有限公司。
ProtamexTM復(fù)合蛋白酶 諾維信(中國)生物技術(shù)有限公司;檸檬酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸(均為分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
TRACE 1310氣相色譜-TSQ 8000質(zhì)譜儀 賽默飛世爾科技(中國)有限公司;PEN3電子鼻 德國Airsense公司;CR-400色差計 日本柯尼卡美能達(dá)投資有限
公司;Gerstel TDS半自動熱脫附進(jìn)樣器 德國Gerstel公司;Cascada BIO純水機(jī) 美國Pall公司;F-120B制冰機(jī) 日本星崎電機(jī)株式會社;BSA822-CW天平
德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;LCH-18恒溫水槽 日本三洋株式會社;CR21G Ⅲ離心機(jī) 日本日立株式會社;4822絞肉機(jī) 美國Hobart電器公司;ACM攪拌 日本愛工社株式會社;OSCAR-20灌腸機(jī) 德國海因里希弗雷機(jī)械制造有限公司。
1.3 方法
1.3.1 血紅素的制備
參照文獻(xiàn)[21]中的方法。鮮豬血使用0.5%的檸檬酸三鈉抗凝后,3 000 r/min條件下離心10 min,收集血細(xì)胞沉淀;血細(xì)胞經(jīng)沸水隔水加熱10 min變性后均質(zhì),用復(fù)合蛋白酶于40 ℃、pH 6.0條件下酶解2.5 h,調(diào)節(jié)pH值為4.0,4 000 r/min條件下離心35 min,收集沉淀,真空冷凍干燥,備用。
1.3.2 湘式臘腸的加工
原料肉中瘦肉與背脂的質(zhì)量比為7∶3,輔料Ⅰ為食鹽2.0%、花椒0.2%、姜粉0.02%、蔗糖2.5%、味精0.5%、白酒2.0%、異抗壞血酸鈉0.2%、三聚磷酸鈉0.3%和冰水10.0%(均為在原料肉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)。參照GB 2760—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[22],亞硝酸鈉最大設(shè)計添加量為0.12‰,輔料Ⅰ與血紅素和亞硝酸鈉同時加入。實驗共設(shè)6 個處理組,各組產(chǎn)品配方中血紅素和亞硝酸鈉的添加量分別為:1)組1,0.06‰亞硝酸鈉;2)組2,0.12‰亞硝酸鈉;3)組3,0.05%血紅素;4)組4,0.10%血紅素;5)組5,0.20%血紅素;6)組6,0.06‰亞硝酸鈉和0.20%血紅素。以不添加血紅素和亞硝酸鈉的產(chǎn)品為對照組。
瘦肉經(jīng)8 mm孔徑絞肉機(jī)絞碎,背脂切?。? mm),攪拌脫氣后灌制,蘋果木熏制24 h后,進(jìn)行低溫成熟(溫度15 ℃、濕度80%),臘腸出品率為80%。臘腸成熟過程中,每隔24 h進(jìn)行1 次位置調(diào)整,以確保成熟均勻。
1.3.3 產(chǎn)品主體風(fēng)味物質(zhì)分析
參照文獻(xiàn)[23-24]中的方法。隨機(jī)均勻稱取2.0 g樣品于電子鼻樣品瓶內(nèi),樣品分析溫度50 ℃,信號采集時間90 s,每個樣品均平行測定5 次。電子鼻內(nèi)置的10 組化學(xué)傳感器分別對不同官能團(tuán)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生響應(yīng),根據(jù)傳感器的種類和信號強(qiáng)度可以對樣品的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行主成分分析(principal component analysis,PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)。電子鼻的傳感器類型及其響應(yīng)的物質(zhì)如圖1所示。
1.3.4 產(chǎn)品色澤測定
參照文獻(xiàn)[23,25]中的方法。色差計測試孔徑為10 mm,每組隨機(jī)測定15 個樣品(總量的1/2)的切面,根據(jù)樣品顏色的三刺激值(X、Y、Z)計算亮度值(L*)、紅度值(a*)、黃度值(b*)、色彩度(C*)和色彩角(h*)[26]。endprint
1.3.5 產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味成分分析
參考文獻(xiàn)[27]中的方法。每種產(chǎn)品隨機(jī)選取10 個樣品(總量的1/3),剔除腸衣后各取2 g,密閉拍打均勻后取10 g進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的富集吸收(50 ℃、0.05 MPa、30 min)及測定;采用峰面積歸一化法計算各揮發(fā)性風(fēng)味成分的相對含量。
1.4 數(shù)據(jù)處理
實驗數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,采用SPSS軟件中的單因素方差分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析,采用Winmuster軟件進(jìn)行PCA和LDA,采用Origin 8.0軟件進(jìn)行繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同配方臘腸的色澤分析
產(chǎn)品的特征顏色是影響消費(fèi)者購買意愿的決定性因素之一,其受原、輔料和生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的影響,尤其是生產(chǎn)過程中添加的亞硝酸鈉和色素類物質(zhì)[28-30],產(chǎn)品色澤的變化與產(chǎn)品的風(fēng)味變化息息相關(guān)[31]。
由表1可知,不同產(chǎn)品的顏色有明顯差異。對照組、組1~6的L*總體呈下降趨勢,只添加亞硝酸鈉的樣品(組1、2)及只添加血紅素的樣品(組3、4、5)間L*差異均不顯著(P>0.05),組1和組3、4間的差異均不顯著(P>0.05);對照組及組1~4樣品的a*差異均不顯著(P>0.05),組5、6間的差異也不顯著(P>0.05),但均顯著低于對照組及組1~4(P<0.05),說明添加0.20%血紅素對產(chǎn)品的a*產(chǎn)生了顯著影響;組1、2產(chǎn)品間的b*差異不顯著(P>0.05),且均顯著高于組3、4(P<0.05),組3、4樣品間的差異不顯著(P>0.05),說明產(chǎn)品的b*受添加物種類的影響;對照組及組1、2產(chǎn)品間的C*差異不顯著(P>0.05),組3、4產(chǎn)品及組5、6產(chǎn)品間的差異均不顯著(P>0.05),說明產(chǎn)品的C*受添加物種類和添加量的影響;對照組及組1~4樣品的h*差異均不顯著(P>0.05),對照組及組1~3樣品的h*與組5間差異不顯著(P>0.05),對照組及組1、2與組5、6間的差異也不顯著(P>0.05),說明血紅素的添加對產(chǎn)品的h*有差異影響。
綜上所述,血紅素在湘式臘腸中的添加量宜控制在0.05%~0.10%,在此條件下其與所添加的亞硝酸鈉呈現(xiàn)的紅色更為接近。將血紅素應(yīng)用于臘腸的加工,產(chǎn)品的L*、a*、b*和C*在添加血紅素后均呈降低趨勢,與改變加工工藝[32]、亞硝酸鹽噴霧處理[33]和添加天然色素[24,34]等研究的結(jié)果相似。
2.2 不同配方臘腸的主體風(fēng)味物質(zhì)分析
臘腸特征性風(fēng)味的產(chǎn)生與加工過程中添加物質(zhì)的種類和加工條件等密切相關(guān),亞硝酸鈉在促進(jìn)產(chǎn)品發(fā)色的同時,也會對氧化和風(fēng)味產(chǎn)生影響[1,33]。臘腸成熟過程中脂肪的氧化作用以及蛋白酶的水解過程中產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物和衍生物共同構(gòu)成了其特征風(fēng)味[23]。
由圖2可知,在PCA中,主成分1和主成分2的方差貢獻(xiàn)率分別為95.28%和2.82%,二者的方差總貢獻(xiàn)率為98.10%,說明各產(chǎn)品的主體風(fēng)味均能代表本產(chǎn)品的風(fēng)味特征,能夠通過主成分進(jìn)行產(chǎn)品間的區(qū)分[36]。同時,在主成分1和主成分2方向上,處理組產(chǎn)品間均有一定的交叉,說明其主體揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有一定的相似性。
由圖3可知,在LDA中,主成分1和主成分2的方差貢獻(xiàn)率分別為68.39%和9.84%,二者的總貢獻(xiàn)率為78.23%,說明各產(chǎn)品的主體特征風(fēng)味也同樣適用于LDA。在主成分1方向上,組1、3產(chǎn)品交集較多,說明少量添加血紅素(0.05%)與添加亞硝酸鈉產(chǎn)品的特征風(fēng)味更為相似,與2.1節(jié)的結(jié)果相似。與對照組相比,血紅素和亞硝酸鈉的添加量越多,產(chǎn)品與對照組在主成分1方向上的差距越大,說明天然色素和亞硝酸鈉會影響產(chǎn)品的風(fēng)味,與已有的研究報道結(jié)果相似[33-34]。
2.3 不同配方臘腸的揮發(fā)性物質(zhì)分析
由圖4~5可知,產(chǎn)品之間揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和相對含量均存在一定差異。除對照組產(chǎn)品中的醇類物質(zhì)、組3產(chǎn)品中的酚類物質(zhì)相對含量較高外,其他產(chǎn)品均為酯類物質(zhì)的種類和相對含量最高,與2.2節(jié)中的PCA結(jié)果一致。添加亞硝酸鈉使得產(chǎn)品中醇類物質(zhì)的種類和相對含量均有所降低,酯類、醛類、酮類、酚類和烯烴類等物質(zhì)的相對含量增加,這可能與亞硝酸鈉所呈現(xiàn)出的抑制氧化和增強(qiáng)風(fēng)味的作用有關(guān)[1,30,35,37]。隨著血紅素添加量的增加,酯類、醛類和酮類等物質(zhì)的含量呈逐漸增加趨勢,而當(dāng)血紅素和亞硝酸鹽同時使用時,組6產(chǎn)品中的酯類物質(zhì)占51.41%、酸類占13.45%、醇類占4.95%、酚類占11.00%,與其他產(chǎn)品相比種類變化明顯,說明添加組分在肉制品風(fēng)味形成中具有重要作用,亞硝酸鈉和血紅素的添加對臘腸中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量均有影響,與已有文獻(xiàn)的報道相似[38]。
由表2可知,7 種產(chǎn)品均檢出的揮發(fā)性物質(zhì)有乙醇、己醛、壬醛、醋酸、正己酸、2,3-二甲基-2-環(huán)戊烯-1-酮、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、γ-丁內(nèi)酯、月桂酸乙酯、愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、2,6-二甲氧基苯酚等。只在對照組產(chǎn)品中檢測到的為正己醇、羥基香茅醇、異戊酸和甲基環(huán)戊烯醇酮等;只在組1產(chǎn)品中檢測到的為間乙基苯酚和對異丙基甲苯等;只在組2中檢測到的為1,2-丁二醇和(E)-13-十八碳烯等;只在組3中檢測到的為α-己基肉桂醛、甲氧基丙酮和3-己烯酸乙酯等;只在組4中檢測到的為水楊酸甲酯和苯乙酸乙酯等;只在組5中檢測到的為異丁醇、正丁醇、桉葉油醇、2-甲基-2-戊烯醛、2-甲基丁醛、異戊醛、2-丁酮、乙酸異丙烯酯和乙酸甲酯等;添加亞硝酸鈉和血紅素的組6產(chǎn)品中未檢測到2,3-丁二醇、乙基環(huán)戊烯醇酮、乙酸丁酯、異戊酸乙酯和3-甲基-2-(5H)-呋喃酮等。另外,對照組產(chǎn)品中未檢測到乙醛、3-甲基-1,2-環(huán)戊二酮和3-羥基-4-甲氧基甲苯,而亞硝酸鈉或血紅素添加組產(chǎn)品中均檢測到這些物質(zhì)。endprint
產(chǎn)品中的揮發(fā)性物質(zhì)均具有不同的風(fēng)味特性,如丙酸乙酯有菠蘿的氣味、醋酸正丙酯具有柔和的水果香味、3-己烯酸乙酯有強(qiáng)烈、持久的青香和果香、水楊酸甲酯具有冬青葉香味、苯乙酸乙酯具有濃烈而甜的蜂蜜香氣、玫瑰花香和果香[39-42],這些種類和含量不同的風(fēng)味物質(zhì)共同構(gòu)成了產(chǎn)品的特征性風(fēng)味。
3 結(jié) 論
血紅素和亞硝酸鈉對湘式臘腸產(chǎn)品的色澤、主體風(fēng)味、揮發(fā)性物質(zhì)的種類和相對含量均產(chǎn)生了一定影響。亞硝酸鈉的添加使得產(chǎn)品的L*有所降低,b*、C*和h*增加;血紅素的添加使得產(chǎn)品的L*、a*、b*和C*均有所降低,而h*呈現(xiàn)增加趨勢。不同配方的臘腸在色澤上的區(qū)別主要體現(xiàn)在添加血紅素加工制得的產(chǎn)品L*較小,產(chǎn)品的a*只有在血紅素添加量達(dá)到0.20%時才會產(chǎn)生影響,產(chǎn)品的b*呈現(xiàn)受添加物種類影響的特征,產(chǎn)品的C*和h*受添加物種類和添加量的影響。
血紅素和亞硝酸鈉的添加使得產(chǎn)品的主體風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生差異,在PCA中,產(chǎn)品間的主體風(fēng)味物質(zhì)在主成分1和主成分2方向上交集較多,說明不同產(chǎn)品不僅各具特征風(fēng)味,而且具有一定的相似性;在LDA中,產(chǎn)品主體風(fēng)味物質(zhì)在主成分1和主成分2方向上分布較為分散,表明產(chǎn)品間的風(fēng)味成分差異顯著。產(chǎn)品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中酯類物質(zhì)的種類和相對含量最多,添加亞硝酸鈉會使產(chǎn)品的醇類物質(zhì)種類和相對含量均有所降低,其他物質(zhì)的相對含量增加;隨著血紅素添加量的增加,酯類、醛類和酮類等物質(zhì)的相對含量呈現(xiàn)逐漸增加趨勢。
從產(chǎn)品主體風(fēng)味和特征色澤來看,湘式臘腸加工中血紅素的添加量控制在0.05%~0.10%時,產(chǎn)品能夠獲得和添加亞硝酸鈉相似的特征。本研究的結(jié)果能夠為湘式臘腸的加工提供參考,尤其是使用天然色素進(jìn)行肉制品的綠色加工方面。
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