黔式腊肉加工过程中理化成分与风味物质分析 朱建军1,2,王晓宇1,胡 萍1,2,*,宋朱谕1,2 (1.贵州大学生命科学学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省农畜产品贮藏加工重点实验室,贵州 贵阳 550025)
摘 要:以黔式腊肉为研究对象,对其加工过程中理化成分变化以及风味物质成分进行研究。结果表明:黔式腊肉加工过程中水分含量由70.75%下降到45.06%,酸价由0.84 mg KOH/g增加到2.31 mg KOH/g,过氧化值由 关键词:黔式腊肉;理化成分;风味物质
Analysis of Components and Flavor Substances during Guizhou Bacon Processing
ZHU Jian-jun1,2, WANG Xiao-yu1, HU Ping1,2,*, Song Zhu-yu1,2 (1. College of Life Sciences, Guizhou University, Guiyang 550025, China;
Abstract: The changes in components and flavor substances were studied during Guizhou bacon processing in this paper. Results showed a decrease in water content from 70.75% to 45.06%, an increase in acid value from 0.84 mg KOH/g to Key words: Guizhou bacon; components; flavor substances 中图分类号:TS251.6 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)16-0185-05 doi:10.7506/spkx1002-6630-201416036 腊肉作为我国的传统肉制品,由于其美观的色泽,再加上独有的香味以及保藏时间久等优点,受到很多消费者喜爱,在我国消费量非常巨大[1]。我国比较著名的腊肉有广式腊肉、川式腊肉、湖南腊肉和黔式腊肉。黔式腊肉选取优质的猪五花肉为原料,加入食盐、花椒、白酒等佐料,经过腌制、熏烤、风干等工序加工而成,具有独特的风味和品质,是贵州的传统特色腌腊肉制品。风味是衡量腊肉品质的一个重要指标。腊肉加工过程中,会发生蛋白质降解、美拉德反应、脂肪分解和脂质氧化等反应,生成一系列的风味物质,从而形成腊肉的独特风味。 传统腊肉虽然风味好,但生产工艺比较落后,腌制和制作的时间较长,受季节影响较大,一定程度上限制了腊肉的规模化生产。近年来,已经有学者对广式腊肉、川式腊肉和湖南腊肉进行了研究报道[2-6],但是关于黔式腊肉理化成分及风味还未见系统研究,本研究对黔式腊肉加工过程中不同阶段理化成分变化以及风味物质成分进行测定分析,以期为黔式腊肉工业化生产中品质控制及工艺改进提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 材料 黔式腊肉取样于贵州黔五福食品有限公司。腊肉加工工艺:鲜肉切块→腌制(3 d)→烘烤、烟熏(70 ℃烘烤3 h后烟熏24 h)→风干(24 h)→真空包装得成品。在腊肉生产过程中分别于新鲜猪肉(A样)、腌制结束(B样)、熏烤结束(C样)、自然风干24 h后的成品(D样)工艺点随机取样。 1.2 仪器与设备 ZSJ盐水注射器 诸城市双春包装机械公司;KYXX烟熏炉 嘉兴市凯斯不锈钢机械制造有限公司;FA2004N电子天平 上海菁海仪器有限公司;78-1磁力搅拌器 金坛市华峰仪器有限公司;pH计 上海奥豪斯仪器有限公司;R-201旋转蒸发仪 上海申胜生物技术有限公司;KDN凯氏定氮仪 浙江托普仪器有限公司;L-8800氨基酸自动分析仪 日本日立公司;核磁共振分析仪 上海纽迈电子科技有限公司;HP6890-5975C气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司。 1.3 方法 1.3.1 水分的测定 取除去可见脂肪和结缔组织并绞碎的样品1.000 g,32 ℃(仪器工作温度)水浴10 min,放入与核磁共振仪配套的直径15 mm试管中,置于仪器中检测。在硬脉冲界面设置参数(SF1=19 MHz,O1=558.864 0 kHz,SF1和O1共同表示中心频率,90℃脉冲宽度P1 =14,重复次数NS=4)。硬脉冲CPMG序列(90 ℃与180 ℃脉冲间隔时间D1=1 000 μs,90℃脉冲宽度Pl=20 μs,180 ℃脉冲宽度P2=40 μs,回波个数C1=1 000,重复次数NS=32),利用反演程序得出弛豫时间的分布情况。水分含量的测定参照李然等[7]纯水定标法。 1.3.2 pH值的测定 称取除去可见脂肪和结缔组织并绞碎的样品10 g,加入50 mL蒸馏水,搅拌浸泡15 min,过滤,收集滤液,用pH计测定。 1.3.3 酸价、过氧化值的测定 称取表皮脂肪50 g,绞碎后置于500 mL具塞三角瓶,加入200 mL石油醚(30~60 ℃沸程),振荡10 min后放置过夜,旋转蒸发除去石油醚得到油脂,按照 1.3.4 非蛋白氮含量的测定 按照赵改名等[8]方法测定。 1.3.5 挥发性盐基氮含量测定 按照GB/T 5009.44—2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》中半微量定氮法。 1.3.6 游离氨基酸含量的测定 称取除去可见脂肪和结缔组织并绞碎的样品1.00 g加入到50 mL水中,振荡混匀,取出4 mL溶液,加入到4 mL 10%的磺基水杨酸中沉淀12 h,10 000 r/min条件下离心25 min,取一定体积的上清液调pH值至2左右,用0.45 μm微滤膜过滤,滤液上机用自动氨基酸分析仪测定。 色谱条件:可见光检测器:波长570、440 nm;流动相:柠檬酸和柠檬酸钠的缓冲液;流速:0.225 mL/min;进样量:50 μL。 1.3.7 风味物质的测定 称取除去可见脂肪和结缔组织并绞碎的样品10 g,切碎后置于50 mL固相微萃取仪采样瓶中,插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器,在85 ℃左右顶空萃取30 min取出,快速移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250 ℃)中,热解吸3 min进样。 气相色谱条件:色谱柱为ZB-5MSI 5% phenyl-95% dimethylpolysiloxane弹性石英毛细管柱,柱温45 ℃(保留2 min),以4 ℃/min升温至220 ℃,保持2 min;汽化室温度250 ℃;载气为高纯He(99.999%);柱前压7.62 psi;载气流量1.0 mL/min;不分流进样;溶剂延迟时间1.5 min。 质谱条件:电子电离源;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;电子能量70 eV;发射电流34.6 μA;倍增器电压1 216 V;接口温度280 ℃;质量范围20~450 u。 1.4 数据分析 用DPS 7.05数据处理软件处理数据,方差分析 2 结果与分析 2.1 水分变化 水是肉中含量最高的成分,根据活动状态的不同,肉与肉制品中的水分布在T21(0~10 ms)、T22(10~100 ms)和T23(100~1 000 ms)3 个区间,T21区间表示蛋白质分子表面的极性基团与水分子结合紧密的结合水,T22区间表示存在于蛋白质内部肌球蛋白纤丝、肌原纤维及膜之间的不易流动水,一般占总积分面积的80%左右,T23区间表示存在于细胞外的间隙中的自由水[9-10]。弛豫时间能够反应水分的自由度,弛豫时间越短说明水与底物结合程度越高,弛豫时间越长水越自由[11-12]。
图 1 黔式腊肉加工过程中水分弛豫时间T2变化 Fig.l Changes in T2 relaxation time during Guizhou bacon processing 由图1可知,鲜肉和腌制后的样品包含T21(0~10 ms)、T22(10~100 ms)和T23 (100~1 000 ms)3 个区间,而熏烤和成品样品中在T23区间未检测到峰。黔式腊肉加工过程中,T21峰面积变化不大;T22占总峰积分面积的比例最高,并且有上升趋势,由开始时的85.60%上升到95.56%,T22峰向左移动,说明水的结合程度越来越高;T23峰面积逐渐减小,峰比例由12.07%降为0。采用纯水定标法检测到加工过程中4 个样品水分含量分别为70.75%、58.78%、48.13%和45.06%,逐渐减少,可能在黔式腊肉加工过程中损失的主要是自由水,还有一部分不易流动水,对结合水的影响不大。 2.2 pH值、酸价、过氧化值变化 表 1 黔式腊肉加工过程中pH值、酸价和过氧化值变化 Table 1 Changes in pH, acid value and peroxide value during Guizhou bacon processing
注:表中数据为平均值±标准差;同行小写字母不同表示差异显著
pH值表示肉制品的有效酸度,对腊肉的色泽、风味感官特性有重要影响。由表1可知,黔式腊肉加工工过程中pH值呈下降趋势,从鲜肉的6.03下降到成品的5.80,这与脂肪不断水解生成游离脂肪酸有关[13]。腌制后的pH值比鲜肉有所升高,可能是由于腌制时加入花椒、茴香和亚硝酸盐等偏碱性佐料以及蛋白质分解生氨及胺类等碱性含氮物质[14],这与陈美春等[3]的研究结果相似。pH值降低能够抑制腊肉脂肪和蛋白质水解酶类的活性,进而影响腊肉的最终风味[15]。 酸价能反映肉制品中游离脂肪酸含量,游离脂肪酸主要来源于脂肪水解及氧化生成的小分子脂肪酸。黔式腊肉加工工过程中酸价逐渐上升,说明脂肪不断水解并且水解速度大于生成的游离脂肪酸进一步氧化分解速度。在熏烤阶段酸价上升速度较快,样品B与C差异显著(P<0.05),说明游离脂肪酸在此阶段积累较多,脂肪水解及氧化程度较大,有利于形成腊肉的风味前体物质。样品C与D差异不显著(P>0.05),说明腊肉加工过程中熏烤前酸价上升速度高于烟熏后上升速度,可能是熏烤过程中温度较高,破坏了脂酶的活性,酶活性降低导致脂肪水解速度减慢。这与尚永彪等[16]对重庆传统腊肉酸价的研究结果相似。 黔式腊肉加工过程中,过氧化值的变化规律与酸价大致相同,腌制和熏烤后过氧化值有明显增长,说明该阶段脂肪氧化程度加剧,产生大量的过氧化物并不断积累。风干后的成品与刚熏烤出炉的样品相比,过氧化值减少,是由于过氧化物作为脂肪氧化的中间产物,性质很不稳定,容易分解成酮、醛、酸等小分子化合物,有利于风味物质的生成。此外,腊肉熏烤时由发烟材料中的木质素生成的酚类物质具有抗氧化作用,也会对过氧化物的产生有一定的影响。 2.3 非蛋白氮含量变化
图 2 黔式腊肉加工过程中非蛋白氮含量变化 Fig.2 Changes in non-protein nitrogen during Guizhou bacon processing 非蛋白氮是除蛋白质以外的多肽、短肽及游离氨基酸等小分子含氮物质,是重要的风味前体物质。由图2可看出,黔式腊肉加工过程中非蛋白氮含量总体呈上升趋势,由开始时的0.55%增加到成品的1.53%,比刘洋[17]对江苏腊肉的研究结果偏高,可能原料和加工工艺不同是导致差异的主要原因。黔式腊肉在腌制阶段非蛋白氮随着盐水的渗出流失,含量下降;熏烤后的过程中非蛋白氮含量上升到1.17%,且增幅较为明显,主要是由于肌肉中蛋白质发生了降解作用,说明组织蛋白酶、钙蛋白酶和氨基肽酶等酶在腊肉加工过程中都是有活性的[18]。 2.4 挥发性盐基氮含量变化
图 3 黔式腊肉加工过程中挥发性盐基氮含量变化 Fig.3 Changes in TVB-N during Guizhou bacon processing 挥发性盐基氮是蛋白质分解生成的氨及胺类等碱性含氮物质,是目前国标中用于评价肉质鲜度的唯一理化指标,它的含量标志着肉及肉制品的腐败变质程度。由图3可知,黔式腊肉加工过程中挥发性盐基氮含量由6.26 mg/100 g上升到16.54 mg/100 g,增加了2.64 倍,但是并未超出国标规定的45 mg/100 g范围。由图3可看出,在腌制过程中挥发性盐基氮的增幅尤为显著,增加了4.70 mg/100 g,之后增幅减慢,这可能与蛋白酶活性以及微生物活动影响了蛋白质的分解有关。 2.5 游离氨基酸含量变化 表 2 黔式腊肉加工过程中游离氨基酸变化 Table 2 Changes in free amino acids during Guizhou bacon processing mg/100 g
游离氨基酸是非蛋白氮的重要组成部分,其变化趋势与非蛋白氮一致。如表2所示,在腌制过程中,游离氨基酸总含量随着腌渍液流失而减少。其中,苏氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、亮氨酸降幅较大。随后总游离氨基酸含量增加,6 种必需氨基酸总含量由加工前的178.72 mg/100 g增加到成品的415.04 mg/100 g,占成品中总游离氨基酸总含量的39.13%,产品的营养价值有一定程度的提高。在黔式腊肉加工过程中,大部分游离氨基酸含量增加,其中半胱氨酸增幅最大(112.17 mg/100 g),其次是丙氨酸(94.79 mg/100 g)、亮氨酸(94.15 mg/100 g)、谷氨酸(89.67 mg/100 g)和苯丙氨酸(60.68 mg/100 g),这与腊肉加工过程中的的干燥浓缩和大分子和蛋白质分解有关。此外,部分氨基酸脱羧、脱氨或进一步反应生成醛、酮以及含硫化合物等挥发性风味物质,有利于腊肉风味的形成,表明腌制、熏烤过程能提高肉制品的营养价值与风味。 2.6 黔式腊肉风味物质 采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术检测黔式腊肉挥发性风味物质,共分离出55 种挥发性风味物质成分。由表3可知,挥发性风味物质中包含醇类7 种、酯类8 种、烃类20 种、酚类8 种、羰基类9 种、酸类2 种、其他类杂环化合物1 种,相对含量分别为31.01%、27.55%、17.40%、16.16%、4.72%、1.09%和0.51%。黔式腊肉主体风味物质为酚类、羰基类、醇类、酯类和烃类,由于酚类和羰基类阈值较低,对风味的贡献尤为突出。通过对挥发性风味物质含量和阈值对比分析,结合确定食品关键风味化合物的“相对气味活度值(elative odor activity value,ROAV)”法[19],可得出对黔式腊肉风味贡献较大的化合物主要有愈创木酚、4-乙基愈创木酚、苯酚、3,5-二甲基苯酚、对-甲酚、乙醛 、糠醛、5-甲基-2-糠醛、柠檬烯、β-月桂烯、(Z)-水合桧烯、乙酸芳樟酯、α-乙酸松油酯、L-芳樟醇、1,8-桉树醇等。 表 3 黔式腊肉挥发性风味物质成分及相对含量 Table 3 Volatile flavor compounds and their relative contents in Guizhou bacon
3 结论与讨论 黔式腊肉加工过程中水分含量下降,酸价、过氧化值上升,pH值下降,脂肪不断水解、氧化生成小分子脂肪酸;非蛋白氮、挥发性盐基氮含量呈上升趋势,表明大分子物质在逐步降解;游离氨基酸总含量由441.55 mg/100 g增加到1 060.79 mg/100 g,其中,半胱氨酸增幅最大,其次是丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸。 黔式腊肉主体风味物质为酚类、羰基类、醇类、酯类和烃类,对风味贡献较大的化合物主要有愈创木酚、4-乙基愈创木酚、苯酚、3,5-二甲基苯酚、对-甲酚、乙醛、糠醛、5-甲基-2-糠醛、柠檬烯、β-月桂烯、(Z)-水合桧烯、乙酸芳樟酯、α-乙酸松油酯、L-芳樟醇等。这与刘士健[4]、尚永彪[20]等研究的四川腊肉、重庆农家腊肉挥发性风味物质结果相似,只是在黔式腊肉中未检测到醚类物质;与许鹏丽等[2]研究的广式腊肉挥发性风味物质主要是酯类以及少量的醇类、酸类物质等有所不同,因为广式腊肉未经烟熏,几乎没有酚类物质。 参考文献: [1] 要萍. 宣威火腿挥发性风味成分研究方法初探[D]. 北京: 中国农业大学, 2003. [2] 许鹏丽, 郭祀远. 广式腊肉风味物质成分分析的研究[J]. 食品工业科技, 2009, 30(11): 122-124. [3] 陈美春, 杨勇, 石磊. 四川腊肉生产过程中理化及微生物特性的研究[J]. 食品科学, 2008, 29(5): 149-152. [4] 刘士健. 腊肉加工过程中主体风味物质变化研究[D]. 重庆: 西南大学, 2005. [5] 吴金凤. 重庆农家腊肉风味物质研究及其安全性评价[D]. 重庆: 西南大学, 2008. [6] 成波. 湘西腊肉生产工艺的改进及对风味影响的研究[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2008. [7] 李然, 陈珊珊, 俞捷, 等. 应用低场核磁共振技术测定茶叶含水量[J]. 茶叶科学, 2010, 30(6): 440-444. [8] 赵改名, 周光宏, 柳艳霞, 等. 肌肉非蛋白氮和游离氨基酸在金华火腿加工过程中的变化[J]. 食品科学, 2006, 27(2): 33-37. [9] BERTRAM H C, KARLSSON A H, ANDERSEN H J. The significance of cooling rate on water dynamics in porcine muscle from heterozygote carriers and non-carriers of the halothane gene-a low-field NMR relaxation study[J]. Meat Science, 2003, 65(4): 1281-1291. [10] HANNE C B, ANDERSEN H J, KARLSSON A H. Comparative study of low-field NMR relaxation measurements and two traditional methods in the determination of water holding capacity of pork[[J]. Meat Science, 2001, 57(2): 125-132. [11] CHALAND B, MAR IETTE F, MARCHAL P, et al. 1H nuclear magnetic resonance relaxometric characterization of fat and water states in soft and hard cheese[J]. Journal of Dairy Research, 2000, 67(4): 609-618. [12] 姜晓文, 韩剑众. 生鲜猪肉持水性的核磁共振研究[J]. 食品工业科技, 2009, 30(7): 128-133. [13] 傅樱花, 马长伟. 腊肉加工过程中脂质分解及氧化的研究[J]. 食品科技, 2004, 29(1): 42-45. [14] 郭晓芸, 龙江, 张亮, 等. 贵州荔波传统酸肉微生物菌群与营养品质评价[J]. 中国酿造, 2009, 27(7): 69-71. [15] 南庆贤. 肉类工业手册[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2003: 378. [16] 尚永彪, 夏杨毅, 吴金凤. 传统腊肉低温熏烤过程中脂质氧化及物理化学感官品质指标的变化[J]. 食品科学, 2010, 31(7): 31-36. [17] 刘洋. 腊肉加工和贮藏期间菌相变化和理化变化[D]. 北京: 中国农业大学, 2005. [18] TOLDRA F, FLORES M. The role of muscle proteases and lipries in flavor development during the processing of dry-cttredham[J]. Critical Reviewsin Food Science and Nntrition, 1998, 38(4): 331-352. [19] 刘登勇, 周光宏, 徐幸莲. 确定食品关键风味化合物的一种新方法: ROAV法[J]. 食品科学, 2008, 29(7): 370-373. [20] 尚永彪, 吴金凤, 夏杨毅, 等. 农家腊肉冷熏加工过程中挥发性风味物质的变化[J]. 食品科学, 2009, 30(17): 79-83. 收稿日期:2013-08-21 基金项目:贵州省贵阳市社会发展与民生科技计划项目(筑科2012103);贵州大学研究生创新基金资助项目(研农2013026) 作者简介:朱建军(1987—),男,硕士研究生,研究方向为畜产品加工与贮藏。E-mail:zhujianjun2007@163.com *通信作者:胡萍(1970—),女,教授,博士,研究方向为畜产品加工与质量控制。E-mail:ls.phu@gzu.edu.cn |
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