海藻酸钠钙作为猪背膘替代物在萨拉米发酵香肠中的应用

邹冰青，徐宝才，王 赟，李景军，孙建清，徐学明

(1.江南大学食品学院，江苏无锡214000;2.肉品质量与安全控制国家重点实验室，江苏南京210000;3.江苏雨润肉类产业集团有限公司，江苏南京210000)

发酵香肠是将肉、动物脂肪绞碎后，与调味料、发酵剂等混匀后灌入肠衣，在自然或者人工控制条件下，经过微生物发酵而制成的具有典型发酵香味的一类香肠，具有易消化、营养丰富、易于贮藏、食用方便等优良特性。发酵香肠的脂肪含量较高，由于发酵过程中的脱水，其脂肪含量一般由初始的10%～20%至终产品时高达40%～50%［1］。发酵香肠的脂肪一方面是脂溶性维生素的载体和必需脂肪酸的来源，另一方面赋予香肠特有的风味，并能有效控制产品中水分的释放，使香肠具备特殊的质构［2］。发酵香肠中使用的脂肪一般为在室温下呈现固态的猪背膘，其饱和脂肪酸和胆固醇含量很高［3］，然而大量饱和脂肪酸及胆固醇的消化吸收容易引起心血管疾病［2］，从营养和健康的角度出发，减少发酵香肠中的猪背膘或脂肪含量十分必要。国内外学者常利用橄榄油、乳化橄榄油、鱼油、乳化鱼油来代替香肠中的猪背膘，有效减少了香肠中胆固醇含量，增加了不饱和脂肪酸含量［4-6］。也有学者研究了碳水化合物作为脂肪替代物在发酵香肠中的应用，减少发酵香肠的脂肪含量。Mendoza等研究了菊粉作为脂肪替代物在低脂干发酵香肠中的应用，发现在脂肪含量仅为原脂肪含量25%的香肠中添加菊粉，可以改善低脂所引起的质构问题(如硬度变大，弹性变小)，使产品的形态与高脂肪香肠相似，从而为菊粉作为脂肪替代物应用到低脂发酵香肠提供参考［7］。Campagnol等人研究了用非晶纤维素作为脂肪替代物取代发酵香肠中的猪背膘，将非晶纤维素以溶胶的形式添加到产品中，脂肪取代率分别为25%、50%、75%和100%，结果发现替代组产品中脂肪含量和胆固醇含量明显减少，挥发性物质也有减少，但是脂肪取代率为50%时不影响产品的总质量［8］。上述研究都是将脂肪替代物以粉末态或液态的形式添加到发酵香肠中来减少香肠中猪背膘或脂肪含量，这种形式的替代降低了传统萨拉米香肠特有的白色脂肪颗粒的视觉特征，从而影响了感官品质。海藻酸钠是一种天然多糖，它能和钙盐反应生成热不可逆凝胶，利用这种特性将其同脂肪一起混合，可制作固态状脂肪替代物来代替发酵香肠中的猪背膘，并使香肠具有白色脂肪颗粒的特征。本论文主要研究海藻酸钠-钙盐作为猪背膘替代物对萨拉米香肠品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪瘦肉、牛精肉、猪背膘、纤维肠衣、其他配料由南京雨润食品有限公司提供;海藻酸钠 青岛明月生物科技，食品级;乳酸钙 河南金丹乳酸科技有限公司，食品级;焦磷酸钠 湖北兴发有限公司，食品级。

SM33T2斩拌机 德国 K+G Wetter公司;MB-22S台式绞肉机 北京南常肉食机械有限公司;搅拌机 圣地食品包装机械厂;VF620真空灌肠机德国汉德曼公司;DLZ-420D连续真空包装机 台湾小康公司;pH计 瑞士梅特勒-托利多公司;自动凯氏定氮仪 德国格哈特公司;TA.XT.Plus质构仪英国Stable Micro System公司;HWSC-S色差计 上海精密科学仪器有限公司;气质联用仪 美国菲尼根公司。

1.2 实验方法

1.2.1 猪背膘替代物的制作 海藻酸钠-钙盐复合剂由实验室复配，复合剂包括海藻酸钠58.14%、乳酸钙40.69%、焦磷酸钠1.17%。

利用海藻酸钠-钙盐复合剂制作出猪背膘替代物。制作方法如下:按照海藻酸钠-钙盐复配剂∶水∶猪背膘=2.5∶100∶20进行制作。将猪背膘用搅拌机绞碎，加入海藻酸钠-钙盐复配剂，再加入水快速搅拌直至形成均匀粘稠的溶胶体，将搅拌完毕的溶胶体倒入模型中，放置在4℃的环境中4～6h凝胶成型即可。

1.2.2 香肠的制作 本实验共制作4组发酵香肠，一组为对照组，另外三组为猪背膘替代组，替代率依次增大，分别为30%、50%、70%;固定各物质添加量(g)为:猪瘦肉2500，牛精肉1000，食盐150，糖50，亚硝酸钠0.75，异抗坏血酸钠2.5，香辛料27.5，发酵菌种625，猪背膘及其替代物添加量见表1，制作工艺见图1。

表1 发酵香肠配方Table 1 Formula of fermented sausages

图1 发酵香肠工艺流程Fig.1 Production of fermented sausages

1.2.3 化学指标测定 以下指标均平行测定三次取均值。水分含量的测定:采用国标(GB/T 9695.15-2008)干燥恒重法;pH的测定:称取10g绞碎的样品放入锥形瓶中，倒入100mL蒸馏水，振荡30min，过滤，用pH计测定滤液的pH［9］;脂肪的测定:索氏抽提法;蛋白质的测定:凯氏定氮法;重量损失的测定:香肠发酵前和发酵结束后的重量差/香肠发酵前重量。

1.2.4 质构分析 将发酵香肠处理成立方体样品，长、宽、高均为2cm。采用质构仪中的TPA模型分析发酵香肠的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性。探头P/50，测量条件:测前速度5mm/s，测试速度1.5mm/s，测后速度1.5mm/s，压缩比50%，间隔时间5s，触发力5g。取六个平行样。

1.2.5 色差分析 采用色差仪进行色差值的测量。利用标准白板进行校正。L*表示明度，值越大说明被测物光泽度越好;a*表示红度值，数值为正数时，值越大说明颜色越红，当值为负数时，绝对值越大颜色越绿;b*表示黄度值，数值为正数时，值越大说明颜色越黄，其值为负数时，绝对值越大颜色越蓝。ΔE表示替代组与对照组之间的色差差异性，ΔE=根据ΔE与观察值感觉之间的关系，当 ΔE＞1.5时，稍有差异，当 ΔE＞3.0时，能感觉到有差异，当ΔE＞6.0时，能感觉到较显著的差异。取六个平行样。

1.2.6 风味物质分析 采用SPME-GS-MS法进行发酵香肠风味物质的测定。

样品准备:取5g切碎的香肠样品放于15mL的样品瓶中，利用固相微萃取方法(SPME)进行萃取。

气相色谱条件:色谱柱为 DB-WAX，30m×0.25mm×0.25μm。进样气体为氦气，流速为0.80mL/min，进样温度为250℃。升温程序:起始温度40℃，保持4min;以5℃/min的速度上升至80℃;以10℃/min上升至230℃，保持10min。

质谱条件:离子源EI，电子能量为70eV。

风味物质定性分析:对比挥发性化合物和NIST质谱数据库中标准化合物的质谱信息，根据匹配度确定化合物。

风味物质定量分析:根据GC-MS的峰面积，利用面积归一化法计算挥发成分的相对百分含量。

1.2.7 感官评价 邀请8名肉制品生产专业人士组成感官评价小组，按照组织状态、色泽、风味、口感、质感和总体可接受性，逐一对发酵香肠进行评价打分。

1.2.8 数据分析 相关数据采用SPSS17.0进行方差分析(ANOVA)，并通过Duncan法进行数据的显著性检验，当p≤0.05为显著，p＞0.05为不显著。

2 结果与讨论

2.1 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠含水量的影响

海藻酸钠-钙盐复合物以不同比例替代猪背膘对萨拉米香肠含水量的影响见图2。

图2 发酵香肠生产过程中水分含量的变化Fig.2 Changes of moisture of fermented sausages during the ripening

如图2所示，产品初始水分含量为57.46%～68.96%，随着发酵的进行，微生物生长繁殖利用部分水，导致水分含量缓慢下降，进入到成熟干燥过程后，产品中的水分快速减少，最终产品的水分含量降低到32.93%～42.85%。替代组和对照组水分含量变化趋势相似，但是替代组在初始阶段和最终阶段的水分含量都高于对照组，并且随着取代率的增加，水分含量增加，这是因为以海藻酸钠-钙盐制作猪背膘替代物时用到大量的水，这增加了香肠整体的水分含量。同时也发现猪背膘替代率为30%、50%香肠的水分含量与对照组香肠相比相差不大。

2.2 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠pH的影响

海藻酸钠-钙盐复合物以不同比例替代猪背膘对萨拉米香肠pH的影响见图3。

表2 发酵香肠感官评价标准Table 2 The sensory evaluation standards of fermented sausages

图3 发酵香肠生产过程中的pH的变化Fig.3 Changes of pH of fermented sausages during the ripening

产品的初始pH为5.67～5.80，经过4d的发酵，所有产品的pH明显降低，均小于5.20，并且替代组产品pH要明显小于对照组产品，原因可能为替代组产品中水分含量要高于对照组，更有利于乳酸菌的生长繁殖。Campagnol在研究中指出，乳酸菌在猪背膘被非晶纤维素溶胶取代的发酵香肠中生长得更快［8］。在发酵阶段，乳酸菌经过同型发酵产生乳酸或者异型发酵产生乙酸，从而大大降低香肠的pH［10］，较低的pH有利于产品的微生物稳定性，能抑制腐败细菌的生长繁殖。发酵完成后，在成熟干燥过程中，可以发现所有香肠的pH变化不再明显，但也有少许的上升，可能是由于蛋白质水解产生碱性的氨造成的。此外，霉菌或者酵母菌代谢时对乳酸盐的吸收也会使产品的pH上升［11］。与对照产品相比，取代率为30%、50%的香肠pH要低于对照组，然而取代率为70%的产品pH却略高于对照组产品。

2.3 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠化学成分的影响

海藻酸钠-钙盐复合物以不同比例替代猪背膘对萨拉米香肠化学成分的影响见表3。

正如所预料的一样，取代率高的产品脂肪含量明显减少。对照产品的最终脂肪含量为34.97%，取代率为30%、50%、70%香肠的最终脂肪含量分别减少了19.64%、34.54%、43.00%。随着脂肪含量的降低，香肠的重量损失明显增加，这与Campagnol的报道一致［8］。已有研究表明脂肪能有效控制产品中水分的释放，发酵香肠中脂肪的减少会导致重量损失的增加［12］。

表3 不同组发酵香肠中脂肪、蛋白质及重量损失Table 3 Chemical composition and weight loss of fermented sausages

表4 发酵香肠的质构性质Table 4 TPA of fermented sausages

表5 发酵香肠的L*、a*、b*及ΔE值Table 5 The values of L* ，a* ，b*and ΔE of fermented sausages

2.4 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠质构的影响

海藻酸钠-钙盐复合物以不同比例替代猪背膘对萨拉米香肠硬度、弹性、内聚性、咀嚼性的影响见表4。

从质构方面来看，随着替代物取代率的增加，产品硬度减小，但取代率为30%、50%的香肠与对照组香肠硬度差异不明显，而取代率为70%的香肠硬度则有明显降低;咀嚼性也呈现出与硬度相似的趋势;对照组与替代率为30%、50%香肠组内聚性没有明显的差异，但是替代率为70%香肠的内聚性明显小于对照组香肠的内聚性;弹性也呈现出与内聚性相似的变化趋势。从表4也可知，取代比例为30%、50%时，产品硬度、弹性、内聚性、咀嚼性与对照组相比差异不明显。

2.5 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠色泽的影响

测定各发酵香肠的L*、a*、b*值，并计算替代组与对照组的色差值ΔE，数据见表5。

如表5所示，随着香肠中猪背膘取代率的增加，香肠明度值L*随之增加，但是红度值a*和黄度值b*没有明显的变化;与对照品相比，取代率越高的香肠与对照香肠之间的色差值ΔE越大。根据ΔE与观察值感官之间的关系，取代率为30%的香肠色泽与对照香肠相比稍有差异;取代率为50%的香肠色泽与对照香肠能感觉到有差异，但不明显;取代率为70%的香肠色泽与对照香肠相比能感觉到较显著的差异。

2.6 海藻酸钠－钙盐复合物替代猪背膘对萨拉米香肠风味物质的影响

不同组萨拉米香肠中挥发性物质的比较见表6。发酵香肠的风味物质主要来源于香辛料、脂肪分解和氧化、蛋白质水解以及碳水化合物降解，包括醛类、酮类、醇类、酯类、酸类、蒎萜类、含硫化合物、呋喃以及芳香族化合物等。实验通过GC-MS法检测出59种挥发性化合物，通过与标准进行对照，已鉴定出其中的57种，包括醛类(8)、酮类(4)、醇类(5)、酸类(9)、酯类(4)、蒎稀类(8)、烷烃类(4)、酚类(2)、醚类(8)、苯类(2)。其中对照组香肠和替代率为30%的香肠鉴定出46种，替代率为50%和70%的香肠鉴定出44种。

比较各类挥发性化合物在香肠中的含量，发现香辛料产生的挥发性化合物所占比例最大(44.68%～63.45%)，其次为脂肪氧化和水解产物(8.41%～10.07%)，碳水化合物发酵产物(1.21%～7.49%)以及蛋白质水解产物(0.53%～5.96%)。这与Meynier等人对 Milano salami香肠中风味物质的研究一致［13］。

醚类(茴香脑、烯丙基甲基硫化物)、蒎稀类、酚类等为所添加的香精香料所产生的挥发性化合物，它们是构成香肠风味的主要物质。大蒜中的大蒜素能产生烯丙基甲基硫化物，胡椒粉能产生某些蒎稀类物质，这些风味物质也构成了萨拉米香肠特殊的风味。与对照组香肠相比，随着取代率的增加，上述风味物质在产品中的相对含量随之增加，取代率为70%的香肠在上述化合物上有明显的增加，这与Campagnol的报道相似，原因可能为脂肪含量的减少［8］。

表6 发酵香肠风味物质比较Table 6 Volatile compounds of fermented sausages

续表

表7 发酵香肠感官评分Table 7 The panal scores of fermented sausages

在香肠成熟过程中脂肪发生分解和氧化，特别是多不饱和脂肪酸氧化生成羰基化合物及不饱和脂肪酸通过自由基链反应形成过氧化物，多数具有香气特征，成为风味物质的重要来源。随着脂肪含量的降低，可以发现某些化合物在替代率为70%的香肠中明显减少了，如醛类(异丁醛、辛醛)、醇类(仲丁醇、己醇)、酸类(丙酸、丁酸、己酸、辛酸)。

实验中鉴定出的酯类为短链酯类，是酸类和醇类发生酯化反应而产生的，具有花香味和水果香味，对发酵香肠的风味有特殊贡献。与对照香肠相比，可以发现替代率为70%的香肠中辛酸乙酯、辛酸丁酯含量、邻苯二甲酸二异丁酯明显减少。

与对照品相比，被取代的香肠在由碳水化合物分解代谢产生的挥发性化合物上有明显的增加，如3-羟基-2-丁酮、乙酸，其中3-羟基-2-丁酮能产生黄油味，对产品的风味有较大的影响，乙酸则能降低产品的pH，这与各组产品中测量的pH差异相一致。

蛋白质在酶的作用下，水解为肽类和氨基酸，是发酵香肠鲜味的主要来源。苯乙醛、苯乙醇、甲苯等为氨基酸降解产物，所占比例较小，且在对照香肠中的含量要高于其他组香肠。

2.7 感官分析

海藻酸钠-钙盐复合物以不同比例替代猪背膘对萨拉米香肠感官品质的影响见表7。

如表7所示，随着脂肪含量的减少，替代物含量的增加，发酵香肠在组织状态、色泽、风味、口感、质感上得分随之减少，取代组与对照组之间在组织状态、色泽、口感、质感上有明显的差异，但是在总体可接受性上，上述香肠都能引起人们较强的食欲。

3 结论

利用海藻酸钠-钙盐复合剂制作出的猪背膘替代物能替代萨拉米发酵香肠中猪背膘。当替代率为50%及以下时，脂肪含量明显降低，水分含量、pH有少许变化，但变化不明显;质构、色泽、风味与对照组相比无明显差异;感官评价中，替代组香肠得分与对照组有差异，但是总体上能被人们接受。

［1］Wirth F.Technologies for making fat-reduce meat products［J］.Fleischwirtschaft，1988，68(9):1153-1156.

［2］Enser M，Hallett M，Hewitt M，et al.Fatty acid content and composition of English beef，lamb and pork at retail［J］.Meat Science，1996，42(4):443-456.

［3］Ordóñez J A，Hierro E V，Bruna J M，et al.Changes in the components of dry-fermented sausages during ripening［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，1999，39(4):329-367.

［4］JosquinN M，H LinssenJP，HoubenJH.Quality characteristics of Dutch-style fermented sausages manufactured with partial replacement of pork back-fat with pure，pre-emulsified or encapsulated fish oil［J］.Meat Science，2012，90(1):81-86.

［5］Severini C，Pilli T De，Baiano A.Partial substitution of pork back fat with extra-virgin olive oil in‘salami’products:effects on chemical，physical and sensorial quality［J］.Meat Science，2003，64(3):323-331.

［6］Muguerza E.Effect of replacing pork back fat with preemulsified olive oil on lipid fraction and sensory quality of Chorizo de Pamplona—a traditional Spanish fermented sausage［J］.Meat Science，2001，59(3):251-258.

［7］Mendoza E.Inulin as fat substitute in low fat，dry fermented sausages［J］.Meat Science，2001，57(4):387-393.

［8］Campagnol P C B.Amorphous cellulose gel as a fat substitute in fermented sausages［J］.Meat Science，2012，90(1):36-42.

［9］展跃平.菱角发酵香肠的研制［J］.安徽农业科学，2010，38(35):20479-20495.

［10］许继春.发酵香肠中风味物质的研究［J］.中国食品，2011(23):31-33.

［11］王中帅.红曲米在发酵香肠中的应用研究［D］.郑州:河南农业大学，2011.

［12］Liaros N G，Katsanidis E，Bloukas J G.Effect of the ripening time under vacuum and packaging film permeability on processing and quality characteristics of low-fat fermented sausages［J］.Meat Science，2009，83:589-598.

［13］Meynier A，Gandemer C.Volatile compounds of commercial Milano salami［J］.Meat Science，1999，51:175-183.