不同粒径番茄皮渣对香肠中脂肪替代效果的影响

王 强，李贵节，赵 欣，刘 嘉，赵国华，3，*

(1.重庆第二师范学院生物与化学工程系，重庆400067;2.西南大学食品科学学院，重庆400715;3.重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆400715)

番茄皮渣是以番茄为原料制造番茄汁、番茄酱等产品后剩下的皮、籽、粕等残渣，经干燥所制成的干物质原料。中国是世界番茄酱的第三大生产国，每年产生约21.4万t番茄皮渣，且以每年10%的速度快速增加［1］。由于其在中国主要被用于加工动物饲料，没有被科学有效的利用，因此造成巨大的资源浪费。有研究表明［2－3］，番茄皮渣富含膳食纤维、矿质元素、类胡萝卜素、番茄红素等多种物质，因其中的番茄红素具有抗氧化、预防癌症与减少心脑血管疾病等多种功能，受到广泛而系统的研究，但对于番茄皮中膳食纤维的研究与开发利用，国内外的研究报道还比较少。

研究表明［4－5］，肉制品多汁、滑爽的口感以及良好的弹性及切片性均与肉制品中较高的脂肪含量有关，高脂肉制品的感官优势往往更加明显和突出。然而，膳食脂肪的过量摄入不仅会影响正常的生理代谢从而导致肥胖，而且会显著提高人群慢性疾病(如缺血性心脏病、动脉粥样硬化及某些癌症等)的患病率。因此，有关肉制品中添加纤维类原料替代脂肪的研究被越来越多的学者所关注［4，6］。本研究通过对番茄皮渣进行不同粉碎处理，研究其粒径对低脂香肠质构(硬度、弹性、粘度及咀嚼性)、色泽(L*，a*，b*)及感官特性(滋味、气味、色泽及形态)的影响效果，为番茄皮渣应用于肉制品行业提供参考。

表2 番茄皮渣代脂香肠感官评价评分标准Table 2 Standard of sensory score for the ham added tomato peels

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

番茄皮渣 新疆天业股份有限公司提供;猪后腿精瘦肉、猪背膘、新鲜猪背膘、皮下脂肪等原辅料采购于本地超市;白糖、盐、味精、复合磷酸盐、亚硝酸盐、香料等 市售食用级食品添加剂;Na2HPO4、NaH2PO4、盐酸、无水乙醇、乙醚、丙酮、石油醚、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、氢氧化钠等 均为分析纯;淀粉酶、Pepsin蛋白酶、Pancereatin胰酶 美国 sigma公司。

LNJ－6A超微气流粉碎机 四川绵阳流能粉体设备有限公司;H－1850R高速台式冷冻离心机 上海久世环保科技有限公司;TA－XT 2i物性测试仪 Stable Micro Systems公司;D65全自动色差仪 美国Hunterlab公司;PB－10酸度计 Sartorius公司;BS223S电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司;BM254C电动粉碎机 广东美的精品电器制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 番茄皮渣的粉碎方法 机械粉碎:去除番茄皮渣中混有的少量杂质，晾晒在干燥区域，用电动粉碎机将其粉碎，将粉碎好的番茄皮粉用100目的筛网分级;超微气流粉碎:去除番茄皮渣中混有的少量杂质，晾晒在干燥区域，用电动粉碎机粗粉，调节气流粉碎机参数后将粗粉加入气流粉碎机中进一步粉碎，经测定超微气流粉碎后的番茄皮渣粉为500目。

1.2.2 香肠主要理化指标的测定 粗蛋白［7］、粗脂肪［8］、水份［9］、灰分［10］含量的测定分别根据凯氏定氮法、索氏抽提法、直接干燥法和高温灼烧法进行。膳食纤维含量的测定根据酶－重量法进行［11］。

1.2.3 香肠制作的工艺流程 原料肉→修整(去除结缔、筋腱等)→肥瘦肉混合(分别根据表1配比混合)→腌制(加入亚硝酸钠、食盐，0～4℃，24h)→斩拌(加入辅料)→灌肠→蒸煮(80～90℃，30min)→冷却(置于0～4℃的冰箱)

1.2.4 质构及色度测定方法 将香肠切成厚度为40mm高的圆柱体，用TA－XT2i质构仪在室温条件下测定香肠的各项质构指标。TPA(texture profile analysis)测定条件:26R探头;触发力10g，测前、测试和测后速度分别为5、3、5mm/s;测定间隔时间5s;压缩比60%。将香肠切成厚度为20mm的圆柱体用D65全自动色差仪测定香肠的L*，a*，b*值。

1.2.5 香肠感官评定方法 邀请20位食品专业的学生组成感官评定小组，从产品的色泽、香气、滋味和形态四个指标进行综合评价，最后采用加权平均值做比较。每项评分标准采用10分制，同时采用双盲法进行检验，即对样品进行编号，检验样品也随机化。评定由每个成员单独进行，相互不接触交流，样品评定之前用清水漱口。参考王海滨等［12］研究内容，制定了如表2所示感官评价评分标准。

1.3 数据处理

采用SPSS 16.0统计软件分析数据，组间比较采用One－Way ANOVA单因素方差分析，结果取¯x±s(n=3)，p＜0.05表示差异显著，p＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同粉碎处理对番茄皮渣成分的影响

对番茄皮渣分别用机械粉碎和超微气流粉碎后测定其化学组成成分后发现，两种处理方式对番茄皮渣蛋白质、脂肪、灰分的含量影响不大，但水份含量有明显变化。番茄皮渣经过超微气流粉碎后，粒径显著小于机械粉碎后的样品，且不溶性膳食纤维由62.63%降低为54.27%，水溶性膳食纤维含量则显著升高145%。Perez等［13］所做的大量有关膳食纤维挤压改性研究报道也表明，挤压后膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量都有明显提高。这些研究认为膳食纤维在气流高速剪切的作用下，其分子间和分子内空间结构发生较大程度的变形，使得大分子不溶性膳食纤维组分的部分连接键断裂，转变成为较小分子的可溶性膳食纤维。物理粉碎后的膳食纤维中部分SDF是由一些IDF转化而来，从而由较大的不溶团块转化为可溶的微小片段［14］。

表3 不同粉碎处理后番茄皮渣组成成分(g/100g)Table 3 The chemistry composition of tomato peels treated by two treatments(g/100g)

2.2 不同粉碎处理后番茄皮渣对香肠质构的影响

图1反映添加了不同粒径番茄皮渣的香肠质构参数的差异。其中，对照组S2的硬度最大，显著高于其他各组(p＜0.05)，说明普通低脂香肠具有较大的硬度。除了S6与对照组S1比较接近外，其余各组均呈现较低的水平。对比各组高脂和低脂硬度不难发现，各组低脂硬度均低于高脂，且气流粉碎组硬度最低。由于超微粉碎后的番茄皮渣具有更小的粒径，推测超微粉碎的番茄皮渣吸水溶胀性会显著增强，空间的微小化会形成更为松散的组织结构，从而降低香肠的硬度。

对于各组香肠弹性而言，除S4具有较低的水平外，其余各组的弹性指标差别不大(p＞0.05)，反映出超微粉碎会降低低脂香肠组的弹性，但对高脂组影响不大。机械粉碎后的皮渣不影响香肠弹性指标。粘度是衡量肉制品内部摩擦状况的重要指标，一般认为，产品中淀粉含量增加，其黏着性增大。图1显示，超微粉碎组高低脂粘度总体较大，对照组粘度偏低，机械粉碎皮渣降低了低脂香肠的粘度(p＜0.05)。由于粘度可有效反映淀粉等碳水化合物的持水性及粘滞性，因此超微粉碎后的番茄皮渣可有效改善香肠粘度。对照组咀嚼性显著优于其他各组，其中低脂样品S2咀嚼性超过12N，反映了超微粉碎后的番茄皮渣对香肠的咀嚼性影响非常大。当然，过高或过低的咀嚼性对于香肠的品质而言均呈负面作用。Ruiz－capillas等［15］研究发现，香肠中添加脂肪替代物后，肉制品的结构主要取决于替代物的添加量，替代量的增加会显著(p＜0.05)降低粘度及咀嚼度，且产品的含水率随脂肪含量的降低显著升高。此外，由于超微粉碎后的番茄皮渣具有更小的粒径，其吸水溶胀性会显著增强，空间的微小化会形成更为松散的组织结构，从而降低香肠的硬度。Galanakis等［16］研究表明，持水力较强的水溶性膳食纤维与胡萝卜膳食纤维复合后模拟效果良好，不溶性膳食纤维的模拟效果则不明显。尽管如此，超微粉碎组香肠的弹性较差，反映出超微粉碎番茄皮渣与香肠中蛋白质等凝胶物质结合强度不高，但其作用机理尚不清晰。

图1 添加不同粒径番茄皮渣后香肠质构参数(36d)Fig.1 Effects of different grinding tomato dietary fiber on the textural attributes of sausage(36d)

2.3 不同处理番茄皮渣对香肠色度的影响

色泽是香肠品质重要的参数之一。表3反映了添加不同处理番茄皮渣后香肠的色泽差异，其中机械粉碎组S5 L*(亮度)明显高于各组水平，S6也在低脂水平上接近其他各组。超微气流粉碎组S3显著低于所有样品，显示出超微气流粉碎后的番茄皮渣粉对香肠L*值影响较大。这与Menegas等［17］结论相似，其通过4℃下菊粉模拟物对发酵鸡肉香肠的影响后发现，L*值逐渐下降，香肠颜色趋于变暗。a*反映的是产品中红色的深浅指标。超微气流粉碎组S3仅为5.74，远低于其他各组约50%，表明气流粉碎方式会显著降低香肠的红色色值。因此，超微粉碎后的番茄代脂香肠的红色还需要其他护色剂的协助才能有较好的感官色泽。

表4中各组的 b*(黄色)值范围较大(8.42～28.17)，其中气流粉碎组S3的黄色值28.17，高于对照组S1 154%，气流粉碎后的番茄呈现较为明显的黄色，但机械粉碎方式的效果要好于前者。笔者推测，由于番茄皮渣中的番茄红素，经过高速气流的剪切力，较大的摩擦力使番茄皮渣受到较高的温度作用，番茄红素的共扼双键结构发生了顺反异构化或氧化降解，从而呈现了色泽偏差的结果。

表4 不同粒径番茄皮渣代脂香肠色度值(36d)Table 4 The L*，a*and b*values of ham sausages added different tomato peel level(36d)

2.4 不同粉碎处理番茄皮渣对香肠色度的影响

图2描绘的是不同粉碎方式番茄皮渣粉香肠与对照组的感官评价差异。超微粉碎组S3的各项感官评价指标均较其他组低(p＞0.05)，其中色泽的评价低于7分。相比之下，S4的各项指标优于S3，表明超微粉碎的皮渣对低脂香肠的脂代效果优于高脂香肠。由图2还可看出，机械粉碎组S5尽管各项感官参数低于对照组，但滋味和香气指标已接近对照组水平，S6不仅与对照组各项指标相差不大，并且在香气和综合评价指标方面高于对照组S1，表明机械粉碎后的皮渣添加在低脂香肠中能够获得与高脂对照组相似的感官品质。此外，两种实验组低添加量(S4、S6)较高添加量(S3、S5)更能获得较好的感官评分。这与 Alonso 等［18］和Garcia 等［19］研究不同水果膳食纤维脂代香肠不同添加量对肉制品感官变化的结论一致。

图2 添加不同粒径番茄皮渣后香肠感官评价(36d)Fig.2 Effects of tomato dietary fiber on the sensory of sausage(36d)

3 结论

低脂肉制品不仅在改善人群健康方面有重要意义，而且高脂食品低脂化是未来食品发展不可逆的主要趋势［20－21］。在本研究中，番茄皮渣经过超微气流粉碎后，粒径显著小于机械粉碎后的样品，且不溶性膳食纤维由62.63%降低为54.27%，水溶性膳食纤维含量则显著升高145%，其含水量及持水能力增加较为明显(p＜0.05)，通过对比两种不同加工方式番茄皮渣香肠的质构不难发现，超微粉碎后番茄皮渣香肠的硬度、粘度显著优于对照组及机械粉碎组，笔者推测这与超微粉碎后水溶性膳食纤维含量增加有关。

此外，S3样品的L*、a*值下降、b*值升高均与番茄皮渣粉变色有较大关系，这一关系也直接导致S3、S4感官评价分值较低的结果。但机械粉碎组香肠的颜色明显优于超微粉碎组，说明番茄皮渣粒径大小会显著影响产品的呈色效果。除此之外，S4、S6在各项指标中优于S3、S5也反映了番茄皮渣代替脂肪量越高，其对香肠的硬度影响越大，色泽及感官评价也随之变差。因此，要想在香肠中获得番茄皮渣较好的脂肪替代效果，除了要控制番茄皮渣粉的粒径，番茄皮渣的脂代量也应控制在合理的范围之间。

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