贮藏温度及香辛料提取物对红肠品质的影响

韩齐，姚来斌，李媛媛，孔保华，*（.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨50030；.黑龙江东方学院经济贸易学部，黑龙江哈尔滨50030）

贮藏温度及香辛料提取物对红肠品质的影响

韩齐1，姚来斌2，李媛媛1，孔保华1，*
（1.东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030；2.黑龙江东方学院经济贸易学部，黑龙江哈尔滨150030）

研究不同贮藏温度［室温（20±2）℃和4℃］和香辛料提取物对真空包装红肠贮藏期内各理化指标变化的影响。研究结果表明随着贮藏时间的延长，红肠的pH显著（P＜0.05）下降、TBARS值显著（P＜0.05）上升、红度值a*和亮度值L*无显著（P＞0.05）变化、质构特性中除硬度和咀嚼性变化较显著（P＜0.05）外、其他指标变化均不显著（P＞0.05）。低温和香辛料的添加对pH的整体变化影响较小，但能够有效抑制TBARS值的增加，同时也能够使红肠的红度值a*轻微的升高。本研究还采用了电子鼻技术对添加香辛料组红肠在贮藏期间的风味物质变化进行了主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）和线性判别分析（Linear Discriminant Analysis，LDA），结果表明电子鼻能够将不同贮藏期的样品完全分开，红肠在不同贮藏期间气味的变化较为明显。

真空包装；香辛料提取物；红肠；理化性质；电子鼻

哈尔滨红肠是我国北方的一种传统特色食品，具有十分独特的风味、口感优良且营养丰富。红肠的贮藏和销售通常都是在4℃或室温（20±2）℃的条件下，为了延长红肠的贮藏期、推迟红肠发生腐败变质的时间，在日常生活中通常采用真空包装对红肠进行包装。但真空包装能够延长的贮藏期也是非常有限的，而一些香辛料经研究已经被证明具有抗氧化效果和抗菌性［1-2］。因此研究不同贮藏温度和香辛料提取物对真空包装红肠理化性质的影响可以为提高红肠的保质期提供一定的理论基础和技术支持。

红肠等肉类制品在贮藏过程中发生腐败变质往往伴随着如气味等感官性质的变化，传统的感官评定需要对技术人员进行大量的培训，且人与人之间也存在着较大的区别，电子鼻技术则很好的解决了这一问题。而电子鼻作为一种检测食品气味的新兴技术，其较高的准确性和良好的重复性已经被许多研究证明：Santos等［3］使用电子鼻分析技术对伊比利亚火腿中的挥发物质进行了测定，同时定量分析了该物质的含量。根据主成分分析与人工神经网络数据分析相结合的方法，评价了在火腿成熟过程中不同原料和不同成熟时间的气味特征。Bourrounet等［4］采用电子鼻技术分析了小牛肉在贮藏过程中因不同程度腐败而产生的气味的变化，并以此对牛肉进行了分级。本研究将电子鼻技术应用在真空包装红肠贮藏过程中风味物质变化的研究中，为红肠的生产和贮藏条件的选择提供了理论参考。

在另一篇论文《贮藏温度及香辛料提取物对真空包装红肠菌相变化的影响》［5］中我们已经对不同贮藏温度和香辛料提取物的添加对真空包装红肠中微生物的影响进行了讨论。本研究则主要是分析不同贮藏温度和香辛料提取物的添加对真空包装红肠理化性质和气味变化的影响，将真空包装红肠分为香辛料提取物添加组和未添加组，分别贮藏在室温（20±2）℃和4℃条件下，对红肠的pH、硫代巴比妥酸值（TBARS）、色差值（a*值、L*值）及质构特性（硬度、弹性、黏聚性和咀嚼性）等物理化学性质进行了检测，同时采用电子鼻技术对添加香辛料红肠的风味物质进行了主成分分析和线性判别分析。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

猪瘦肉和猪肉背部脂肪：购于哈尔滨市家乐福超市；亚硝酸盐、碱性磷酸盐、异抗坏血酸钠：哈尔滨亿人食品添加剂公司；红肠肠衣：东北农业大学肉制品加工厂；硫代巴比妥酸、氯仿、三氯乙酸：均为分析纯。

1.2仪器设备

SXC12型绞肉机：上海双蝶厨具有限公司大溪分公司；3.5LB型真空灌肠机：临沂大浩机械厂；UMC5斩拌熔融釜：德国Stephan公司；LG10-24A高速离心机：北京医用离心机厂；721型可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；PHS-3C精密pH计：上海雷磁仪器厂；TA-XT plus型质构分析仪：英国Stable Micro System公司；I-Nose型电子鼻：上海瑞玢国际贸易有限公司。

1.3方法

1.3.1红肠的制作方法

红肠的制作方法参照孔保华等［6］方法，略作修改。工艺流程：原料肉修整→分割→腌制（添加食盐27g/kg、异抗坏血酸钠0.5 g/kg和亚硝酸盐50 mg/kg并在低温条件下腌制24 h）→绞肉→拌馅→灌制→烘烤（70℃～80℃条件下烘烤25 min～30 min）→煮制（85℃水中煮制30 min～40 min）→熏制。

添加香辛料提取物的肉馅中，迷迭香浓度为0.2g/kg，甘草浓度为0.2 g/kg。将红肠分别放置于室温（20±2）℃和4℃条件下，贮藏期第0、5、10、15 d测定红肠的各项理化指标。

1.3.2pH的测定

将红肠切碎，称取10g样品于三角瓶中，加入90mL蒸馏水，均质1 min，使用DELTA320 pH计测定。

1.3.3硫代巴比妥酸值（TBARS）的测定

参照Wang等［7］的方法，稍作修改，将红肠切碎，取2 g红肠样品于带有刻度的试管中，加入1.5 mL TBA（硫代巴比妥酸）和7.5 mL TCA-HCl（三氯乙酸-盐酸）溶液，混匀后进行30 min沸水浴，取出自然冷却，取5 mL样品加入等体积氯仿1 000 g离心10 min，取上层清液在532 nm波长处测定吸光值。TBARS值表示为每升脂质氧化样品中含有丙二醛的毫克数。计算公式如下：

式中：A532为测样的吸光度；W为样品的重量，g；9.48为常数。

1.3.4红肠色差值的测定

参照Zhang等［8］的方法，稍作修改。采用日本ZE6000色差仪进行检测，对仪器进行校准后采用反射模式进行检测。将红肠外皮去除后，将红肠切成高度约为1 cm的片状，放入比色杯底部并使其能够完全覆盖住比色杯底部，且与比色杯间没有空隙存在。测定红肠样品的色差值，a*值表示样品红绿程度，a*值越高样品的红度值越高，L*值表示红肠样品的亮度，L*该值越高，样品的亮度越高。每组样品重复测定3次，每次将比色杯旋转120°，取平均值。

1.3.5红肠质构性质的测定

红肠质构性质主要是检测红肠的硬度、弹性、咀嚼性和黏聚性，采用TA-XT plus型质构分析仪的TPA模式（Texture Profile Analysis，质构剖面分析方法）进行测定，使用Stable Micro System软件进行分析。参考芦嘉莹等［9］方法，稍作修改，将红肠样品去除肠衣，切成高2 cm、直径4 cm的圆柱体，尽量保证切面平整光滑，采用P/50测试探头，每组样品做7次平行测定。TPA测试参数：压缩比50%，两次激活感应力5 g，测前速率5 mm/s；测试速率1 mm/s，测后速率5 mm/s。

1.3.6电子鼻技术对红肠新鲜程度的测定

将添加和未添加香辛料提取物的红肠进行真空包装，分别贮藏于室温（20±2）℃和4℃，在贮藏0、5、10、15 d取样进行电子鼻分析和数据采集。取10 g样品，切碎后置于测样瓶中密封，将其置于37℃恒温培养箱中平衡30 min，使其顶部空间挥发性物质达到平衡状态，每个样品做3个平行。

本试验方法参照薛婷等［10］试验步骤，略作改动。使用的仪器为I-Nose型电子鼻，含有10个不同性质的金属氧化物半导体传感器，各传感器的名称及性能见表1。

表1　I-Nose型电子鼻气敏传感器阵列Table 1　Details of 10 sensors for I-Nose electric nose

不同的传感器会识别不同的气体，气体变化会使传感器自身的电导率发生改变，将标准气体（经过活性炭过滤的气体）的电导率标记为G0，样品气体的电导率为G，那么不同样品间气味的差异性就可以用G/ G0来表示，当该值越接近1时表明仪器无法检测到挥发性气体或样品自身的气体浓度低于仪器的检测限；当该值越远离1可以在一定程度上说明样品气体的浓度越大。

电子鼻检测参数如下：样品检测时间120 s，气体流量0.8 L/min，等待时间10 s，每组样品间的清洗时间为100 s，采样方式为直接采样。为了减少样品间的干扰和误差，提高检测灵敏度，使用电子鼻前对电子鼻进行至少5 min的清洗，不同组样品间的检测至少清洗3 min。

1.4试验方法

每个试验重复3次，结果表示为平均数±SD。数据统计分析采用Statistix 8.1（分析软件，St Paul，MN）软件包中Linear Models程序进行，差异显著性（P＜ 0.05）分析使用Tukey HSD程序，采用sigmaplot 11.0软件作图。

2　结果与讨论

2.1不同温度及香辛料提取物对真空包装红肠pH及TBARS值的影响

不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠pH和TBARS值的影响如图1、图2。

图1　不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠pH的影响Fig.1　Influence of storage temperature and spice extracts on pH of vacuum-packaged red sausage

图2 不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠TBARS值的影响Fig.2　Influence of storage temperature and spice extracts on TBARS of vacuum-packaged red sausage

从图1、图2可以看出，真空包装红肠起始pH约在6.07～6.10之间，随着贮藏时间的延长真空包装红肠pH呈显著性下降（P＜0.05），在第5天后下降的幅度较大，最终4℃和20℃条件下贮藏的红肠pH分别在第15天和第20天下降到约5.80左右。微生物分解有机物产酸可能是导致红肠pH降低的主要原因。随着贮藏时间的增加，红肠的TBARS值都呈上升趋势，并且差异显著（P＜0.05），真空包装红肠初始TBARS值约为0.5左右，在贮藏末期，4℃贮藏红肠的TBARS值为2.5左右，20℃贮藏红肠的TBARS值则为3.0左右。这说明在贮藏的过程中脂肪发生了自动氧化并产生低分子产物，因为红肠中亚硝含量较低，对腐败菌的抑制能力较弱，而腐败菌能够产生脂氧合酶，使不饱和脂肪酸氧化生成乙醛的速度加快，导致红肠产生“氧化酸败”，与马丽珍等［11］的研究结论一致。但在贮藏末期都并没有出现明显的酸败味儿，其中贮藏后期20℃的样品TBARS值大于4℃的样品，这是因为低温有利于延缓红肠中脂肪的氧化，而添加香辛料提取物的红肠在相同条件下都比未添加组TBARS值小，这表明香辛料提取物对红肠的氧化有减缓作用。

2.2不同温度及香辛料提取物对真空包装红肠色差值的影响

不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠a*和L*值的影响如图3、图4。

图3　不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠a*影响Fig.3　Influence of storage temperature and spice extracts on a*of vacuum-packaged red sausage

图4　不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠L*值的影响Fig.4　Influence of storage temperature and spice extracts on L*of vacuum-packaged red sausage

从图3、图4中可以看出，随着贮藏天数的增加，红肠内部理化环境随之变化，导致红肠a*值有所下降，但变化不显著（P＞0.05），并且储藏初期下降的较快。这说明红肠的颜色都呈逐渐变浅的趋势，并且室温会导致红肠颜色变浅的速度加快。同时，添加香辛料提取物使红肠的a*增大，而对红肠的L*值影响较小。红肠的L*值随着贮藏天数的增加，呈现下降趋势，但变化也不显著（P＞0.05），并且在贮藏初期变化不大，在5 d以后L*值下降加快。总体来说，不同温度和添加香辛料提取物对红肠的a*值和L*值的影响不大，这是由于制作红肠过程中添加了异抗坏血酸钠和亚硝酸盐，有利于加快腌肉颜色的形成，并增强肉中颜色的稳定性，这与Robinso［12］的论证一致。靳烨等［13］通过试验也发现添加抗坏血酸能提高红肠的发色效果，加快发色速度，添加量超过800 mg/kg时发色效果增加的不再明显，但对色素的维持效果仍然存在。

2.3不同温度及香辛料提取物对真空包装红肠质构特性的影响

不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠质构特性的影响见图5。

图5　不同贮藏温度和添加香辛料提取物对真空包装红肠质构特性的影响Fig.5　Influence of storage temperature and spice extracts on textural properties of vacuum-packaged red sausage

由图5可以看出，不同温度和添加香辛料提取物对于红肠的质构特性影响较小。其中红肠贮藏过程中硬度和咀嚼性呈现显著增大趋势（P＜0.05）。添加香辛料20℃贮藏红肠的咀嚼性在储藏期间一直大于4℃贮藏的样品，未添加香辛料组结果也很相似。这是由于红肠贮藏过程中水分不断损失，肌肉蛋白与水相互作用，形成交叉的连接作用，随之就会造成红肠的硬度值和咀嚼性都增大，而20℃有利于水分流失，所以20℃红肠硬度和咀嚼性均大于4℃红肠。其中弹性在贮藏初期有短期的增加，随着贮藏时间的增加逐渐减小。黏聚性在贮藏初期有短暂的下降，随后逐渐增加。但是弹性和黏聚性总体的变化范围不大，且变化不显著（P＞0.05），这说明红肠水分的损失对弹性和黏聚性影响不大，原因是水分含量不会影响蛋白模板或基质的形成，Meullenet等［14］的研究结果也证明了这一点。

2.4电子鼻对添加香辛料提取物后真空包装红肠的分析结果

2.4.1添加香辛料提取物后真空包装红肠贮藏数据雷达图及传感器对不同气味的响应值

添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠电子鼻数据雷达图如图6，电子鼻各传感器对样品气味的响应值如表2。

图6　添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠电子鼻数据雷达图Fig.6　The radar figure of vacuum-packaged red sausage with spice extracts storaged at 20℃and 4℃

表2　电子鼻各传感器对样品气味的响应值Table 2　The response of the sample odor in smart-nose sensors

电子鼻的传感器对添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠样品的气味响应在100 s左右达到了稳定，为了保障数据的稳定性，本试验所采用的检测时间为120 s。对于传感器测定样品时间的选择需要提前进行预试验，当气味曲线趋于稳定时，即可选定为检测时间。从图6中可以看出，每次测定红肠气味时各个传感器所测得的数值在不断变化，这也表明红肠在贮藏过程中气味是不断变化的，同时电子鼻的灵敏性也是非常高的，因此使用电子鼻测定红肠贮藏期间气味的变化是可行的。

从表2可知，测定20℃样品时各传感器的响应值随着贮藏时间的增加呈现先上升后下降的趋势，其中，S2、S5和S6响应值增加幅度较大。S2可检测出氮氧化合物和低分子胺类物质，S5可检测出生物合成、加热、烘烤等香气成分，S6可检测出香菇精等物质等。这一结果说明添加香辛料提取物真空包装20℃红肠在贮藏过程中产生了低分子胺类物以及因脂肪氧化产生的小分子物质，此方法可以对TABRS值的变化原因构成补充。测定4℃样品时各传感器的响应值随着贮藏时间的增加呈现先上升后下降的趋势，其中，S2、S3和S5响应值增加幅度较大。S2可检测出氮氧化合物和低分子胺类物质，S3可检测出硫类化合物，如硫醇、硫醚、二丙烯基二硫化合物等，S5可检测出生物合成、加热、烘烤等香气成分。这一结果说明添加香辛料提取物真空包装4℃红肠在贮藏过程中产生了低分子胺类物以及因脂肪氧化产生的小分子物质。S7和S10传感器可检测在贮藏过程中因脂肪氧化生成的小分子醇、醛、酮、酸以及碳氢化合物，所得结果与贮藏过程中TBARS值的变化情况也相吻合，随着贮藏时间的延长，氧化程度也增加了。

2.4.2添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠主成分（PCA）分析及线性判断（LDA）分析

添加香辛料提取物真空包装红肠在20℃和4℃贮藏期间的PCA分析图如图7。

主成分分析法可以将多个指标的信息利用维度和数据转换，同时对转换后的特征向量进行线性分析，将全部信息投影到坐标轴上，得到的数据更加直观和可视化，通过主成分分析得到的PCA散点图可以更加清晰的阐述被分析数据间的联系性。PCA分析图中的横纵坐标PC1和PC2分别代表挥发性物质中主成分1和主成分2对样品气味的贡献率，贡献率越高，代表该成分对总体气味的代表性越高，一般情况下当总贡献率高于70%～80%时，就证明该PCA分析方法是有效可用的［15-17］。

图7　添加香辛料提取物真空包装红肠在20℃和4℃贮藏期间的PCA分析图Fig.7　PCA plot of vacuum-packaged red sausage with spice extracts storaged at 20℃and 4℃

图7为添加香辛料提取物组真空包装红肠在20℃和4℃贮藏期间的PCA分析图，20℃条件下贮藏的红肠样品在贮藏期内挥发性物质第1主要成分贡献率为90.5%，第2主要成分贡献率为7.9%，总贡献率为98.4%，并且不同贮藏时间的样品可以被完全分开，说明香辛料提取物添加组红肠在20℃贮藏条件下气味变化较为明显，电子鼻能够对其进行鉴定并将其区分开来，柴春祥等［18］在对虾新鲜度的检测中应用了电子鼻技术，其研究结果也表明产品的挥发性气味会随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长而有所增加。在4℃条件下贮藏的红肠样品的PCA分析结果中，挥发性物质的第1主成分贡献率为89.4%，第2主成分贡献率为7.8%，总贡献率为97.2%，说明结果可用，且不同贮藏时间的样品可以被完全区别开，表明电子鼻技术同样可以鉴别分析4℃条件下贮藏的红肠样品。PCA分析法可以将贮藏期间内的红肠样品完全区分开来，但其挥发性成分变化趋势不是很明显，这就需要利用LDA分析方法进行进一步说明。添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠贮藏期间LDA分析图如图8。

在电子鼻数据分析中通常将LDA分析［19］和PCA分析同时进行，以更好的完成数据分析，并且已经有许多研究应经证明［20-22］PCA分析和LDA分析能够较好应用于电子鼻检测中。与PCA分析相比，LDA分析更易实现且具有良好的分类效果。判别值DI的大小表明各个区域的区分效果，DI值越大说明样品间的差异性越大，并且LDA分析可以注重到了同一组样品间数据的分布及组内样品间的距离［23］，通常认为DI值在80%以上时样品间的区分效果就十分理想。

LDA分析侧重的是红肠样品在藏期间挥发性气味的变化速率，从数据分析和图8中明显看出，20℃贮藏红肠在储存期间判别式LD1和LD2的DI值为64.1%，4℃贮藏红肠在储存期间判别式LD1和LD2 的DI值为97.4%，表明红肠在贮藏期间气味的变化程度还是较大的。20℃条件下的LDA-DI值低于80%的原因可能是由于样品间的平行性不是很好而导致的，4℃条件下贮藏的红肠样品中第0天和第10天的样品距离很近，这表明在此两个阶段红肠的气味十分相近。

PCA和LDA方法同时使用，起到了互补的作用，相互补充的说明了红肠在贮藏过程中气味的变化情况。在检测过程中，所以样品都被电子鼻设备完全分离开，这也给红肠新鲜程度的鉴定提供了一个新的方法。

图8　添加香辛料提取物后真空包装20℃和4℃红肠贮藏期间LDA分析图Fig.8　LDA plot of vacuum-packaged red sausage with spice extracts storaged at 20℃and 4℃

3　结论

本研究将添加香辛料提取物和未添加香辛料提取物的红肠贮藏在室温（20±2）℃和4℃，研究贮藏期间各理化指标的变化情况，同时采用电子鼻分析不同贮藏温度和香辛料添加对真空包装红肠贮藏期气味的变化情况。研究发现真空包装红肠在不同贮藏温度下pH均呈显著下降趋势（P＜0.05），TBARS值显著增加（P＜0.05）。a*值和L*值的变化范围不大。红肠硬度和咀嚼性呈现显著增大趋势（P＜0.05），黏聚性在贮藏初期有短暂的下降，随后逐渐增加，弹性和黏聚性变化不显著（P＞0.05）。香辛料的添加使红肠a*有所增加，对其他性质影响不大。电子鼻技术对于添加香辛料提取物后真空包装红肠的分析结果显示，主成分分析（PCA）中，常温红肠中挥发性物质主要成分总贡献率为98.4%，4℃红肠中挥发性物质主要成分总贡献率为97.2%，能够将不同贮藏期间的红肠样品全部分开。线性判断分析（LDA）中，常温红肠判别式DI值为64.1%，4℃样品DI值为97.4%，能够将不同贮藏期间样品完全分开，研究结果表明红肠在不同贮藏期间气味的变化较为明显。

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The Influence of Storage Temperature and Spice Extracts on Quality of Red Sausage

HAN Qi1，YAO Lai-bin2，LI Yuan-yuan1，KONG Bao-hua1，*
（1.College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，Heilongjiang，China；2.Economic and Trade Department，East University of Heilongjiang，Harbin 150030，Heilongjiang，China）

The influence of storage temperature［（20±2）℃and 4℃］and spice extracts on physical and chemical property of vacuum-packaged red sausage was studied.Vacuum-packaged red sausage's pH decreased significantly（P＜0.05），TBARS increased significantly（P＜0.05），a*and L*changed insignificantly（P＞0.05），the hardness and chewiness increased significantly（P＜0.05）.The storage temperature and spice extracts didn't change the pH of red sausage a lot，but they could inhibit the increase of TBARS and also could increase a*. The freshness of vacuum-packaged red sausage with spice extracts was studied by PCA（Principal Component Analysis）and LDA（Linear Discrimination Analysis）of electronic nose.The result showed that electronic nose can distinguished different samples during storage and the changing rate of the flavor is fast.

vacuum-packaged；spice extracts；red sausage；physical and chemical properties；electronic nose

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.047

黑龙江省科技计划项目（GC13B212）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD28B02）；黑龙江省博士后研究人员落户黑龙江科研启动资助金（LBH-Q12154）

韩齐（1988—），女（汉），博士研究生，研究方向：畜产品加工与贮藏。
*

孔保华（1963—），女，教授，博士生导师，研究方向：畜产品加工与贮藏。

2015-03-27