金针菇多糖螯合钙对广式腊肠品质的影响

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(1.江西农业大学生物科学与工程学院,江西南昌 330045;2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,农业部功能食品重点实验室,广东省农产品加工重点实验室,广东广州 510610)

金针菇多糖螯合钙对广式腊肠品质的影响

许明映1,2,程镜蓉2,刘学铭2,*,陈智毅2,唐道邦2

(1.江西农业大学生物科学与工程学院,江西南昌 330045;2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,农业部功能食品重点实验室,广东省农产品加工重点实验室,广东广州 510610)

以广式腊肠为对象,从蛋白质氧化、脂质氧化、产品质构、色泽和挥发性风味物的组成等方面研究金针菇多糖螯合钙(Flammulinavelutipespolysaccharide chelated calcium,FVPCC)对肉制品品质的影响。实验发现,相比对照组而言,添加0.1%和0.3%的FVPCC能显著减缓广式腊肠氧化速率(p<0.05),表现为减少产品巯基的损失,弱化产品羰基、过氧化物值、TBA等指标的增长;FVPCC能显著降低产品的硬度和咀嚼性,减少酸类和胺类的合成。然而,FVPCC添加量过高(≥0.3%),会显著影响产品的感官色泽和咀嚼性(p<0.05),表现为贮藏后期产品色泽偏暗、咀嚼性较差。此外,FVPCC可使产品的含钙量得到显著提升,赋予广式腊肠良好的补钙效果。结果表明,FVPCC在提高肉制品品质及功能特性方面具有一定潜力,有望成为抗氧化剂用于食品的生产。

广式腊肠,金针菇多糖,抗氧化,螯合钙

广式腊肠是我国传统的风味肉制品,具有外形美观、色泽亮丽、酒香醇厚等特点,深受广大消费者青睐[1]。腊肠中含有丰富的脂质和蛋白质,在加工和贮藏过程中不可避免的会发生氧化。脂质氧化和蛋白质氧化是引起腊肠品质劣化的主要原因,氧化会导致产品的色、香、味及其他品质要素发生不良改变,造成营养物质流失,不仅影响消费者对于肉制品的可接受性,而且对人体健康有害[2]。为了防止肉制品氧化变质,延长产品的货架期,很有必要在腊肠中适当添加一些抗氧化保鲜剂。常用的抗氧化剂有天然的VE、茶多酚,人工合成的叔丁基对苯二酚(TBHQ)、叔丁基羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)等[3]。由于天然抗氧化剂价格昂贵,大规模使用有一定难度;人工合成抗氧化剂由于价格低廉,结构稳定而被广泛的应用于食品领域。然而研究表明,合成抗氧化剂具有一定的毒性和致癌性,如BHT会抑制人体呼吸酶活性[4]。因此,寻找合适的天然抗氧化剂逐渐受到食品研究工作者的关注。

金针菇多糖(Flammulinavelutipespolysaccharide,FVP)是金针菇主要的活性成分,具有抗肿瘤、免疫调节和抗衰老等作用[5],此外,FVP还是一种优良的天然抗氧化剂[6]。张丽霞等[7]研究发现FVP对羟基自由基和超氧阴离子有很强的清除能力,具有很强的抗氧化性。同时研究也表明,将FVP与金属离子结合制成螯合物能有助于提升其抗氧化活性[8]。目前,国内对于FVP的研究仅停留在提取工艺优化和抗氧化活性评价等方面,而将其与Ca2+螯合而作为抗氧化添加剂应用于食品的开发鲜有报道。

本文以广式腊肠作为研究对象,考察其对肉制品的感官品质、抗氧化能力以及风味物质的影响,以期为金针菇多糖螯合钙(Flammulinavelutipespolysaccharide chelated calcium,FVPCC)作为天然抗氧化剂的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

猪肉、白酒、味精、食盐、白糖 广州华润万家超市;氯化钙、亚硝酸盐、三氯乙酸、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、硫化钠、钙红 市售分析纯;羰基试剂盒、总巯基试剂盒、TBA试剂盒 南京建成生物研究所;金针菇多糖 上海康舟真菌多糖有限公司。

N-1100型旋转蒸发仪 上海爱朗仪器有限公司;HWS12型电热恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司;UV-1800型紫外分光光度计 日本津岛公司;CP114型电子分析天平 奥豪斯仪器(上海)有限公司;VS2610型真空封口机 东莞市盈尔电器有限公司;SZ-12A型不锈钢绞肉机 广州旭众食品机械有限公司;SW-TFG12型通风柜 苏州净化设备有限公司;微型灌肠机 广东韶关市大金食品机械厂;GHRH-20型热泵干燥机 广东省农业机械研究所干燥设备制造厂;TA-XTplus质构仪 英国Stable Micro System公司;Ultrascan VIS型色度仪 Hunter lab/美国;SX2-4-10型马弗炉 上海锦屏仪器仪表有限公司。

1.2样品制备

1.2.1 FVPCC的制备 将FVP与5.00 mg/L CaCl2溶液按质量比1∶8的比例混合,pH调至5.0,在30 ℃,150 r/min全温振荡器内反应5 h,反应结束后加入9倍无水乙醇,充分振荡,于4000 r/min条件下离心10 min,弃上清,得到FVPCC,重复三次,产品螯合率为63.84%±1.14%。

1.2.2 广式腊肠的制作 广式腊肠配方[9]:瘦肉∶肥肉8∶2;亚硝酸钠0.01%,糖12%,白酒2%,味精0.2%,盐3.0%,金针菇多糖螯合钙添加比例0.0%(对照组)、0.1%、0.3%(均以肉计重)。

制作工艺:选取新鲜猪肉,肥肉切丁,瘦肉绞碎,按配方准确称取各种辅料,将猪肉与辅料混合搅拌均匀,手工灌肠,填充过程中需在肠衣上扎孔排气。腊肠灌好后用草绳间隔打结,然后将制作完成的腊肠悬空放置,放入温度50 ℃,湿度75%热泵干燥机中干燥72 h。

贮藏条件:模拟市售散装腊肠贮藏模式,即室温环境(温度25～28 ℃,湿度52%～80%)和自然光照,无外包装条件下贮藏21 d,贮藏期满后将腊肠真空包装放入-80 ℃冰箱保存,以待后续实验使用。

1.3实验方法

1.3.1 丙二醛(MDA)含量的测定 按照丙二醛(MDA)测定试剂盒说明书进行测定。

1.3.2 过氧化值的测定 按照GB 5009.227-2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》方法测定[10]。

1.3.3 总羰基含量的测定 按照总羰基测定试剂盒说明书进行测定。

1.3.4 总巯基含量的测定 按照总巯基测定试剂盒说明书进行测定。

1.3.5 质构的测定 利用质构仪进行测定[11]。将腊肠切成(8±1) mm圆柱体,选用P/10型圆柱探头。TPA模式:测前速度:2 mm/s,测中速度:1 mm/s,测后速度:2 mm/s。压缩比:30%,两次下压间隔时间5 s,每个样品10个平行。测定指标:硬度(N)、粘聚性(N·S)、弹性(cm)、咀嚼性(N·cm)。

1.3.6 色泽的测定 样品解冻、绞碎,放入平皿中,铺满整个平皿,采用色度仪换不同部位测定6次,记录样品亮度(L*)值,红度(a*)值,黄度(b*)值。

1.3.7 挥发性风味物质分离与鉴定 参考文献[12]方法,样品解冻、绞碎,取5 g样品于50 mL顶空萃取瓶。置于60 ℃恒温水浴锅,选用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纤维头萃取60 min,富集挥发性物质。然后将萃取后的纤维头在进样口270 ℃解析5 min。色谱条件:J & W 122-5532毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度:270 ℃,不分流;载气为氦气,流速1.0 mL/min;程序升温:起始温度35 ℃,保持5 min,然后以4 ℃/min的速率升温至130 ℃,保持3 min,再以8 ℃/min的速率升至200 ℃,保持3 min,最后以12 ℃/min的速率升温至250 ℃,保持5 min,运行总时间52.67 min。质谱条件:EI离子源,离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃,扫描质量范围:30～450 amu。

表1 广式腊肠感官评分标准Table 1 Sensory evaluation criterion of Cantonese sausage

1.3.8 钙含量测定 参考王正等[13]方法,稍作修改,样品解冻、粉碎,准确称取5 g样品,置于30 mL瓷坩埚中,在电炉上小火加热至炭化至无烟,然后移入已预热马弗炉中,600 ℃灰化12 h,冷却后取出用5 mL浓盐酸将灰分充分溶解,用纯水转移至25 mL容量瓶中混匀备用,同时做试剂空白对照。

1.3.9 感官评价 参照广东省地方标准DB44/421-2007《广式腊味制品》的规定[14],对样品从色泽、组织形态、气味和滋味四个方面综合评定并打分。本次实验采用100分制,每项指标25分,每个样品评分数据去掉最高和最低评分后取平均值。感官评定小组由8位品评员组成。感官评价标准见表1。

1.3.10 数据处理与统计分析 文中每组实验结果均重复3次(质构、色泽、感官评价除外),结果以“平均值±标准差”表示,运用Microsoft Excel 2013对实验数据进行整理与制表,Origin 7.5软件(OriginLab公司)作图,SPSS 17.0软件(IBM公司)进行显著性分析,p<0.05为显著。

2 结果与分析

2.1 FVPCC添加量对腊肠贮藏期间脂质氧化的影响

脂质氧化程度是评价肉制品品质优劣的重要指标之一。本研究选取MDA含量和过氧化物值作为主要考察指标,研究FVPCC对腊肠脂质氧化的影响。由图1可知,广式腊肠在贮藏过程中MDA含量逐渐上升,添加了0.1%和0.3% FVPCC的腊肠MDA含量均显著低于对照组(p<0.05),而且随着FVPCC添加量的增加,MDA含量上升的程度呈现减缓趋势。不同FVPCC添加量对广式腊肠贮藏期间过氧化值的影响如图2所示,FVPCC的添加能显著抑制腊肠贮藏过程中过氧化值的上升(p<0.05)。FVPCC的添加量越多,对于过氧化值的抑制能力越显著(p<0.05)。

图1 FVPCC对广式腊肠贮藏期间MDA含量的影响Fig.1 Effects of FVPCC on MDA content of Cantonese sausage注:图中不同小写字母表示同一贮藏时间不同样品各项指标之间达到显著差异水平(p<0.05),图2～图4同。

图2 FVPCC对广式腊肠贮藏期间过氧化值的影响Fig.2 Effects of FVPCC on peroxide value of Cantonese sausage

综上所述,FVPCC在一定程度上能抑制广式腊肠脂质氧化,其作用机制可能是由于金针菇多糖具有抗氧化活性,能够提高超氧化物歧化酶SOD的活性,从而增强了对自由基的清除能力,抑制脂质氧化[15]。

2.2 FVPCC添加量对腊肠贮藏期间蛋白质氧化的影响

蛋白质氧化是除脂质氧化外影响肉制品品质的另一重要的因素。氧化会导致蛋白质的结构和功能发生显著的变化,从而引起肉制品品质劣化,缩短产品的保质期[16]。本次实验通过测定羰基和巯基含量的变化来考察FVPCC对广式腊肠贮藏过程中蛋白质氧化的影响。

羰基含量增加是蛋白质氧化最为显著的指标之一,导致羰基含量升高有很多因素,如氨基酸的侧链氧化、多肽主链断裂等[17]。由图3可知,在整个贮藏过程中羰基含量不断增加,与对照组相比,FVPCC的添加能显著弱化广式腊肠贮藏过程中羰基含量的上升,此外,该弱化能力与其添加量呈正相关。在自由基介导的蛋白质氧化中,会发现巯基转化为二硫键或其他含硫化合物[18],造成巯基的损失。因此,广式腊肠在贮藏过程中总巯基的含量呈现缓慢下降的趋势(如图4)。然而,FVPCC的添加能减小巯基的损失,而且随着FVPCC添加量的增加,这种效果愈发明显,这可能与金针菇多糖富有的自由基清除能力有关[7]。

图3 FVPCC对广式腊肠贮藏期间羰基含量的影响Fig.3 Effects of FVPCC on carbonyl content of Cantonese sausage

图4 FVPCC对广式腊肠贮藏期间总巯基含量的影响Fig.4 Effects of FVPCC on total sulfydryl content of Cantonese sausage

2.3 FVPCC广式腊肠在贮藏过程中各氧化指标相关性分析

对各组样品贮藏过程中各氧化指标进行相关性分析,结果如表2～表4所示。结果表明,无论对照组还是添加了FVPCC的实验组,四个氧化指标之间都存在一定的相关性,除总巯基外,其余指标之间都在0.05水平上显著正相关,其中对照组MDA与羰基,0.1% FVPCC实验组过氧化值与羰基,0.3% FVPCC实验组过氧化值与羰基、MDA在0.01水平显著正相关。MDA和过氧化值反映肉制品脂质氧化情况,羰基含量变化能指示肉制品蛋白质氧化水平。本次实验中MDA、过氧化值和羰基之间呈显著相关性,表明FVPCC广式腊肠脂质氧化趋势和蛋白质氧化趋势是一致的[19]。

表5 FVPCC对广式腊肠贮藏过程中质构的影响Table 5 Effects of FVPCC on texture of Cantonese sausage

注:同列中不同小写字母表示同一贮藏时间不同样品之间差异显著(p<0.05);同列中不同大写字母表示同一样品不同贮藏时间之间差异显著(p<0.05),表6、表8同。

表2 对照组各氧化指标Pearson相关系数Table 2 Pearson correlation coefficient of different oxidation index of control group

注:**,在0.01水平(双侧)上显著相关;*,在0.05水平(双侧)上显著相关,表3、表4同。

表3 0.1%FVPCC广式腊肠各氧化指标Pearson相关系数Table 3 Pearson correlation coefficient of different oxidation index of 0.1% FVPCC Cantonese sausage

表4 0.3% FVPCC广式腊肠各氧化指标Pearson相关系数Table 4 Pearson correlation coefficient of different oxidation index of 0.3% FVPCC Cantonese sausage

2.4 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中质构的影响

质构是决定肉制品可接受性的一个重要因素[20],腊肠在贮藏过程中一系列的生物化学反应以及微生物发酵作用都会对腊肠质构产生一定的影响。FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中质构变化如表5。从表5中可以看出，FVPCC的添加可以显著降低腊肠硬度和咀嚼性(p<0.05),而对于产品的粘聚性和弹性没有显著影响;随着贮藏时间的延长各类型腊肠硬度均呈逐渐上升趋势,贮藏1 d和21 d腊肠硬度和咀嚼性差异显著(p<0.05)。

2.5 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中色泽的影响

表6 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中色泽的影响Table 6 Effects of FVPCC on colour of Cantonese sausage

表7 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏期间挥发性风味物质的影响Table 7 Effects of FVPCC on volatile flavor compounds of Cantonese sausage

注:“-”表示未检出。色泽是对腊肠进行感官评价最为重要的指标之一,腊肠贮藏过程中脂质、蛋白质氧化以及添加剂都会对腊肠色泽产生一定的影响[21]。FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中色泽的影响如表6所示。从表6中可以看出,贮藏后期,添加FVPCC产品的a*值和b*值会显著增加(p<0.05)。这一方面可能是蛋白质、脂质的氧化作用的结果[17],另一方面,FVPCC中的还原糖与腊肠中氨基酸发生美拉德反应,生成棕色或黑色大分子物质增促了这一效应[22];与贮藏初期相比,贮藏21 d后的腊肠L*值显著降低(p<0.05);添加了FVPCC样品的亮度显著低于对照组(p<0.05),这可能与金针菇多糖制作过程没有经过脱色处理,产品本身呈棕褐色有关。与对照组相比,0.1% FVPCC添加量对于腊肠色泽影响较小,适合用于腊肠的生产。

2.6 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中风味物质的影响

由表7可知,广式腊肠的风味物质主要包括醇类、脂类、醛类、烷类、酮类、烯类等。这与周非白[23]的研究结果是一致的。含量较高的是醇类和脂类,在腊肠贮藏初期两类物质的比重可达80%以上。在贮藏开始,发现对照组检测出具有羊膻味的己酸,而且在贮藏期结束该物质含量由初期1.28%上升至5.06%;贮藏21 d后,对照组检测出有强烈刺激性气味的三乙胺,含量为0.37%,而这些在添加FVPCC的实验组中均未检出。小分子酸类物质的产生可能是由于脂肪酸的氧化,而胺类物质可能是蛋白质氧化的产物。这进一步验证了FVPCC对于脂肪酸和蛋白质的氧化起到了一定的抑制作用,能有效抑制异味性风味物质的产生。与本文的研究相似,Bover-Cid等[24]也发现自然发酵的腊肠中会产生胺类物质,发酵剂可以有效减少胺类物质的产生。

2.7 FVPCC广式腊肠含钙量

钙是维持身体正常运行的重要元素,一个健康的成年人体内钙元素占人体体重的1.5%～2.2%[25]。目前市面上钙补充剂,其钙源多数是以无机盐或者小分子有机盐形式为主[26]。这类产品虽然钙含量很高,但由于离子钙容易在碱性肠道环境内形成钙沉淀而吸收利用率低[27]。本产品通过金针菇多糖与钙进行螯合,形成的螯合钙具有吸收快,高浓度的生物利用度高,而且对生物细胞无毒害作用等优点[28]。从图5中可知,0.1%、0.3% FVPCC腊肠的钙含量分别为0.037%和0.062%,与对照组相比,钙含量分别提高了55.31%和161.34%,赋予腊肠一定的补钙效果。

图5 FVPCC广式腊肠钙含量Fig.5 Calcium content of Cantonese sausage added FVPCC

2.8 FVPCC添加量对广式腊肠贮藏过程中感官评价指标的影响

表8 FVPCC广式腊肠感官评价Table 8 Sensory evaluation scores of FVPCC Cantonese sausage

FVPCC对广式腊肠贮藏过程中感官评价的影响如表8所示,由表8可知,各组样品感官评价分值在贮藏后期呈现了显著下降的趋势,这与产品的氧化程度是紧密相关的。总体而言,在产品储藏初期(1 d),三种腊肠的整体感官评分差距不大,但是添加金针菇多糖的实验组在产品滋味方面具有明显优势(p<0.05)。在色泽方面,添加FVPCC的实验组评分显著低于对照组(p<0.05),而且这种效应在贮藏末期并没有发生改变,前文中也提到,FVPCC本身颜色对腊肠色泽影响较大。在组织形态方面,对照组与实验组无显著性差异。然而在气味和滋味方面,添加FVPCC的腊肠评分显著高于对照组(p<0.05)。综合得分情况:0.1%FVPCC>对照组>0.3%FVPCC。这表明一定量的金针菇多糖螯合钙能对广式腊肠感官评价产生积极的影响,有助于延长产品的货架期。最后,评价小组75%的人认为0.1%FVPCC广式腊肠总体感官更好。

3 结论

广式腊肠在贮藏过程中脂质和蛋白质会发生一定程度的氧化,各氧化指标(TBA、过氧化值、羰基、巯基)之间呈现一定相关性,向腊肠中加入一定量的FVPCC能显著减缓其贮藏期间脂质和蛋白质氧化,改善产品的风味,提升产品整体感官品质,提高产品的含钙量。然而FVPCC添加量过大也会对腊肠的色泽产生负面影响,综合考虑,添加0.1% FVPCC的广式腊肠品质较佳。

本文首次将FVPCC用于肉制品的开发,然而由于螯合物添加量较低,难以有效实现螯合物与食品的分离,本研究暂时未对腊肠中螯合钙的稳定性进行有效的评价。相信随着相关领域研究的不断深入,相关评价体系的建立健全,多糖类螯合钙将会更好应用于功能性肉制品的开发利用。

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EffectofFlammulinavelutipespolysaccharidechelatedcalciumonthequalityofCantonesesausage

XUMing-ying1,2,CHENGJing-rong2,LIUXue-ming2,*,CHENZhi-yi2,TANGDao-bang2

(1.College of Bioscience and Bioengineering,Jingxi Agriculture University,Nanchang 330045,China;2.Sericultural and Agri-Food Research Institute,Guangdong Academy of Agriculture Sciences,Key Laboratory of Functional Foods,Ministry of Agriculture,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Guangzhou 510610,China)

The objective of this study was to assess the effect ofFlammulinavelutipespolysaccharide chelated calcium on the oxidative stability of Cantonese sausage from several aspects,including protein oxidation,lipid oxidation,texture,volatile flavor compounds and so on. The experimental results showed that,compared with the control,adding 0.1%～0.3% FVPCC could significantly retard the increments in thiobarbituric acid(TBA)values,peroxide values,and protein carbonyls accumulation,while weaken losses of sulfhydryl groups(p<0.05). Inclusion of FVPCC in sausages resulted in lower hardness and chewiness compared to the control,and both acids and amines synthesis of the sausages were reduced. However,when the addition exceeded 0.3%,sensory color and chewiness of the products underwent decline trends. In addition,with the chelate,calcium content of the Cantonese sausage significantly increased which provided new ideas for calcium supplement product exploitation. It was therefore suggested that FVPCC exhibited potential in improving quality and functional properties of meat product,and would be exploited as a new source of safe antioxidants for food industry.

Cantonese sausage;Flammulinavelutipespolysaccharide;antioxidation;chelated calcium

2017-02-23

许明映(1993-)，男，硕士研究生，研究方向：农产品加工，E-mail：xumingying92@163.com。

*通讯作者:刘学铭(1967-)，男，博士，研究员，研究方向：农产品加工，E-mail:xuemingliu37@126.com。

广东省自然科学基金项目(2015A030313569)；广东省科技计划项目(2014A020208040)；广东省农业厅科技项目(2016LM3167)；广州市科技计划民生科技项目(201704020054)；广东省科技计划项目(2015A020209066)；公益性行业(农业)科研专项经费项目(201303080)；省级现代农业科技创新联盟建设项目(2016LM1088)；广东省科技计划项目(2014B040404059)。

TS251.5

:A

:1002-0306(2017)16-0069-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.16.014