添加白芝麻粉对中式香肠品质特性的影响
2017-12-12周瑞铮周惠健葛庆丰吴满刚周晓燕于海
周瑞铮+周惠健+葛庆丰+吴满刚+周晓燕+于海
摘 要:研究在中式香肠中添加2%、3%、4%和5%的白芝麻粉對香肠理化指标、总游离氨基酸含量、风味物质、质构特性及抗氧化特性的影响。结果表明:风干结束后,添加白芝麻粉香肠的总游离氨基酸含量显著高于对照组(P<0.05),挥发性风味物质中酯类物质的相对含量也高于对照组,而醛类物质的相对含量显著低于对照组(P<0.05);添加白芝麻粉香肠的过氧化值和硫代巴比妥酸反应物质值均显著低于对照组(P<0.05),表明在中式香肠中添加白芝麻粉可以抑制香肠的氧化。结合感官评价结果,最终确定香肠中白芝麻粉的最佳添加量为3%。
关键词:中式香肠;白芝麻粉;抗氧化特性;品质特性
Abstract: In this paper, the effect of adding different amounts of white sesame powder (2%, 3%, 4% and 5%) into Chinese sausage on its physicochemical indexes, total free amino acid content, flavor, texture and antioxidant properties was studied. The total free amino acid content of sausage with sesame was significantly higher than that of the control group (P < 0.05) after air drying. Esters accounted for a higher percentage of the total volatile compounds, while aldehydes accounted for a significantly lower percentage when comparing the addition of sesame with the control group (P < 0.05). Moreover, the addition of sesame resulted in a significant drop in peroxide value (POV) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARs) value compared with the control group (P < 0.05) indicating inhibition of lipid oxidation. Based on these results combined with sensory evaluation, the optimum addition level of sesame to Chinese sausage was 3%.
Key words: Chinese sausage; white sesame powder; antioxidant characteristics; quality characteristics
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201711005
中图分类号:TS251.1 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2017)11-0026-06
目前,我国自然风干香肠在生产和贮藏过程中仍存在严重氧化问题,国内对于中式香肠的研究多集中在添加抗氧化剂及发酵剂等方面,然而,虽然通过添加抗氧化剂来减缓脂肪氧化效果显著,但人工合成抗氧化剂不符合人们对健康食品的要求。从天然植物中提取高纯度抗氧化剂的成本较高,实现广泛的工业化应用还很困难,但天然抗氧化剂因其安全性较高,近年来备受关注,目前国内外从茶叶、中草药及香辛料等原料中提取天然抗氧化剂的研究已取得诸多成果[1]。白芝麻粉中含有脂质、蛋白质、矿物质、维生素和木酚素类等物质,其中具有抗氧化功能的芝麻素含量达木酚素的50%以上[2]。白芝麻粉中的芝麻素含量远高于黑芝麻粉,因此白芝麻粉具有较高的抗氧化特性[3]。周建新等[4]测定芝麻素在大豆色拉油和花生油中的抗氧化活性,发现随着芝麻素添加量的增加,其在大豆色拉油和花生油中的抗氧化性能越好。肖玫等[5]发现质量分数为0.4%的芝麻素在大豆色拉油中的抗氧化活性与0.2%的二丁基羟基甲苯(butylated hydroxytoluene,BHT)相当。本研究将白芝麻粉添加到香肠中,通过分析不同添加量的白芝麻粉对香肠理化指标和氧化指标的影响以及氧化与成熟香肠风味物质的关系,结合质构和感官指标确定白芝麻粉的最佳添加量,以期降低香肠的脂肪氧化程度,同时丰富传统中式香肠的口味。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
精选猪肉(瘦肉、背膘)、白砂糖、盐、大曲、生姜、味精、五香粉(花椒、肉桂、八角、丁香和小茴香)、白芝麻粉 市售;天然猪肠衣 如皋市坝新肠衣有限公司;2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、冰乙酸、异辛烷、十五烷酸、三氟化硼、苯、甲醇、异丙醇、氯仿(均为分析纯) 生工生物工程(上海)股份有限公司。
1.2 仪器与设备
SPectrum Lab 755S紫外-可见分光光度计 上海棱光技术有限公司;TMS-Pro食品质构仪 美国TMS公司;CarboxenTM/聚二甲基硅氧烷(CarboxenTM/polydimethylsiloxane,Car/PDMS)萃取头(75 μm)、57330-U手动固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)进样器 美国Supelco公司;Trace气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)仪 美国Thermo公司;硅胶SPE小柱 美国Sigma公司;SC-80C全自动色差仪 北京康光光学仪器有限公司。endprint
1.3 方法
1.3.1 香肠的制作
参考司韶占[6]的方法,并稍作修改。传统中式香肠的制作工艺流程为:原料肉处理→斩拌→配料→灌肠→结扎→自然晾挂风干→成品,原料肉中肥、瘦肉的质量比为1∶4,均切成8~10 mm见方的肉粒,单根香肠长度18~20 cm,直径4.2~4.5 cm,灌注原料肉质量约110 g,香肠自然晾挂时间为24 d,发酵过程温度控制在15 ℃。
香肠配方:原料肉、白砂糖7.5%、盐3%、生姜0.15%、味精0.2%、五香粉0.1%、水10%(均以原料肉的质量为基础,下同)、大曲20 mL/kg及白芝麻粉(磨粉,过200 目筛),其中白芝麻粉添加量分别为2%、3%、4%和5%。添加白芝麻粉的香肠,6 d取样1 次,进行测定。
1.3.2 理化指标测定
水分含量和水分活度测定:参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[7]中的直接干燥法;粗脂肪含量测定:参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[8];pH值测定:参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[9];色差值测定:参照Garci?a-Esteban等[10]的方法,将香肠样品切成厚度约为2.0 cm的薄片,置于色差仪上直接进行测定,记录样品的亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*)。
1.3.3 总游离氨基酸含量测定
参考刘慧燕等[11]的方法,并稍作修改。称取绞碎的样品2.0 g,用20 mL 5%的磺基水杨酸研磨后真空抽滤,收集滤液备用。取4 mL上述滤液(以4 mL磺基水杨酸作为空白对照),置于25 mL具塞试管,加入2%茚三酮和pH 6.8的0.1 moL/L磷酸盐缓冲液各1 mL;沸水浴加热15 min,取出,迅速冷却至室温;向具塞试管中加水至25 mL刻度,摇匀,静置15 min,在570 nm波长处测定吸光度,代入甘氨酸溶液的标准曲线计算氨基酸含量。
1.3.4 氧化指标测定
过氧化值(peroxide value,POV)测定:参考赵辉等[12]的方法。
硫代巴比妥酸反应物质(thiobarbituric acid reactive substance,TBARs)值测定:参考Fan Wenjiao等[13]的方法。秤取絞碎的样品2.0 g,加入7.5%三氯乙酸(含0.1%乙二胺四乙酸二钠)50 mL,混合匀浆后置于250 mL锥形瓶中,摇床振荡30 min,真空抽滤2 次;分别吸取5 mL滤液和0.02 mol/L的TBARs溶液于具塞试管(同时做试剂空白实验),混合均匀后90 ℃水浴40 min,冷水浴冷却试管40 min,5 000 r/min条件下离心15 min,取上清液,分别在532、600 nm波长处测定其吸光度(A)。TBARs值按照下式计算。
式中:m为样品质量/g;4.68为换算系数(1 个单位吸光度相当于丙二醛的质量)/μg。
1.3.5 挥发性风味物质测定
参考Pignoli等[14]的方法,并稍作修改。风味物质的提取:称取20.0 g样品,室温下迅速切成1~2 mm的薄片,立即装入250 mL三角瓶中密封,采用静态顶空SPME方法进行风味物质的提取。萃取纤维头长度10 mm,SPME萃取头先在GC进样口(250 ℃)老化20 min,然后插入样品瓶中,使纤维头探伸至样品上部,60 ℃顶空吸附40 min。用GC-MS仪对提取到的香味成分进行分析和鉴定。
GC条件:色谱柱:TR-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);程序升温为:起始温度40 ℃,保持1 min,5 ℃/min升温至130 ℃,8 ℃/min升温至200 ℃,12 ℃/min升温至250 ℃,保持7 min;载气为He,流量180 mL/min;进样温度250 ℃,不分流进样。
MS条件:电子轰击(electron impact,EI)离子源,离子源温度200 ℃,接口温度250 ℃,检测器电压350 V,发射电流150 μA,扫描范围33~500(m/z)。
1.3.6 质构测定
香肠去肠衣,切成1 cm3的立方体,置于质构仪中测定其硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和回复性。测定参数:P/50A探头感应源25 N,初始力0.3 N,压头直径41 mm,压缩比50%,测定速率50 mm/min,2 次循环[15]。
1.3.7 感官评价
感官评定小组由20 人组成,于扬州大学食品科学与工程学院感官评定实验室进行,参照GB/T 29605—2013《感官分析 食品感官质量控制导则》[16]制定的香肠感官评价标准如表1所示。
1.4 数据处理
各项指标均平行测定3 次,结果以“平均值±标准差”表示。采用Microsoft Excel软件对测定结果进行整理,用SPSS软件对数据进行单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)和Turkey检验分析。
2 结果与分析
2.1 香肠风干期间的理化指标
由表2可知,香肠自然风干24 d后,水分含量大幅降低,但各组间无显著差异。随着水分含量的降低,香肠中的脂肪含量显著增加,且各处理组的脂肪含量均显著高于对照组(P<0.05);水分活度也降至0.78左右,符合我国传统干香肠的水分活度范围[17],风干结束时,对照组香肠的pH值降至5.72左右,显著低于4 个处理组,但是各处理组间差异不显著。风干0 d时,添加3%白芝麻粉香肠的L*低于其他组,且其他组的L*无显著差异;风干结束后,添加白芝麻粉组香肠的L*显著高于空白组,且随着白芝麻粉添加量的增加,香肠的L*增加,推测白芝麻粉的添加增加了香肠中的脂肪含量,导致肠体亮度增加。风干结束后,5 组香肠的a*差异显著(P<0.05),但随着白芝麻粉添加量的增加,香肠的a*呈下降趋势,这可能是由于白芝麻粉的天然白色影响了香肠的a*。风干24 d时,空白组香肠的b*显著高于4 个处理组(P<0.05),这可能是由于脂肪氧化所产生的醛类物质通过聚合反应修饰氨基酸残基,如赖氨酸产生吡咯类物质,从而增加了香肠的b*[18],随着白芝麻粉添加量的增加,香肠的b*减小,这可能与白芝麻粉对脂肪氧化的抑制作用有关。endprint
2.2 香肠风干期间的游离氨基酸含量
氨基酸是发酵肉制品的滋味物质[19],是评价发酵肉制品口味的重要指标,氨基酸总量的高低反映了香肠中蛋白质降解的程度。由图1可知,4 个处理组和对照组香肠的游离氨基酸总量在整个晾挂过程中呈上升趋势。风干前期,香肠的氨基酸总量上升缓慢;风干6 d后,4 个处理组香肠的氨基酸总量大幅上升,且随着白芝麻粉添加量的增大,氨基酸总量增大;晾挂结束时,4 个处理组香肠的氨基酸总量均显著高于对照组(P<0.05)。这可能与白芝麻中富含氨基酸和蛋白质有关[20],风干过程中香肠中所含白芝麻粉蛋白质和肉中蛋白质的降解也可能导致游离氨基酸总量的增加。
2.3 香肠风干期间的氧化指标
2.3.1 POV
脂肪氧化的主要产物是氢过氧化物,在肉制品中,POV通常被用来表示脂质的氧化程度,POV越高表明脂质氧化的中间产物积累越多[21]。由图2可知,对照组香肠风干期间的POV呈上升趋势,风干6 d后,4 个处理组香肠的POV显著低于对照组(P<0.05),表明添加白芝麻粉可以抑制香肠POV的上升;风干18、24 d时,4 个处理组香肠的POV均差异显著,其中5%白芝麻粉添加組显著低于其他处理组,说明白芝麻粉的添加量对香肠风干期间的脂肪氧化有一定影响。中式香肠中存在一些微生物酶系,这些酶可以使芝麻中的芝麻素裂解生成含有2 个羟基的儿萘酚体,儿萘酚体与自由基反应生成稳定的共轭体系,从而表现出一定的抗氧化性[22-23]。
2.3.2 TBARs值
TBARs值是评价肉制品脂肪氧化变质程度的一个重要指标。由图3可知,不同的白芝麻粉添加量和风干时间均会对香肠的TBARs值产生显著影响(P<0.05)。风干0 d时,4%、5%白芝麻粉添加组香肠的TBARs值显著高于对照组(P<0.05),但随着风干时间的延长,3%白芝麻粉添加组香肠的TBARs值显著低于对照组,说明添加白芝麻粉可以抑制香肠的脂肪氧化;风干24 d时,4 个处理组香肠间的TBARs值差异显著,且白芝麻粉添加量越高,香肠的TBARs值越低,这表明香肠的TBARs值与白芝麻粉添加量之间存在一定的剂量-效应关系。邵元龙[24]在发酵芝麻饼抑制脂质氧化的研究中发现,芝麻中的芝麻素酚可以抑制丙二醛的产生,而白芝麻粉中同样含有芝麻素酚,因此导致添加白芝麻粉香肠的TBARs值显著低于对照组。
2.4 风干香肠的挥发性风味物质分析
由表3可知,5 组香肠中所含的挥发性风味物质种类不同,主要的挥发性风味物质有醛、酯、醇、酸、酮、醚、芳香烃和烷烯烃类。4 个处理组香肠中的醛类物质种类少于对照组,这可能与芝麻中的芝麻素和芝麻素酚具有抗氧化作用,能够抑制脂质的氧化降解有关。邵元龙[24]
的研究表明,在冷藏肉糜中添加芝麻素,冷藏肉糜的脂质氧化会受到抑制,且随着芝麻素含量的增加,抑制率逐渐增强。目前的研究认为,醛类物质主要为不饱和脂肪酸氧化产物[25],因其较低的风味阈值而成为对发酵肉制品风味贡献较大的挥发性风味物质。酯类物质是发酵香肠特殊风味形成的必要物质,其中乙酯类物质可以赋予香肠果香和奶油香味,肉制品中的醇类和酸类物质在微生物作用下可以产生酯类物质,因此,处理组香肠的醇类和酸类物质种类减少的同时,酯类物质种类均较对照组有所增加。酸类物质对香肠风味的形成也有重要作用,对酯类物质的形成具有促进作用。处理组香肠中的烷烃类物质种类多于对照组,这可能是白芝麻粉和肉中的大分子物质共同降解的结果。
己醛、壬醛、2-辛烯醛和辛醛能够赋予产品脂香味,苯甲醛可以提供特殊的杏仁香气。由表4可知,醛类物质相对含量最高的是对照组香肠(6.79%),之后依次是2%(4.60%)、3%(4.44%)、4%(2.37%)、5%(2.52%)白芝麻粉添加组。酯类的形成通常需要一个复杂的反应链,多来自微生物作用下醇类和酸类的酯化反应,酯类物质赋予自然发酵香肠典型风味,多有芳香味[26],而由长链脂肪酸酯化生成的长链酯则表现出更多的油脂味[27]。酯类物质相对含量最高的是5%白芝麻粉添加组(13.07%),之后依次是4%(7.93%)、3%(6.76%)和2%(6.70%)处理组,相对含量最低的为对照组(3.07%),这可能是由于芝麻中富含大量的蛋白质和脂肪,在香肠发酵过程中被肉中的微生物利用,产生的酸类和醇类物质经过一系列复杂反应形成了酯类物质。由于白芝麻粉的加入,处理组香肠中出现了对照组香肠中不含的辛酸乙酯、己酸-2-苯乙酯和壬酸乙酯,其中辛酸乙酯和壬酸乙酯具有浓郁的酒香气,己酸-2-苯乙酯呈果香和奶油香气。5 组香肠中乙酸乙酯和正己酸乙酯的含量较高,且处理组整体高于对照组。酸类物质中含量较高的为乙酸、己酸、丁酸和辛酸。
结合图2~3和表4可知,白芝麻粉添加量为5%的处理组香肠氧化程度最低,同时醛类物质含量也较低,其中己醛大量减少,辛醛、庚醛、2-辛烯醛和十八醛等物质均已检测不到,这可能是由于香肠等肉制品风味形成的主要途径之一是脂肪的氧化[28],而脂肪族醛类(辛醛、庚醛、癸醛和2-辛烯醛)均通过此途径形成[25],而添加白芝麻粉可以抑制脂肪的氧化,这与武文洁等[29]对芝麻抗氧化活性研究的结果一致,因此白芝麻粉香肠氧化程度的降低必然伴随醛类物质的大量减少甚至消失。
2.5 风干香肠的质构特性
由表5可知,各处理组香肠的硬度和回复性均显著低于对照组(P<0.05),且随白芝麻粉添加量的增加,香肠的硬度和咀嚼性下降。弹性是指样品恢复到初始高度的能力,4 个处理组香肠的弹性均高于对照组,且随着白芝麻粉添加量的增加,香肠弹性呈显著增大趋势,5%白芝麻粉添加组的弹性最大,这可能与白芝麻中富含油脂和蛋白质有关,芝麻中的油脂和蛋白质能够增加香肠的乳化稳定性。内聚性表示样品内部的黏合力,而白芝麻粉添加量的不同对香肠内聚性无显著影响。回复性能够衡量样品受压后快速恢复变形的能力,是以弹性变形保存的能量,随着白芝麻粉添加量的增加,样品的回复性显著下降。endprint
综上所述,白芝麻粉可以显著改善香肠的质构。白芝麻粉中的芝麻素具有抗氧化作用,它与天然抗氧化剂有相似功效,可以保护肌膜免受脂肪氧化的破坏,从而保持肌纤维膜的完整性,进而减少水分流失,在一定程度上降低肉制品硬度[30]。咀嚼性和回复性均与香肠硬度有关,随着白芝麻粉添加量的增加,香肠硬度下降,从而香肠的咀嚼性和回复性也呈下降趋势。
2.6 风干香肠的感官评价
食品的感官特性是消费者选择产品的重要因素之一,因此良好的外观、风味、色泽、香气及口感等特性对食品品质有重要影响。由图4可知,3%白芝麻粉添加组香肠的外观、色泽、切片和质地显著优于其他处理组(P<0.05),香味、滋味和总体可接受度接近对照组;5 个处理组香肠的酸味、咸味和异味没有显著差异(P<0.05)。总体而言,各组香肠的口感适中,符合消费者的需求,而添加3%白芝麻粉的香肠具有较好的色泽、风味、香气和质地,总体可接受度也较高。
3 结 论
白芝麻粉富含油脂和蛋白质,且芝麻中的芝麻素和芝麻素酚具有抗氧化活性,在香肠中添加2%、3%、4%和5%的白芝麻粉,风干结束后香肠的POV和TBARs值均低于对照组,说明白芝麻粉的添加能夠在一定程度上抑制香肠中脂肪的氧化。综合分析香肠的理化和营养指标、质构和感官品质,表明白芝麻粉的最适添加量为3%,此时香肠的色泽优于对照组,风味浓郁,游离氨基酸含量较高,营养丰富,白芝麻粉的添加也丰富了香肠的口味。本研究为后续的香肠功能性研究提供了理论参考。
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