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KCl部分替代NaCl对腊肉脂肪氧化和脂肪酸变化的影响

2018-10-17张维悦夏杨毅侯佰慧何翠

食品与发酵工业 2018年9期
关键词:腊肉磷脂游离

张维悦,夏杨毅,2*,侯佰慧,何翠

1(西南大学 食品科学学院,重庆,400715)2(重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆,400715)

NaCl,主要的咸味调味料之一。它不仅赋予肉制品典型的咸味,有效控制微生物的生长,还能抑制脂质和蛋白质降解氧化,从而调节质地、改善香气和风味[1-2]。然而,研究表明,一些慢性疾病与NaCl的摄入量有关[3],长期高钠饮食不仅会导致血压升高,增加了患心血管疾病及肾脏病的风险,也可能是导致胃癌的重要原因[4]。因此,降低肉制品中NaCl含量,又不影响其食用特性应当成为肉类产业的发展方向。

KCl与NaCl具有相似的化学性质,且不会造成高钠食品而健康危害,成为钠盐替代研究热点。CAMPAGNOL等[5]发现,当KCl替代50%NaCl后,对发酵蒸煮香肠的感官品质有不利影响;WU等[6]研究表明,40%以上的KCl替代会显著影响挥发性风味物质的形成,导致产品香气或风味的变化;FIEIRA等[7]以60%的KCl和20%KCl+20%CaCl2+20%MgCl2的复合盐替代NaCl,发现两者均会影响意大利香肠的硬度、咀嚼性、风味等感官特性;ZHANG等[8]研究表明,40%KCl部分替代NaCl会影响金华火腿挥发性化合物的形成,且替代组己醛和甲醛含量较高。

相关食盐替代对肉制品食用品质影响的研究已充分说明NaCl替代物会对肉制品风味产生影响,而脂肪氧化分解是影响风味等感官特性的重要因素,因此,食盐替代对脂肪变化的研究具有重要意义。目前唐静[9]、金晓丽等[10]有研究说明食盐替代对肉制品脂肪氧化稳定性存在影响,但这些研究仍是以风味研究为主,涉及食盐替代对脂肪变化规律的部分研究稀少,且材料多为香肠、火腿,有关食盐替代对腊肉脂肪酸变化的研究国内尚未报道。而腊肉亦属于高盐食品,含盐量基本在6%以上,且在腌制烘烤加工过程中,脂肪发生水解和氧化,其产物醛、酮、低级脂肪酸等对腊肉的风味、质地和营养有重要影响。因此,研究食盐替代物对腊肉脂肪酸变化的影响十分重要。本实验利用KCl部分替代NaCl,分析腊肉脂肪氧化分解,为低钠腊肉生产提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪后腿肉,桂皮、八角、茴香、花椒,购于重庆市北碚区市场。

NaCl(≥99.5%,AR)(食品级),重庆索特盐化有限公司;KCl(食品级),连云港科德化工有限公司;石油醚、HCl、过氧化氢、三氯乙酸、氯仿、丙酮、三氯甲烷、甲醇、硫氰酸钾等试剂为分析纯,成都市科龙化工试剂厂;硫代巴比妥酸,上海科丰化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

GC-MS,日本岛津公司;FCD-3000,远红外鼓风干燥箱,天津市通利信达仪器;FSH-Ⅱ高速电动匀浆器,江苏金坛市环宇科学仪器厂;4K15台式高速离心机,美国Sigma公司;RE-52A旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂;SHZ-Ⅲ循环水式多用真空泵,河南省予华仪器有限公司;SHZ-B水浴恒温振荡器,上海龙跃仪器设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 腊肉的制备

干腌肉块加工工艺:新鲜猪后腿→食盐涂抹→4℃腌制→烘烤成熟→成品

取冷冻猪后腿肉,清洗干净,边缘修整整齐,将其平均分为5组(每组各3块),每块为质量0.6~0.8 kg、长20~25 cm、宽4~5 cm的肉条。以每组肉质量的5%计算腌制所使用NaCl的含量,将其均匀涂抹于肉表面,用保鲜膜封口后在冰箱冷藏(4 ℃)室腌制4 d,晾干半天,将样品转移到烘箱烘烤(55 ℃)2 d,室温晾挂得成品。

1.3.2 KCl部分替代NaCl腌制配方

不同添加量KCl替代NaCl腌制配方如表1所示。

表1 KCl部分替代NaCl比例Table 1 The ratio of partial replacement of NaCl with KCl

1.3.3 取样方法

分别取同一批次原料肉和烘烤结束的猪后腿肌肉和皮下组织(7∶3),样品密封包装编号后于-20 ℃贮存,以备各项指标的测定。

1.3.4 测定方法

1.3.4.1 水分含量的测定

参照GB/T 5009.3—2010。

1.3.4.2 Na+、K+含量的测定

参照GB/T 5009.91—2003《食品中钾、钠的测定》。

1.3.4.3 过氧化值的测定

将搅碎混匀的肌肉和皮下脂肪置于250 mL具塞三角瓶,加入100~200 mL石油醚,振荡摇匀,充分混合后静置12 h,过滤,旋转蒸发仪减压蒸干石油醚,残留物即为待测试样。

1.3.4.4 硫代巴比妥酸(TBA)值的测定

参考黄鸿兵[11]的方法并略作修改:分别称取肌肉和皮下脂肪各10 g于100 mL离心管中,加入25 mL 20%的三氯乙酸溶液、20 mL蒸馏水,10 000 r/min高速匀浆30 s,2 000 r/min离心10 min,再用滤纸过滤,得到上清液。准确取2 mL上清液于25 mL比色管,加入2mL 0.02 mol/L TBA 溶液,煮沸20 min,同时做空白(2 mL TCA-H2O(体积比1∶1)+2 mL TBA),取出冷却至室温,于532 nm下测定样品溶液吸光度,TBARS用标准曲线计算。

(1)

式中:X,试样中丙二醛(MDA)含量,mg/kg;c,从标准系列曲线中得到的试样溶液中丙二醛的质量浓度,μg/mL;V,试样溶液体积, mL;m,最终试样溶液所代表的试样质量,g;1 000,换算系数。

1.3.4.5 脂肪含量测定

肌内脂肪的提取:将样品绞碎并用氯仿-甲醇溶液(体积比2∶1) 提取后,在旋转蒸发器中浓缩干燥得肌内脂肪并称重,表示为g/100 g样品[12]。

中性脂肪和磷脂的提取参考JUANEDA等[13]的方法稍作改动:准确称取20.0 mg脂质并用1.0 mL氯仿溶解后,使用氨丙基固相萃取小柱吸附。先用1.0 mL氯仿活化小柱,然后分别用5倍体积的氯仿和3倍体积的甲醇洗脱,分别得到含中性脂肪和磷脂的溶液,旋蒸挥干后称量,即得中性脂肪和磷脂的含量。

游离脂肪酸的分离参考GANDEMER等[14]的方法稍作修改:取约含有50 mg脂肪的氯仿溶液于具塞三角瓶中,用氮气吹干后用15 mL丙酮-甲醇溶液(体积比2∶1)溶解,然后用200 mg左右的阴离子交换树脂在120 r/min振摇条件下吸附30 min,静置后弃去溶剂,再用上述丙酮-甲醇溶液洗脱树脂5次(共15 mL,每次3 mL),挥干后即可进行甲酯化。

甘油三酯的含量由中性脂肪的含量减去游离脂肪酸的含量得到。

1.3.4.6 脂肪酸组成分析

游离脂肪酸参考DIAS等[15]的方法进行甲酯化。GC条件:柱箱温度160 ℃;进样口温度230 ℃;进样模式为分流;分流比5∶1;压力100.1 kPa;总流量9.2 mL/min;柱流量1.04 mL/min;线速率38.9 mL/min;次扫流量3 mL/min。MS条件:离子源温度230 ℃;接口温度230 ℃;电子能量70 eV;质谱扫描范围m/z40~450。升温程序:160 ℃保持3 min,以4 ℃/min升至175 ℃,保持2 min,再以4 ℃/min升至185 ℃,保持2 min,最后以4 ℃/min升至230 ℃保持3 min。

1.3.5 统计分析

每组实验数据重复测定3次,采用SPSS 17.0和Origin 8.1软件进行数据分析,以均数标准差表示,以p<0.01为极显著检验标准。通过NIST 08和NIST 08s质谱图库,以保留指数确定化学成分;同时,利用峰面积归一化法计算各主要脂肪酸的含量。

2 结果与分析

2.1 KCl部分替代NaCl对腊肉水分含量的影响

由图1可知,20%~50%替代组的水分含量低于未替代组,但差异并不显著(p>0.05),说明KCl对腊肉加工过程中水分的散失无显著影响,与赵芩[16]用KCl替代里脊肉中NaCl中观察到的结果类似。原因可能在于KCl与NaCl具有相同的Cl-强度,而促进蛋白的水活性和结合水的能力的主要是Cl-,导致各组蛋白质溶解能力相似[17]。

Ⅰ-0% KCl替代;Ⅱ-20% KCl替代;Ⅲ-30% KCl替代;Ⅳ-40%KCl替代;Ⅴ-50% KCl替代,下同。图1 KCl部分替代NaCl对腊肉水分含量的影响Fig.1 Influence of partial replacement of NaCl with KCl onwater content in bacon 注:不同小写字母表示不同替代组间差异显著(p<0.05),不同大写字母表示不同替代组间差异极显著(p<0.01),下同。

2.2 KCl部分替代NaCl对腊肉Na+、K+ 含量的影响

以不同替代量的KCl处理腊肉,NaCl与KCl渗透压差异性会影响最终产品的Na+、K+含量。由图2、图3可知,20%~50%替代组的Na+含量随替代比增加极显著降低(p<0.01),而K+含量相反,随替代比增加呈极显著增加(p<0.01),替代比达50%时,Na+含量下降幅度最大、为48.8%。这与WU等[18]的研究相似,他们认为用KCl替代NaCl后干腌肉中的Na+含量显著性降低。HORITA等[19]也认为用KCl和CaCl2混合替代发酵香肠中NaCl时,能显著性降低钠含量。

图2 KCl部分替代NaCl对腊肉Na+离子的影响Fig.2 Influence of partial replacement of NaCl with KCl on Na+ content in bacon

图3 KCl部分替代NaCl对腊肉K+离子的影响Fig.3 Influence of partial replacement of NaCl with KCl on K+ content in bacon

2.3 KCl部分替代NaCl对腊肉过氧化值的影响

由图4可知,替代组腊肉的POV值低于未替代组(p<0.01),与王路[20]的研究结果一致;原因是KCl比NaCl更能提高谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH-Px)的活性,从而加快过氧化物分解[21]。当KCl替代NaCl的比例超过30%后,替代组间差异不显著(p>0.05),说明此时POV值不再受KCl替代比的影响。

图4 KCl部分替代NaCl对腊肉过氧化值含量的影响Fig.4 Influence of partial replacement of NaCl with KCl on peroxide value in bacon

2.4 KCl部分替代NaCl对腊肉TBA值的影响

由图5可知,替代组腊肉的TBA均低于未替代组(p<0.01),说明KCl部分替代NaCl能抑制肌肉氧化终产物丙二醛的生成,降低腊肉的氧化程度,这主要是因为KCl比NaCl更能提高CAT和GSH-Px的活性[22-23],WU等[23]研究也表明,40%以上KCl替代会显著影响脂肪的氧化。随着替代比例增加,腊肉的TBA值呈先增加后降低趋势,原因可能是20%KCl替代组形成的丙二醛在成品期间与氨基酸等物质发生了结合[24]。

图5 KCl部分替代NaCl对腊肉TBA值的影响Fig.5 Influence of partial replacement of NaCl with KCl on TBA values in bacon

2.5 KCl部分替代NaCl对腊肉脂肪酸组成的影响

腊肉肌内脂肪的含量及组成如表2所示,与未替代组比较,替代组腊肉的肌内总脂含量降低(p<0.01),但替代组间差异不显著(p>0.05),说明KCl替代会显著降低肌内总脂含量,但不受替代比的影响;与肌内总脂变化类似,替代组甘油三酯含量相比未替代组降低(p<0.01),替代组间差异不显著(p>0.05),说明腊肉中肌内脂肪含量的差异主要是由甘油三酯造成,这与YANG等[25]的结论一致;30%~50%替代组的磷脂含量随替代比的增加而降低,替代比为50%时,磷脂含量最低、为10.51%质量分数,说明较高替代比的KCl会影响磷脂降解,这可能是NaCl与KCl对脂肪水解酶活性[2,26]的影响存在差异,一定比例的KCl替代后,NaCl对脂肪水解酶的抑制作用减弱,脂肪水解作用增加;也可能是由于K+较Na+渗透快[27],磷脂受到的破坏作用更大,导致KCl替代组磷脂水解作用更大;游离脂肪酸含量的增加基本上来自磷脂的释放[28],本实验也间接说明了磷脂与游离脂肪酸含量变化存在相关性这一点,与磷脂含量变化相反,40%~50%替代组的游离脂肪酸含量高于未替代组(p<0.01),且50%替代组的游离脂肪酸含量最高、为5.68%(质量分数)。这与RIPOLLÉS[29]的研究相似,他发现添加KCl、CaCl2、MgCl2有利于干腌香肠的游离脂肪酸释放,且在腌制第50天时,50%KCl替代组的游离脂肪酸含量最大;但这与LORENZO等[30]的研究存在差异性,他发现50%KCl替代NaCl处理组的干腌火腿的游离脂肪酸含量要低于100%NaCl处理组,猜测可能是原料种类、腌制烘烤工艺的不同导致的。

表2 KCl部分替代NaCl对腊肉肌内脂肪含量(质量分数)及组成的影响 单位:%

2.6 KCl部分替代NaCl对腊肉游离脂肪酸组成的影响

脂肪分解产生的游离脂肪酸容易被氧化释放挥发性成分,是干腌肉制品形成独特风味的重要前体物质。由表3可知,腊肉共检测出6种脂肪酸,其中饱和脂肪酸(SFA) 3种、占45.77%(质量分数),分别为豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0) ;单不饱和脂肪酸( MUFA)2种、占42.84%(质量分数),分别为棕榈油酸(C16∶1)、油酸( C18∶1);多不饱和脂肪酸(PUFA)1种、占11.39%(质量分数),为亚油酸(C18∶2)。腊肉游离脂肪中主要脂肪酸包括: C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2,这与熊明民等[31]在猪通脊中检测到的结果一致。

与未替代组相比,替代组的C16∶0、C16∶1含量增加(p<0.01),且随替代比增加而增加,50%替代组的C16∶0、C16∶1含量最高,分别为37.96%、5.82%(质量分数),说明C16∶0、C16∶1含量均受替代比的影响,替代比例越高,含量越高;KCl替代显著改变了C18∶0含量(p<0.01),且30%~50%替代组的C18∶0含量随替代比的增加逐渐降低(p<0.01),说明较高替代比的KCl促进了C18∶0的降解;与C16∶0、C16∶1含量变化类似,C18∶1含量随替代比的增加而增加,当替代比达50%时,C18∶1含量最高、为40.48%(质量分数);替代组的C18∶2含量低于未替代组(p<0.01),且其含量随替代比增加呈降低趋势,替代比为50%的处理组C18∶2含量最低、为5.56%(质量分数),说明KCl可能促进亚油酸的降解形成风味成分。

与未替代组相比,替代组的SFA含量高于未替代组(p<0.01),且其含量变化与C18∶0相似,30%~50%替代组的SFA含量随替代比的增加逐渐降低,推测C18∶0与SFA的氧化降解相关性较大;替代组的MUFA含量高于未替代组(p<0.01),且替代比达30%以上时,其含量随替代比增加而增加(p<0.01),当KCl替代比达50%时的MUFA含量最高、为46.30%(质量分数),说明KCl替代会降低单不饱和脂肪酸的降解,这与ARMENTEROS的研究结论存在一定相似性,他发现70%以上KCl替代会显著增加干腌猪腰的MUFA含量[32];替代组的PUFA含量低于未替代组(p<0.01),且其含量随替代比的增加呈降低趋势,当替代比达50%时候,PUFA含量最低、为5.56%,说明KCl替代会增大多不饱和脂肪酸的降解,且替代比例越大对腊肉风味造成的影响越大,这可能是由于NaCl具有一定的抗菌活性,KCl部分替换NaCl导致NaCl的抗菌活性降低、微生物活动增加,酶的活性提高,且加上多不饱和脂肪酸较饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸稳定性差,最终导致替代组PUFA降解程度增加[6]。

表3 KCl部分替代NaCl对腊肉游离脂肪酸组成的影响 单位:%

3 结论

KCl部分替代有利于降低腊肉的NaCl含量,改善腊肉的抗氧化特性,从而更利于产品贮藏;同时,KCl替代改变了脂肪酸含量及组成,且替代比达30%以上时,磷脂、游离脂、MUFA及PUFA含量变化与替代比间存在一定相关性。鉴于加工过程中脂肪含量、组成变化是腊肉形成风味的重要因素,因此,后续还需进一步研究不同替代比KCl带来的脂肪酸组成变化与具体风味的相关性。

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