KCl部分替代NaCl对腊肉脂肪氧化和脂肪酸变化的影响

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。