柠檬酸钠协同碳酸氢钠替代磷酸盐对法兰克福香肠品质的影响

赵宏蕾，辛 莹，刘美月，常婧瑶，孔保华，刘 骞

（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030）

磷酸盐（Phosphate，P）是目前广泛应用于乳化肉糜制品中的保水剂，其能增加肌原纤维蛋白分子间的静电斥力，使蛋白质分子之间的结构变得疏松，提高产品的持水能力、持油能力，并起到改善肉制品质构特性以及感官特性的作用[1−2]。但近年来，肉制品中磷酸盐的含量普遍过高，其导致的食品安全问题正在逐渐引起消费者对健康饮食的关注[3]。按照国家标准GB 2760-2014规定[4]，肉制品中磷酸盐的最大添加量为5 g/kg。除去外部添加的磷酸盐，生鲜原料肉本身也会含有部分磷，故各大肉制品生产企业即使按照GB 2760-2014添加磷酸盐时，也可能会超出国标GB 2726-2016中磷酸盐≤5 g/kg的检出限量[5]。许多证据表明了磷酸盐摄入量过多会危害消费者的健康，如磷酸盐摄入量过多会造成机体的钙流失，进而影响机体的钙磷平衡[6−8]。此外，磷酸盐摄入量过多可导致神经系统疾病、机体造血障碍以及甲状旁腺机能亢进等疾病，并有可能使患者的死亡风险增加20%～40%[9−10]。因此，如何减少肉制品中磷酸盐含量的同时保持肉制品多汁的口感逐渐成为肉类行业的热点研究。

近年来，为降低肉制品中磷酸盐的添加量，研究人员通常采用的方法是添加天然物质（如大米淀粉、奇亚籽多糖、柑橘纤维以及冬菇粉等）部分替代磷酸盐[11−14]，但此类天然磷酸盐替代物会对最终产品的感官特性产生一定的负面影响，如产品会发渣、发干等。因此，为生产口感更好、消费者更为青睐的乳化肉糜制品，研究人员采用碳酸氢钠、柠檬酸钠等复配无磷保水剂来替代肉制品中全部的磷酸盐以提升产品的品质特性[15]。其中，碳酸氢钠（Sodium Hydrogen Carbonate，SHC）能够提高肌肉的pH，使肌原纤维蛋白偏离其等电点（pI=5.5左右），导致蛋白质之间的静电排斥力增加，故蛋白质结构变得松弛，水分进入蛋白质分子之间的空隙，提高了产品的持水能力[16]；而柠檬酸钠（Sodium Citrate，SC）通过阴离子基团螯合肌肉蛋白中的金属离子（例如Ca2+、Mg2+、Fe2+等）形成稳定的环状螯合物，形成了均一、致密的三维网状结构，起到持水的效果[17]。碳酸氢钠与柠檬酸钠协同作用能够达到较好的替代磷酸盐的效果，但添加量过多会导致肉制品产生酸味、涩味等不良气味，掩盖了产品原有的特定风味[18]。当碳酸氢钠添加量为0.2%（w/w）时可部分替代产品中的磷酸盐，但其会对产品的口感造成一定负面影响，而柠檬酸钠复配碳酸氢钠可在一定程度上增加产品的感官特性[19]。故本文主要研究在添加0.2%（w/w）碳酸氢钠的基础上，复配添加量为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%和0.3%（w/w）的柠檬酸钠以生产无磷保水剂，以达到与添加0.4%（w/w）磷酸盐的法兰克福香肠口感相似的效果，为生产更安全、更健康型无磷保水剂的制备提供良好的思路[20]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

猪瘦肉、鸡胸肉、脂肪、食盐、亚硝酸钠、香辛料、肠衣 哈尔滨比优特超市；碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸盐、异抗坏血酸钠 河南糖柜食品有限公司。

GL-21M冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；HH4型恒温水浴锅 上海力辰邦西仪器科技有限公司；FE20K型pH计 上海梅特勒-托利多仪器设备有限公司；ZE-600色差计 日本色电工业株式会社；TA-XT plus型质构仪 英国 Stable Micro System公司；*MesoMR23-060H-I核磁共振成像分析仪 苏州纽迈分析仪器股份有限公司；SA402B电子舌 日本INSENT公司；PEN3电子鼻 德国AIRSENSE公司；S-3400N扫描电镜 日本HITACHI公司。

1.2 实验方法

1.2.1 法兰克福香肠的制备与工艺流程 参照姜帅等[21]的方法制备法兰克福香肠，工艺流程如下：

原料的选择→猪瘦肉、鸡胸肉以及脂肪绞碎→4 ℃冷藏→斩拌成肉糜→灌制→干燥→烟熏→蒸煮→冷却→成品

本研究的法兰克福香肠处理组如表1所示，分为磷酸盐添加量为0.4%（w/w）的对照组、不添加磷酸盐的处理组、0.2%（w/w）碳酸氢钠协同0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%（w/w）柠檬酸钠的处理组。其中表1标明了各处理组的柠檬酸钠协同碳酸氢钠的添加量。

表1 柠檬酸钠协同碳酸氢钠的添加量Table 1 Compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate

其中以磷酸盐添加量为0.4%（w/w）的对照组配方为例：主料5000 g（其中猪瘦肉1375 g，鸡胸肉1375 g，脂肪1250 g，碎冰1000 g），食盐75 g，亚硝酸钠0.5 g，复合磷酸盐20 g，香辛料60 g和异抗坏血酸钠5 g。制备步骤为：猪瘦肉、鸡胸肉以及脂肪分别绞碎备用、制备碎冰备用；将猪瘦肉、鸡胸肉、食盐、磷酸盐、亚硝酸钠和50%碎冰共同斩拌2 min；继续加入脂肪、剩余碎冰和香辛料斩拌2 min；再加入异抗坏血酸钠斩拌1 min停止斩拌。经灌装、干燥、烟熏和蒸煮后，将香肠真空包装并置于4 ℃冰箱冷藏。其余处理组均不添加磷酸盐，并按表1添加量添加，制作步骤与磷酸盐添加量为0.4%的对照组香肠相同。

1.2.2 蒸煮损失和乳化稳定性测定 蒸煮损失测定参考Álvarez等[22]的方法略有改动，取30 g生肉糜于离心管中，以3500 r/min转速冷冻离心5 min，后置于75 ℃恒温水浴锅，加热30 min后取出倒置2 h。计算公式如（1）所示：

乳化稳定性测定参考Colmenero等[23]的方法略有改动，将蒸煮后离心管中所得的液体全部倒入铝盒中，将铝盒置于105 ℃烘箱中加热至恒重。计算公式如（2）所示：

1.2.3 pH测定 取2 g左右肉糜与20 mL蒸馏水混合，静置30 min后过滤，测定滤液的pH。

1.2.4 颜色测定 参考Choe等[24]的方法，L*值（Lightness，L*值）、a*值（Redness，a*值）和b*值（Yellowness，b*值）分别代表样品的亮度值、红度值和黄度值。采用白色标准板（L*=95.26，a*=−0.89，b*=1.18）校准，选择O/D测试头进行颜色测定。

1.2.5 质构测定 取整根法兰克福香肠进行质构测定。探头型号为P/2，并采用质地剖面分析（Texture profile analysis，TPA）模式测试，测定法兰克福香肠的硬度、弹性、回弹性、咀嚼性、黏聚性和紧密性。

1.2.6 低场核磁共振测定 参考Han等[25]的方法，仪器测定自旋-自旋弛豫时间T2，弛豫时间分量表示为T2b、T21和T22，相关峰面积比例分别表示为P2b、P21和P22，并进行香肠的切面核磁成像，保存成像图片。

1.2.7 硫代巴比妥酸值（Thiobarbituric acid value，TBARS值）测定 参考Wang等[26]，取2.0 g左右的样品加入3 mL的硫代巴比妥酸溶液、17 mL的三氯乙酸-盐酸溶液，混合摇匀后沸水浴加热30 min，冷却后取4 mL溶液加入4 mL氯仿混匀，然后以3000 r/min离心10 min，取上清液在532 nm波长处测定吸光度。测量样品第1、7、14、21 d的溶液吸光度，以样品溶液中含有的丙二醛质量计，计算公式如（3）所示：

其中：532 nm为溶液的吸光度；m为样品的质量，g；9.48为常数。

1.2.8 感官评价 由 20 名感官小组成员进行评估，评分细则如表2 所示。每组选择 2～3根长度均一的法兰克福香肠置于直径为 25 cm 的托盘中，并于 800 W功率下微波加热 30 s，将加热后的法兰克福香肠切片，并放在随机编码的 3 位数的白板上，然后将所有样品立即交予小组成员。此外，另向成员提供直饮水以避免混淆不同样品之间的味道[27]。

表2 法兰克福香肠感官评分细则Table 2 Sensorial evaluation scores of frankfurters

1.2.9 电子鼻测定 取 3 g 样品密封放置 1 h 进行电子鼻测定。测定参数如下：采样时间间隔 1 s，预采样时间 5 s，自清洗时间 100 s，进量流量 300 mL/min，样品测定时间 90 s。电子鼻配有 10 个传感器：W1C（芳烃物质）、W5S（氮氧化合物）、W3C（氮类，芳香组分）、W6S（氢化物）、W5C（芳香烯烃，极性化合物）、W1S（烷类化合物）、W1W（硫化物）、W2S（醇类、醛酮类）、W2W（含硫有机物，芳香组分）和 W3S（长链烷烃）。

1.2.10 电子舌测定 参考 Yin 等[28]的方法略有改动。将 50 g 样品与 250 mL 蒸馏水混合，在 40 ℃下水浴 30 min，放入绞肉机搅拌 1 min，后在5000 r/min下离心10 min，最后过滤取滤液80 mL用SA402B电子舌仪器检测，样品测定时间为30 s。电子舌配有5 个传感器：鲜味、涩味、咸味、酸味和苦味。

1.2.11 扫描电镜 扫描电镜参考Wu等[29]的方法略有改动。将法兰克福香肠切块后用磷酸盐缓冲溶液（pH 6.8）固定，移至2.5% 戊二醛溶液中固定，再用上述磷酸盐缓冲液清洗三次样品，再将所有样品分别用50%、70%和90%的乙醇脱水，然后转移到乙醇和叔丁醇（v:v=1:1）混合溶液，最后转移到纯叔丁醇中。所有样品冷冻干燥处理后涂层，扫描图像放大至1000倍观察样品。

1.3 数据处理

共三批次重复试验，每次试验均选 3 个平行测定所有指标，结果以平均值±标准差表达。数据统计分析采用 Statistix 8.1软件，差异显著性（P<0.05）分析使用 Tukey HSD 程序。绘图采用 Origin 2018软件和R version4.0.3软件。

2 结果与分析

2.1 蒸煮损失和乳化稳定性

蒸煮损失和乳化稳定性是决定法兰克福香肠品质和感官特性的重要指标，其中蒸煮损失反映了在加热过程中的水分及脂肪结合能力。由表3 可知，未添加磷酸盐的对照组与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐的法兰克福香肠中释放出更多的水分和脂肪。张雪莹等[30]认为，未添加磷酸盐的肉制品不能充分提高肌肉的pH以及离子强度，未能形成一个更致密、稳定的肌肉蛋白三维网状凝胶结构，故经过热处理后的产品蒸煮损失升高。本研究测得法兰克福香肠的蒸煮损失随柠檬酸钠添加量的增加显著呈现下降的趋势（P<0.05），且均较磷酸盐添加量为0.4%的对照组蒸煮损失低，分别较磷酸盐添加量为0.4% 的对照组蒸煮损失降低0.94%、1.60%、1.82%、2.34%和2.42%，这表明柠檬酸钠协同碳酸氢钠显著提高了法兰克福香肠的持水能力（P<0.05）。此外，Ruusunen等[31]也指出，柠檬酸钠协同碳酸盐可以修饰肌原纤维蛋白的结构，其可能促进了极性基团与水、非极性基团与脂肪之间的相互作用。

乳化稳定性同样能够反应法兰克福香肠中肌肉蛋白的水分结合能力以及脂肪结合能力。如表3所示，未添加磷酸盐的处理组与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐的产品的水分损失和脂肪损失显著升高（P<0.05），这意味着未添加磷酸盐导致法兰克福乳制品的乳化稳定性降低，原因在于未添加磷酸盐时，食盐不能同其产生协同作用，弱化了盐溶性肌纤维蛋白的溶解度，继而降低肉制品的持水能力[32]。此外，本研究测得香肠的乳化稳定性随柠檬酸钠添加量的增加而增强，均较0.4%磷酸盐添加量的对照组乳化稳定性高（P<0.05），其原因在于添加无磷保水剂的产品，其肌原纤维蛋白在斩拌过程中充分混合，提高法兰克福香肠的乳化稳定性。张杰等[33]也指出，添加柠檬酸钠等无磷保水剂可以显著增加肌肉中的离子强度，促进肉糜的乳化稳定性，研究结果与本文结果趋势相一致。

表3 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响Table 3 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on cooking loss and emulsion stability of frankfurters

2.2 pH

pH对肉糜类制品的乳化稳定性和凝胶特性有很大的影响，当肉制品的pH在6.5～7.6间时，产品的乳化稳定性和凝胶特性较好，品质较好[34]。如图1所示，未添加磷酸盐的处理组与磷酸盐添加量为0.4%的对照组相比，未添加磷酸盐的产品pH显著偏低（P<0.05），肉制品的持水能力降低。此外，所有添加柠檬酸钠协同碳酸氢钠的样品pH均高于磷酸盐添加量为0.4%的对照组，并随着柠檬酸钠添加量的增加呈现上升趋势（P<0.05）。尚校兰等[35]指出，添加柠檬酸钠等无磷保水剂会引起的蛋白质结构的变化，促进细胞结构中离子的释放，导致离子官能团位置的变化，有效改变肉制品的pH。

图1 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠pH的影响Fig.1 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on pH-value of frankfurters

2.3 颜色

颜色是评价法兰克福香肠感官特性的重要指标之一。其中各处理组法兰克福香肠的颜色参数如图2所示。未添加磷酸盐的处理组与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐的处理组的L*值较低，b*值较高（P<0.05），a*值差异不显著（P>0.05）。Choe等[24]的研究表明，较低的持水能力、持油能力的乳化肠通常会降低产品的L*值以及提高产品的b*值，其与本实验的研究结果相一致。此外，所有添加柠檬酸钠协同碳酸氢钠的样品与磷酸盐添加量为0.4%对照组的L*值、a*值和b*值相近。但据Holmer等[36]提出向牛肉样本中添加柠檬酸盐可能会阻止氧合肌红蛋白向高铁肌红蛋白的转化，并未观察到明显的颜色变化，其与本实验结果不同的原因在于本实验复配的无磷保水剂在添加柠檬酸钠的同时，所添加的碳酸氢钠会显著（P>0.05）提升产品的L*值和a*值。总之，上述结果意味着柠檬酸钠协同碳酸氢钠可改善无磷法兰克福香肠的颜色。

图2 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠颜色的影响Fig.2 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on colors of frankfurters

2.4 质构

质构是评价法兰克福香肠品质特性的重要指标之一。如表4所示，与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐的处理组具有更高的硬度和咀嚼性，以及更低的致密性和弹性（P<0.05）。Glorieux等[37]提出，较高的蒸煮损失会导致乳化肉制品硬度和咀嚼性的提高，其研究的结果与本文的结果相一致。此外，随着柠檬酸钠添加量的增加，法兰克福香肠的硬度和咀嚼性越低（P<0.05），这说明样品的蒸煮损失越小，水分或脂肪结合能力越强。此外，随着柠檬酸钠添加量的增加，法兰克福香肠的弹性和致密性呈现先增加后降低的趋势。据Cichoski等[38]报道，产品的弹性和致密性是影响乳化肉制品品质的关键因素，且在碳酸氢钠添加量为0.2%协同柠檬酸钠添加量为0.15%时的处理组与磷酸盐添加量为0.4%的法兰克福香肠的弹性和致密性相近（P<0.05）。

表4 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠质构特性的影响Table 4 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on texture characteristics of frankfurters

2.5 低场核磁共振

低场核磁共振结果能够提供法兰克福香肠内部不同状态水分的分布以及流动性的相关信息[39]。表5显示不同处理组的法兰克福香肠的弛豫时间，即结合水（T2b）、不易流动水（T21）和自由水（T22）及其相应的峰面积比结合水（P2b）、不易流动水（P21）和自由水（P22）。如表5所示，虽然各组间T2b、T21和T22的变化没有明显的差异性或规律性，但各弛豫时间相应的峰面积比例P2b、P21和P22有显著变化（P<0.05）。与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐的处理组的P22略高，这说明由于法兰克福香肠中磷酸盐添加量的降低，会使更多的自由水被释放出来。此外，随着柠檬酸钠添加量的增加，结合水比例（P2b）和不易流动水比例（P21）分别呈现先上升后下降的趋势，自由水比例（P22）呈现先下降后上升的趋势，且在碳酸氢钠添加量0.2%且柠檬酸钠添加量为0.15%时，法兰克福香肠的不易流动水的所占比例最高，自由水的所占比例最低。这归因于柠檬酸钠与碳酸氢钠的协同增效作用，使肌肉蛋白质分子相互交错缠绕形成三维网状结构，其能够固定自由流动的水分子[40]。结果可通过图3低场核磁呈像照片得到证实，如图3所示，与磷酸盐添加量0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐处理组的核磁呈像图片颜色较浅，其不易流动水比例也较磷酸盐添加量为0.4%的处理组低。此外，碳酸氢钠添加量为0.2%协同柠檬酸钠添加量为0.15%的法兰克福香肠的低场核磁呈像图片颜色最深，代表此时法兰克福香肠的持水能力最强。

表5 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠弛豫时间及相应峰面积比例的影响Table 5 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on relaxation time and the corresponding peak area proportions of frankfurter

图3 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠核磁成像的影响Fig.3 Effect of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonateon nuclear magnetic imaging of frankfurters

2.6 硫代巴比妥酸值（Thiobarbituric acid value，TBARS值）

脂质氧化是可能损害法兰克福香肠品质特性的重要因素，TBARS值可以反映脂肪的氧化程度。据表6所示，随着柠檬酸钠添加量的增加，各处理组产品的TBARS值均在增加，且随着贮存时间从1 d增加到21 d，各处理组产品的TBARS值也在逐渐增加（P<0.05）。这说明随着柠檬酸钠添加量的增加，不饱和脂肪酸的含量也会随之增加，不饱和脂肪酸在氧化酸败的过程中产生的丙二醛不断积累，导致法兰克福香肠的TBARS值增大，产品的脂质氧化也随之增加。据于淑池等[15]报道得知，人体可接受的TBARS值的阈值约为1 mg/kg，若超过该阈值，肉制品的不良氧化气味便可以通过感官预知。如表6所示，各处理组除贮藏21 d的法兰克福香肠外，其余各组TBARS值均未超出上述阈值。据Estévez等[41]报道称脂质氧化是降低肉制品整体可接受度的主要因素。本研究测定的TBARS值除贮藏21 d的产品外，其余各处理组和各时间段的TBARS值均低于上述阈值，产品处于一定的可接受范围内。

表6 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠TBARS值的影响Table 6 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on TBARS values of frankfurter

2.7 感官评价

感官评价结果反映消费者对法兰克福香肠的整体可接受度。如表7所示，未添加磷酸盐处理组的法兰克福香肠较磷酸盐添加量为0.4%处理组的法兰克福香肠的感官评分低（P<0.05），其内部色泽、致密性和整体可接受性评分均低于磷酸盐添加量为0.4%处理组的香肠。Tamm等[42]认为，若乳化肉糜制品中磷酸盐的添加量较低，肌原纤维蛋白不能有效地结合肉制品中的金属离子，影响肉蛋白三维凝胶网络的形成，导致肉制品的整体可接受度下降。此外，随着柠檬酸钠添加量的增加，产品的风味、多汁性和整体接受性等均呈现先上升后下降的趋势，且碳酸氢钠添加量为0.2%协同柠檬酸钠添加量为0.15%时的无磷法兰克福香肠的感官评价得分最高。Holmer等[36]指出，添加柠檬酸钠等无磷保水剂可以有效提高乳化肉糜制品的感官评价得分，但在柠檬酸钠添加量过多时，产品会产生酸味、涩味等不良风味，感官评分也会随之变低[18]。总之，碳酸氢钠添加量为0.2%协同柠檬酸钠添加量为0.15%时可在一定程度上提高法兰克福香肠的感官特性。

表7 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠感官评价的影响Table 7 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on sensorial evaluation of frankfurters

2.8 电子鼻

电子鼻是一种仿生的嗅觉分析技术，可以快速以及灵敏地实现对样品中挥发性气味信息进行全面评估[43]。由图4A可知，传感器W2S和W3S的响应值在未添加磷酸盐的处理组样品中较大，尤其是W3S，这说明其样品中含有较多的长链烷烃等物质，可能与其未添加磷酸盐有关，产品未能充分螯合肉蛋白间的金属离子导致法兰克福香肠持水能力变差，产品的风味以及整体接受度有所降低[44]。传感器W1C、W3C和W5C的响应值在磷酸盐添加量为0.4%的处理组和0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量处理组中差异不显著（P<0.05），这说明两组法兰克福香肠中含有大量芳香成分（芳烃物质和芳香氮类组分等物质）。由图4B可知，第1和第2主成分的方差贡献率分别为64.6%和20.8%，累计方差贡献率为85.4%（>85%）。此外，磷酸盐添加量为0.4%的处理组和0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量的处理组分布在第1主成分的正轴，而其他处理组分布在第1主成分的负轴，说明处于正轴的处理组和处于负轴的样品气味相差较大。其中，磷酸盐添加量为0.4%的处理组和0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量处理组相互靠近（其中包括W3C、W5C、W5S、W1W和W6S等挥发性物质），这说明这两个处理组的整体气味相近。

图4 法兰克福香肠电子鼻分析Fig.4 Analysis of electronic nose of frankfurters

2.9 电子舌

电子舌是一种仿生味觉分析仪器，其能基于人工味觉传感器阵列脂膜电势的变化，能够客观地反映食品滋味的变化[45]。由图5A可知，未添加磷酸盐的法兰克福香肠的苦味和咸味最高，且产品的丰富度较低，其原因在于磷酸盐含量降低的产品持水能力差，产品的整体可接受度有所降低[46]。此外，随柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量的增加，法兰克福香肠的滋味、鲜味以及丰富度呈现升高的趋势，其在0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量时与磷酸盐添加量为0.4%的处理组无显著性差异（P>0.05）。且其余滋味（苦味、涩味、回味-A和回味-B）在各个处理组间并无显著性差异（P>0.05）。此外，由图5B可知，第1和第 2 主成分的方差贡献率分别为72.4%和18.3%，累计方差贡献率为90.7（>85%），这表明第1主成分负半轴产品的酸味贡献较大，而第1主成分正半轴产品的丰富度、咸味、苦味、涩味、回味-A、回味-B以及鲜味的贡献较大，其中磷酸盐添加量为0.4%的处理组和0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量处理组相互靠近，这说明这两个处理组的整体滋味相近。

图5 法兰克福香肠电子舌分析Fig.5 Analysis of electronic tongue of frankfurters

2.10 层次聚类分析（Hierarchical Cluster Analysis，HCA分析）

HCA分析是一种有效的分析方法，清晰地描述不同样本之间的多变量相关程度。HCA分析结果一般以热图的形式表示，其可以明确地表现出不同样本之间的接近程度以及相关关系。如图6所示的层次聚类结果表明，在聚类1中，未添加磷酸盐处理组的产品的质构特性（弹性和致密性）、L*值、a*值、b*值和感官参数（多汁性、内部颜色、风味和整体可接受性）发生下调的变化，而未添加磷酸盐的处理组和在0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量时出现上调的变化。此外，在聚类2中，未添加磷酸盐处理组的乳化稳定性、蒸煮损失、质构特性（硬度、咀嚼性和回复性）出现了明显的上调趋势，但磷酸盐添加量为0.4%的处理组和0.2%碳酸氢钠添加量、0.15%柠檬酸钠添加量时在这些方面有明显的下调趋势。此外，各处理组层次聚类分析结果显示，在碳酸氢钠添加量为0.2%且柠檬酸钠添加量为0.15%时与磷酸盐添加量为0.4%的处理组同组，这说明此时无磷法兰克福香肠的品质与含0.4%磷酸盐的法兰克福香肠的品质相似。

图6 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠HAC分析的影响Fig.6 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on HAC analysis of frankfurters

2.11 扫描电镜

扫描电镜可以观察法兰克福香肠的微观结构，如图7所示，与磷酸盐添加量为0.4%的处理组相比，未添加磷酸盐处理组的产品肌肉蛋白凝胶网络不紧凑、不均匀，并存在一些较大的孔洞，水分通过孔洞流失较多，法兰克福香肠的持水能力会有所下降。在所有柠檬酸钠协同碳酸氢钠的处理组中选取效果最好的一组（SHC 0.2%/SC 0.15%）进行微观结构分析，结果表明0.2%碳酸氢钠添加量协同0.15%柠檬酸钠添加量的处理组肌肉蛋白网状结构孔径明显减小，法兰克福香肠可以保持更多的水分。其原因在于柠檬酸钠协同碳酸氢钠能更好地螯合肌动球蛋白中的金属离子，形成了均一、紧致的三维网状结构，提高肉制品的持水能力[47]。Zhou等[48]的研究也表明，柠檬酸盐等保水剂显著促进了蛋白质分子间的相互作用，形成更均匀的肉蛋白网络，提高产品的持水能力。

图7 柠檬酸钠协同碳酸氢钠添加量对法兰克福香肠扫描电镜图像的影响（50.0 μm）Fig.7 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on scanning electron microscopy images of frankfurters (50.0 μm)

3 结论

柠檬酸钠协同碳酸氢钠可以替代法兰克福香肠中传统的磷酸盐，且在0.15%（w/w）柠檬酸钠添加量协同0.2%（w/w）碳酸氢钠的添加量时为最佳，改善了法兰克福香肠的致密性、多汁性以及整体接受性。而柠檬酸钠协同碳酸氢钠的添加量过多会造成法兰克福香肠硬度、风味和整体可接受度下降。因此，柠檬酸钠协同碳酸氢钠可以作为无磷保水剂应用于乳化肉糜制品中，改善产品的品质特性以及感官特性。未来的研究也可在柠檬酸钠协同碳酸氢钠的基础上，进一步复配亲水胶体以提升法兰克福香肠品质。