海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠品质的影响

吴九夷，姚文晶，曹传爱，王美娟，孔保华，刘 骞

（东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

肉制品中含有大量人体必需氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质等，具有很高的营养价值[1]。然而肉制品中含量过高的脂肪不仅能导致肥胖，还能对人体心脑血管造成危害[2]。与此同时，肉制品中过高的食盐含量也会增加人体患高血压、心脑血管疾病和中风的风险[3]。世界卫生组织已经提出倡议，建议每人每日减少高脂肪肉制品的摄入，且成年人每日摄入钠含量不应超过2 g，儿童摄入量应更少[4-5]。近几年调查显示，减肥人群和健身人群的数目与日俱增，他们的需求不仅是低脂低盐，而是希望食用“零脂”低盐的肉制品[6]，这样既保证了营养需求，又不会给身体带来危害，因此开发低脂低盐肉制品意义重大。

脂肪和食盐在肉制品中都扮演着极其重要的角色。脂肪可以改善肉制品质地、提高肉制品的保水能力、减少蒸煮损失、增加乳化稳定性，还对肉制品风味和滋味有积极影响[7]。食盐能溶解肌肉中的肌原纤维蛋白，促进蛋白质的水合作用，增加肉制品的致密性，降低蒸煮损失，增加乳化稳定性[8-9]。所以不添加脂肪的同时降低食盐添加量，必定会影响产品的品质，因此寻求能够代替脂肪和食盐的物质，为产品带来更好的口感和致密的组织结构是目前开发低脂低盐肉制品所面临的问题。

膳食纤维是指不易被人体消化吸收的，以多糖类为主的大分子物质的总称，是由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体[10]。膳食纤维能降低胆固醇水平，改善葡萄糖耐量和胰岛素反应，降低高脂血症和高血压，并有助于胃肠道健康[11]，是21世纪食品工业中最受关注、具有特殊保健功能的食品原料[12]。在肉制品开发中，膳食纤维已被用作脂肪替代物，Ferjančič等[13]使用菊粉、燕麦纤维开发低脂鸡肉博洛尼亚香肠，结果表明添加3%的膳食纤维能够有效替代香肠中50%的脂肪。Zhao Dingwei等[14]研究猕猴桃膳食纤维对低脂猪肉丸理化性质的影响，发现猕猴桃膳食纤维有很好的持水、持油能力，对肉丸的营养成分、肉丸的品质和感官特性均有明显改善。海藻膳食纤维是从海洋藻类中提取的一种天然膳食纤维，相比其他膳食纤维，海藻膳食纤维生产原料丰富，价格低廉，具有很好的商业价值。然而至今为止，对海藻膳食纤维在肉制品中的研究仍然很匮乏。本实验旨在以低脂低盐鸡肉肠为研究对象，探讨不同添加量（0.5%、0.75%、1%、1.25%、1.5%、1.75%）的海藻膳食纤维对其食用品质的改善效果，为开发健康肉制品提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡胸肉 哈尔滨延大食品有限公司；胶原蛋白肠衣（直径20 mm） 广东德福龙生物科技有限公司；KD227海藻膳食纤维 上海北连生物科技有限公司；复合磷酸盐（三聚磷酸盐、焦磷酸盐、六偏磷酸盐按照同等质量比混合而成）、异抗坏血酸钠 厦门市顶为味兴业香料发展有限公司；食盐 中盐东兴盐化股份有限公司；香辛料 江苏省泰州市香之源食品有限公司。

1.2 仪器与设备

AL-104-精密电子天平 广州森美特轻工机械制造有限公司；FE20K型pH计 上海梅特勒-托利多仪器设备有限公司；GL-21M冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；ZE-600色差计 日本色电工业株式会社；TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro System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；DHD-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；BYXX-50烟熏箱 浙江杭州艾博机械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低脂低盐鸡肉法兰克福香肠制作

制作流程：原料肉解冻→粗绞→斩拌→灌肠→烘干→烟熏→蒸煮→冷却→包装。

实验配方如表1所示，对照组海藻膳食纤维添加量为0%，实验组为0.5%、0.75%、1%、1.25%、1.5%、1.75%；其他辅料添加量均相同。

表1 不同海藻膳食纤维添加量的低脂低盐鸡肉法兰克福香肠配方Table 1 Formulations of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different seaweed dietary fiber contents

具体操作：1）将鸡肉搅碎备用、制好碎冰备用；2）将鸡肉和盐、磷酸盐、1/2碎冰混合斩拌1 min；3）加入海藻膳食纤维和剩余碎冰斩拌1 min；4）加入香辛料斩拌1 min；5）加入异抗坏血酸钠斩拌30 s即可进行灌肠步骤。

1.3.2 蒸煮损失的测定

参考Tahmasebi等[15]的方法，称取35 g左右搅碎的样品放入离心管中，以3500 r/min离心5 min排除管内气泡，将离心后的样品放在75 ℃水浴锅中加热30 min，然后取出离心管倒置于铝盒中约1 h，蒸煮损失按式（1）计算：

1.3.3 乳化稳定性的测定

参考Bolger等[16]的方法，将蒸煮损失测定中蒸煮损失的液体（离心管倒立1 h）倒入铝盒中，水分损失为蒸煮损失的液体在105 ℃烘箱中加热16 h烘干后减轻的质量，而脂肪损失为蒸煮损失的液体烘干后剩余的样品质量，水分损失率和脂肪损失率按照式（2）、（3）计算：

1.3.4 色泽的测定

将4 ℃贮藏的香肠放置在室温（20～22 ℃）下平衡1 h，用料理机搅拌约10 s。用色差计测定香肠的L*值、a*值和b*值，其中L*、a*、b*分别表示样品的亮度值、红度值和黄度值。每个样品分别测定3 次，取平均值。白板色度值L*值为96.22，a*值为6.03，b*值为15.06，选择O/D测试头。

1.3.5 pH值的测定

参照GB 5009.237—2016《食品pH值的测定》[17]，取1.00 g搅碎的样品与10 mL的蒸馏水混合，玻璃棒搅拌均匀，室温下放置30 min，取滤液，利用pH计测定pH值。

1.3.6 质构的测定

参考Zhang Fengxue等[18]的方法，将4 ℃贮藏的香肠放置在室温（20～22 ℃）下平衡1 h，每组样品做10 个平行。测试参数如下：测试前速率1.5 mm/s，测试速率1.5 mm/s，测试后速率10 mm/s，压缩比50%，触发力15 g，探头型号为P/2。

1.3.7 扫描电子显微镜

采用扫描电镜对香肠试样的微观结构进行分析。参考Maqsood等[19]的方法，稍有改动。2～3 mm厚的香肠样品被固定在3%戊二醛溶液中过夜。样品在0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH 7.2）中冲洗1 h，然后在50%、60%、70%、80%、90%和100%梯度乙醇系列中脱水。样品经冷冻干燥后保存在密封容器中。干燥的样品安装于青铜短柄上，并镀上一层金，观察。

1.3.8 电子鼻的测定

参考赵宏蕾等[20]的方法，取3 g样品放于顶空瓶内，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（苯类物质，芳香组分）、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）。

1.3.9 电子舌测定

参考Yin Xiaoyu等[21]的方法略有改动。将50 g样品与250 mL蒸馏水混合，在40 ℃条件下水浴30 min，放入绞肉机搅拌1 min，后在5000 r/min离心10 min，最后过滤取滤液80 mL用电子舌检测，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。

1.3.10 感官评定

由10 名具有食品感官评定经验的人员组成评定小组对香肠色泽、弹性、致密性、风味、整体可接受性进行评分，满分为7 分（颜色：7为黄色，1为棕色；致密性、多汁性、弹性、硬度、风味、总体可接受性：7为非常满意，1为非常不满意），评分标准如表2所示。评定人员品尝不同组香肠之前要用矿泉水漱口，以免影响结果。

表2 低脂低盐鸡肉法兰克福香肠感官评定标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of low-fat and low-salt chicken frankfurters

1.4 数据处理

2 结果与分析

2.1 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响

蒸煮损失反映了肉制品在蒸煮过程中保水和保油的能力。这与肉制品中脂肪含量有关[22]。减少蒸煮损失不仅能改善肉制品的品质，还具有重大的商业价值。由表3可知，与对照组相比，实验组的蒸煮损失显著减少（P＜0.05），且当海藻膳食纤维添加量从0.5%增加到1.5%时，鸡肉肠的蒸煮损失逐渐减少（P＜0.05），从1.5%增加到1.75%时，蒸煮损失无显著变化（P＞0.05）；此结果表明海藻膳食纤维降低蒸煮损失的能力很强，因为膳食纤维有很多亲水基团，使其具有很强的持水性和膨胀性。Han Minyi等[23]的研究结果与本实验相似，发现添加菊粉、中型纤维素、羧甲基纤维素钠盐、低分子质量壳聚糖、果胶等均能显著减少低脂肉制品的蒸煮损失。

表3 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响Table 3 Effect of seaweed dietary fiber on cooking loss and emulsion stability of low-fat and low-salt chicken frankfurters

乳化稳定性与蒸煮损失有密切联系，主要由水分损失和脂肪损失决定。当蒸煮损失减少时，乳化稳定性则会提高。由表3可知，与对照组相比，实验组的水分损失、脂肪损失、总体汁液损失均显著减少（P＜0.05），且当海藻膳食纤维添加量从0.5%增加到1.75%时，鸡肉肠的水分损失和脂肪损失均逐渐减少（P＜0.05），总汁液损失也随之减少（P＜0.05），从而使鸡肉肠的乳化稳定性显著提高（P＜0.05）。上述结果表明海藻膳食纤维可以有效提高低脂低盐鸡肉法兰克福香肠的乳化稳定性。与本实验研究结果相似，刘英丽等[24]研究发现小麦麸膳食纤维能提高肌原纤维蛋白凝胶的保水性，从而减少水分损失。有关研究表明，海藻膳食纤维的持水性和膨胀性均高于麸皮膳食纤维[25]，因此与其他膳食纤维相比，海藻膳食纤维的持水性和持油性在低脂低盐肉制品中占绝对优势，发展前景广阔。

2.2 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠色差和pH值的影响

由表4 可知，对照组L*值显著高于实验组（P＜0.05），且随着海藻膳食纤维添加量逐渐增大，鸡肉肠的L*值显著降低（P＜0.05）；添加海藻膳食纤维后，鸡肉肠的a*值显著低于对照组（P＜0.05），这可能是因为对照组中无海藻膳食纤维，香辛料的色泽影响了鸡肉肠的a*值；对照组b*值显著高于实验组（P＜0.05），且随着海藻膳食纤维添加量的增加，鸡肉肠的b*值逐渐降低（P＜0.05）。Mendez-Zamora等[26]发现菊粉添加量增加能降低香肠的L*值、b*值、a*值。朱紫玉等[27]发现，随着桔梗粉添加量增加，香肠的L*值降低，b*值升高，a*值无显著差异。研究者们得到不同结论是因为膳食纤维中含有不同色素，因而对产品色泽的影响不同[28-29]。实验结果表明，添加海藻膳食纤维能降低鸡肉肠的L*值、a*值、b*值。对照组pH值显著低于其他组（P＜0.05），且随着海藻膳食纤维添加量的增加，鸡肉肠pH值显著增加（P＜0.05）。Choi等[30]的研究结果与本实验相似，研究发现米糠纤维可以增加低脂肉制品的pH值。

2.3 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠质构特性的影响

由表5可知，与对照组相比，实验组的硬度、回复性、弹性、脆性均显著增大（P＜0.05），咀嚼性和内聚性显著降低（P＜0.05）。这一结果说明海藻膳食纤维可以有效提高鸡肉肠的质构特性，并且由于对照组是低脂低盐、无海藻膳食纤维的产品，质地干硬发渣，导致其咀嚼性和内聚性增大，而添加海藻膳食纤维可以使其得到改善。随着海藻膳食纤维添加量逐渐增加，鸡肉肠咀嚼性和内聚性显著减小（P＜0.05），弹性显著增大（P＜0.05），张莉等[31]将不溶性海藻膳食纤维应用到火腿中，得到相同结论。此外，鸡肉肠硬度随着海藻膳食纤维添加量的增加先增大后降低（P＜0.05），这可能是因为随着海藻膳食纤维的添加，原本干硬发渣的鸡肉肠逐渐富有弹性，从而使硬度降低。张翼飞等[32]将桔梗粉加入香肠中，发现香肠的硬度随桔梗粉的增加先增大后降低，与本实验结果相同。鸡肉肠的回复性和脆性也随着海藻膳食纤维的增加呈先增大后降低的趋势（P＜0.05）。

表5 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠质构特性的影响Table 5 Effect of seaweed dietary fiber on textural characteristics of low-fat and low-salt chicken frankfurters

2.4 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠扫描电子显微镜观察

肉糜凝胶的微观结构呈不规则的多层三维网状结构[33]，由图1可知，与对照相比，添加1.5%海藻膳食纤维的样品电镜表征存在很大差异。由图1A可以看出，对照组的微观结构疏松多孔，水通道交叉在肉糜凝胶内部，阻断了凝胶三维网状结构的形成，使水分流失，造成蒸煮损失增大，使香肠品质变差；从图1B可以看出，肉凝胶的三维网状结构更均匀、更致密，存在更多的小腔室，这样的凝胶结构能锁住更多的水分[34]，使蒸煮损失降低，从而改善香肠品质。李可等[35]也发现竹笋膳食纤维的添加可以有效地吸收凝胶体系中的水分，增加凝胶体系的凝胶强度。

图1 低脂低盐鸡肉法兰克福香肠扫描电镜图（×2000）Fig.1 Scanning electron micrographs of low-fat and low-salt chicken frankfurters (× 2000)

2.5 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠电子鼻的影响

电子鼻可以获取与样品中挥发性化合物相关的综合信息[36]。由图2A可知，与对照组相比，实验组W1C、W2W对芳香物质敏感的传感器响应值较大，对照组W3S、W5S、W6S的传感器响应值较大，并且海藻膳食纤维添加量的增加，其响应值越小，可能是因为海藻膳食纤维中不含氢化物、氮氧类化合物等物质，这些气味被掩盖。所有样品中W3C、W5C的差别不明显。可以看出海藻膳食纤维对肉制品芳香味影响较大，而对其他气味影响较小。对不同海藻纤维添加量的低脂低盐鸡肉法兰克福香肠进行主成分分析（principal component analysis，PCA）（图2B），PC1贡献率为56.4%，PC2贡献率为31.0%，总贡献率为87.4%，说明2 种PC包括鸡肉肠气味物质的大部分信息，且不同鸡肉肠之间风味相互独立[37]，PC1影响大于PC2分。对照组、0.5%、0.75%、1%处理组分布在X轴正半轴，对W1S、W1W、W2S、W6S、W3S、W5S等风味贡献较大，1.25%、1.5%、1.75%处理组分布在X轴负半轴，对W2W、W1C、W3C、W5C等风味的贡献较大；此外，对照组位于第4象限，整体风味与实验组差异较大，1.5%与1.25%处理组相互靠近，说明整体气味相似。

图2 不同海藻纤维添加量的低脂低盐鸡肉法兰克福香肠基于电子鼻的气味分析（A）和PCA（B）Fig.2 Odor radar plot (A) and principal component analysis plot (B) of electronic nose data of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

2.6 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠电子舌的影响

与传统的感官评价相比，电子舌对样品的评价更具客观性和重复性[38]。由表6可知，随着海藻膳食纤维添加量的增加，鸡肉肠的酸味显著减小（P＜0.05），对照组酸味最大（P＜0.05），这一结果与pH值测定结果一致，可能是因为海藻膳食纤维自身呈碱性从而影响鸡肉肠的pH值；涩味和回味-A等不良滋味显著减小（P＜0.05）；咸味、苦味、回味-B、鲜味、丰富度等滋味显著增大，并显著大于对照组（P＜0.05），这一结果表明添加海藻膳食纤维可以改善香肠的滋味，Gullón等[39]用海藻改善低盐肉制品品质，发现海藻能提高低盐肉制品的咸味和鲜味，与本实验结果基本一致。如图3所示，PC1和PC2的贡献率分别为84.3%和12.2%，总贡献率为96.5%，说明2 种PC包括鸡肉肠滋味物质的大部分信息。X轴负半轴的产品对酸味的贡献率大，X轴正半轴的产品对回味-B、回味-A、丰富度、咸味、鲜味、苦味、涩味的贡献率较大。此外，可以看出对照组与其他处理组的总体滋味相差较大，且随着海藻膳食纤维添加量的增加，总体滋味相差越大，而1.5%和1.75%处理组的整体滋味比较相似。

表6 不同海藻纤维添加量的低脂低盐鸡肉法兰克福香肠基于电子舌的滋味分析Table 6 Electronic tongue flavor analysis of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

图3 不同海藻纤维添加量的低脂低盐鸡肉法兰克福香肠基于电子舌的PCAFig.3 PCA plot of electronic tongue data of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

2.7 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠感官评价的影响

由表7可知，对照组的色泽评分显著高于实验组（P＜0.05），且随着海藻膳食纤维添加量的增加，色泽评分显著降低（P＜0.05），这与色差指标的实验结果一致，李璐等[40]也发现膳食纤维能降低火腿的色泽。1.5%、1.75%处理组的致密性、多汁性、风味评分无显著差异（P＞0.05），但显著高于其他处理组的评分（P＜0.05），这主要是因为海藻膳食纤维具有强吸水性，从而使鸡肉肠的致密性和多汁性提高，且通过电子舌结果可知，海藻膳食纤维可以提升鸡肉肠的鲜味和丰富度，所以评价者对风味的评分提高。最后根据总体可接受程度评分可知，1.5%、1.75%处理组的总体可接受程度无显著差异（P＞0.05），并显著高于其他处理组的评分（P＜0.05）。以上结果说明海藻膳食纤维添加量达到1.5%较优。

表7 海藻膳食纤维对低脂低盐鸡肉法兰克福香肠感官评价的影响Table 7 Effect of dietary fiber from seaweed on sensory evaluation of low-fat and low-salt chicken frankfurters

3 结论

在低脂低盐鸡肉法兰克福香肠中加入海藻膳食纤维可以有效改善产品品质，弥补零添加脂肪造成的品质劣变。实验结果表明，当海藻膳食纤维的添加量达到1.5%时，鸡肉肠的蒸煮损失显著降低，硬度、弹性、多汁性、致密性均得到改善，最符合消费者的消费追求。加入海藻膳食纤维后的鸡肉法兰克福香肠不仅能减少人们脂肪的摄入，还能强化膳食纤维，保证人体健康，但其风味仍需进一步改善。