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烟熏液辅助腌制液熏腊肉生产工艺优化及其对产品品质的影响

2024-05-09李军年全威娄爱华刘焱沈清武

肉类研究 2024年2期
关键词:响应面

李军年 全威 娄爱华 刘焱 沈清武

摘 要:為提高液熏腊肉风味品质及生产效率,以液熏腊肉为研究对象,改进烟熏液的传统使用方式,探究烟熏液辅助腌制液熏腊肉的加工工艺。以烟熏液体积分数、烟熏液添加量、腌制时间和烘烤时间为单因素影响因子,感官评分为响应值,进行响应面优化分析,与传统湘西腊肉品质进行对比,并采用偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)对液熏腊肉烘烤过程中滋味物质的变化进行综合评价。结果表明:液熏腊肉最佳工艺条件为烟熏液体积分数70%、烟熏液添加量2%(m/m)、腌制时间4 d、烘烤时间8 d;相比市售湘西腊肉,液熏腊肉具有较高水分含量和亮度值,且食盐和亚硝酸盐含量更低,分别为3.8%和1.20 mg/kg;液熏腊肉感官评分为84.56±1.10;通过滋味活度值分析可得,肌苷酸、鸟苷酸(guanosine monophosphate,GMP)、丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸、组氨酸及腺苷酸是液熏腊肉的主要滋味物质;PLS-DA表明,不同烘烤时间下液熏腊肉滋味物质含量存在差异,瓜氨酸、色氨酸、半胱氨酸、次黄嘌呤、GMP、谷氨酰胺、甘氨酸、异亮氨酸及亮氨酸是影响不同烘烤时间液熏腊肉滋味差异的关键指标。

关键词:液熏腊肉;响应面;游离氨基酸;呈味核苷酸;偏最小二乘判别分析

Optimization of the Production Process of Liquid-Smoked Bacon Using Liquid Smoke-Assisted Curing and Its Impact on Product Quality

LI Junnian, QUAN Wei, LOU Aihua, LIU Yan, SHEN Qingwu*

(College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410000, China)

Abstract: In order to improve the flavor quality and production efficiency of liquid-smoked bacon, the traditional use of liquid smoke was improved and the production process with liquid smoke-assisted curing was optimized by response surface methodology. The independent variables were volume fraction and addition level of liquid smoke, curing time and roasting time. The response was sensory scores. The quality of liquid-smoked bacon was compared with that of traditional bacon from west Hunan province. Partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) was used to evaluate the changes of flavor substances during the roasting of liquid-smoked bacon. The results showed that the optimal process conditions were as follows: adding 2% of liquid smoke at a volume fraction of 70%, curing for 4 days and roasting for 8 days. Compared with commercially available west Hunan-style bacon, liquid-smoked bacon had higher moisture content and brightness value, and lower salt and nitrite contents (3.8% and 1.20 mg/kg respectively), and its sensory score was 84.56 ± 1.10 out of 100 points.

The taste activity value (TAV) analysis showed that inosine monophosphate (IMP), guanosine monophosphate (GMP), alanine, glutamic acid, lysine, arginine, valine, histidine, and adenosine monophosphate (AMP) were mainly responsible for the taste of liquid-smoked bacon. PLS-DA showed that the content of taste substances varied depending on the roasting time, and citrulline, tryptophan, cysteine, hypoxanthine (Hx), GMP, glutamine, glycine, isoleucine, and leucine were the key indexes influencing the differences in the flavor of liquid-smoked bacon with different roasting times.

Keywords: liquid-smoked bacon; response surface methodology; free amino acids; flavor nucleotides; partial least squares-discriminant analysis

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240123-029

中图分类号:TS251.51    文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2024)02-0017-11

引文格式:

李军年, 全威, 娄爱华, 等. 烟熏液辅助腌制液熏腊肉生产工艺优化及其对产品品质的影响[J]. 肉类研究, 2024, 38(2): 17-27. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240123-029.    http://www.rlyj.net.cn

LI Junnian, QUAN Wei, LOU Aihua, et al. Optimization of the production process of liquid-smoked bacon using liquid smoke-assisted curing and its impact on product quality[J]. Meat Research, 2024, 38(2): 17-27. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240123-029.    http://www.rlyj.net.cn

腊肉是猪肉腌制后经烟熏、烘干(或晒干、风干)等工艺加工而成的肉制品[1],因其浓郁的咸香和烟熏味而受到越来越多的关注[2]。我国传统烟熏工艺历史悠久[3],由于传统烟熏腊肉风味诱人且保质期较长,一直以来深受消费者喜爱。腊肉消费需求稳定,市场规模在过去几年呈稳定增长的趋势,根据国家统计局网站数据,截至2022年,我国腊肉市场规模达到194.1亿 元。然而传统烟熏腊肉加工周期长、食盐含量高,难以连续化、机械化生产,产品品质及风味不稳定,并且在产生独特烟熏风味的同时,伴随产生苯并(a)芘等有害物质[4-5]。近年来,随着人们对腊肉安全和独特烟熏风味的重视,采用液熏工艺替代传统烟熏工艺加工腊肉成为重要的发展方向[6-7]。

董雪等[8]研究低钠盐液熏腊肉的烘烤工艺,该液熏腊肉不仅营养健康、风味优良,而且极具市场竞争力;宋忠祥等[9]以食盐添加量、滚揉时间、真空度及烟熏液添加量为因素,优化得到一种风味浓郁且安全的液熏腊肉。

液熏法是一种新型食品加工技术,其原理是将木材干馏产生熏烟冷凝成原始烟熏液,经精制后去除其中的有害物质,使用精制烟熏液加工产品[10]。液熏腊肉与传统烟熏腊肉具有相似的烟熏风味,与传统烟熏工艺相比,液熏腊肉更加绿色、安全、环保,符合我国腊肉产业绿色发展的大趋势[11]。目前,液熏工艺中烟熏液的使用方式主要有浸渍法、喷淋法、涂抹法、雾化法及注射法等,但使用以上方式生产腊肉的工艺较为复杂,并且存在烟熏液消耗大、腊肉内外风味品质不均匀等问题。此外,在腌制过程中,由于高渗透压作用,腌制剂中的物质可以通过扩散和渗透作用发生迁移进入肉制品中,进而达到动态平衡。

因此,本研究以液熏腊肉为研究对象,改进烟熏液使用方式,特别是在腌制阶段添加烟熏液,旨在有效改善工业化生产的液熏腊肉烟熏风味不足及品质不均匀等问题,重点探究烟熏液体积分数、烟熏液添加量、腌制时间及烘烤时间对液熏腊肉理化指标及感官评分的影响;通过感官评分确定液熏腊肉的最佳制作工艺,然后与市售湘西腊肉品质进行对比,同时采用偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)对液熏腊肉烘烤过程中滋味物质的变化进行综合评价,以期为液熏腊肉产品工业化生产及品质提升提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

五花肉、白酒购于湖南农业大学东之源滨湖超市。

C-10烟熏液 美国红箭公司;食用盐 湖南雪天盐业技术开发有限公司;亚硝酸钠(食品级) 四川金山制药有限公司;D-异抗坏血酸纳(食品级) 诸城华源生物工程有限公司;湘西腊肉A 湘西自治州榜爷食品有限责任公司;湘西腊肉B 湖南松桂坊食品科技有限公司;浓盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、硫氰酸钾、硝酸、硝酸银、乙腈、乙醇、盐酸、磷酸缓冲液、硼酸缓冲液、高氯酸溶液、甲醇(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

MJ-LZ225绞肉机 美的股份有限公司;恒温恒湿箱 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;T10匀浆机 德国艾卡公司;RH-6564肉品嫩度测定仪 广州润湖仪器有限公司;Agilent 1100液相色谱仪 美国安捷伦科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 液熏腊肉制备工艺及操作要点

工艺流程:原料肉(五花肉)选取→修整切块→室温晾晒1 h→烟熏液辅助腌制→烘烤→冷却→贮藏。

操作要点:1)原料肉处理:购买经卫生检验合格的新鲜五花肉(杜洛克猪,宰后12 h),剔除多余油脂及碎肉,修整成40 cm×6 cm×6 cm長条状;2)烟熏液配制:使用高度白酒稀释得到不同体积分数烟熏液;3)烟熏液辅助腌制:将经过预处理的五花肉放置在腌制器皿内,配制腌制剂(以五花肉质量计):3.5%食盐、0.15% D-异抗坏血酸钠、0.01%亚硝酸钠、烟熏液,将腌制剂均匀涂抹在肉表面后放入4 ℃恒温恒湿箱进行腌制,每24 h翻面1 次;3)烘烤:原料肉腌制完成后取出放入恒温恒湿箱中,使用高低温循环烘烤,高温烘烤阶段参数为:0~4 h、温度55 ℃、相对湿度70%,低温烘烤阶段参数为:4~8 h、温度5 ℃、不限制湿度[12]。

1.3.2 试验设计

1.3.2.1 单因素试验设计

根据1.3.1节液熏腊肉的制备工艺流程,固定烟熏液体积分数60%、烟熏液添加量3%(m/m)、腌制时间3 d、烘烤时间8 d,分别探究烟熏液体积分数(40%、50%、60%、70%、80%)、烟熏液添加量(1%、2%、3%、4%、5%)、腌制時间(1、2、3、4、5 d)及烘烤时间(4、6、8、10、12 d)对液熏腊肉水分含量、食盐含量、剪切力、成品率、色差及感官评价的影响。

1.3.2.2 响应面试验设计

在单因素试验结果的基础上,选取烟熏液体积分数(A)、腌制时间(B)、烘烤时间(C)为自变量,使用Design-Expert 8.0.6.1软件,运用Box-Behnken设计方法,将液熏腊肉的感官评分作为响应值,设计3因素3水平的响应面试验,优化得到液熏腊肉最佳制备工艺。表1为因素水平设计。

1.3.3 液熏腊肉指标测定

1.3.3.1 水分含量测定

参照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》中直接干燥法测定液熏腊肉样品水分含量。

1.3.3.2 食盐含量测定

参照GB 5009.44—2016《食品中氯化物含量的测定》中佛尔哈德法测定液熏腊肉样品中食盐含量。

1.3.3.3 剪切力测定

将液熏腊肉样品用聚乙烯袋包装并密封,75 ℃水浴加热,待肉样中心温度达到70 ℃时,取出并冷却至室温,用嫩度仪自带的圆形取样器沿与肌纤维平行方向钻取肉样,每个样品至少测定3 次。

1.3.3.4 成品率测定

称取液熏腊肉烘烤前的平均质量m1(kg)及烘烤后的平均质量m2(kg)。成品率按式(1)计算:

1.3.3.5 色差测定

参考周兵等[13]的方法,通过色差仪对液熏腊肉瘦肉部分进行测定。色差仪经黑白校准后,将样品垂直于测样孔,取不同点测试3 次。

1.3.3.6 描述性感官评价

参考Erick等[14]的方法,挑选10 名经过培训的感官评价人员,将液熏腊肉100 ℃蒸煮20 min,取出后切成厚度为4 mm的均匀薄片,要求同时包含瘦肉与肥肉,最后对液熏腊肉的色泽、气味、滋味、组织状态及整体可接受性进行感官评价。感官评价总分=色泽×0.2+气味×0.2+滋味×0.2+组织状态×0.2+整体可接受性×0.2。评分标准如表2所示。

1.3.3.7 苯并(a)芘含量测定

参考GB 5009.27—2016《食品中苯并(a)芘的测定》中的高效液相色谱法。

1.3.3.8 亚硝酸盐含量测定

将腊肉样品切碎后,称取0.5 g(精确到0.000 1 g),按照食品中亚硝酸盐含量检测试剂盒说明书添加提取液和试剂,同时设置空白管、测定管及标准管,酶标仪使用前预热30 min以上,预热后调节波长至540 nm,使用蒸馏水调零后进行检测,每个样品设置3 个平行。亚硝酸盐含量按式(2)计算:

式中:A样品、A空白、A标准分别为样品、空白样品和标准溶液在540 nm波长处的吸光度;m为样品质量/g。

1.3.3.9 游离氨基酸测定

参考Tian Xing等[15]的方法并稍作修改。称取0.1 g研碎的腊肉样品于密封瓶中,加入10 mL 6 mol/L HCl溶液(含1 g/100 mL苯酚),充氮气1 min,封瓶,于110 ℃水解22 h。取出冷却,加水稀释定容至50 mL,取1 mL于95 ℃氮吹至干,准确加入1 mL 0.01 mol/L HCl溶液溶解,过0.22 μm滤膜后上机测定。

上机条件:ZORBAX Eclipse AAA色谱柱(4.6 mm×150 mm,3.5 μm);柱温45 ℃;进样体积20 μL;流速1.0 mL/min;紫外检测波长为338、266 nm。

1.3.3.10 呈味核苷酸测定

参考Guo Qian等[16]的方法并做适当修改,准确称取4.0 g(精确到0.000 1 g)腊肉样品,加入20 mL、4 ℃预冷的体积分数10%高氯酸溶液,均质,冷冻离心(10 000 r/min、4 ℃)15 min,取上清液。沉淀用20 mL体积分数5%高氯酸溶液洗涤,离心(10 000 r/min、4 ℃)15 min,取上清液。合并2 次上清液,用5 mol/L氢氧化钾溶液调节pH值至6.8,用双蒸水定容至100 mL,静置30 min,取上清液用0.22 μm滤膜过滤,溶液上机测定。

色谱条件:Ultimate AQ-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相A为甲醇,流动相B为磷酸盐缓冲液(pH 5.97);流速0.6 mL/min;柱温30 ℃;紫外检测波长254 nm;进样量10 μL。梯度洗脱条件:0.00~14.67 min,100% B;14.67~28.67 min,10% A、90% B;28.67~30.67 min,100% B。

1.3.3.11 滋味活度值(taste active value,TAV)计算

TAV通常反映单一组分对整体滋味的贡献,当TAV<1时,表示该物质对样品的整体滋味贡献较小;当TAV>1时,表示该物质对样品的整体滋味贡献显著,且TAV越大,该物质对整体滋味的贡献越大。TAV按式(3)计算:

式中:Ci、Ti分别为滋味物质i的含量和阈值/(mg/100 g)。

1.4 数据处理

实验结果以平均值±标准差表示,采用SPSS统计软件对数据进行差异显著性分析与检验,采用Origin 2021软件进行绘图,使用SIMCA 14.0软件对样品进行PLS-DA。

2 结果与分析

2.1 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉品质影响的单因素试验

2.1.1 烟熏液体积分数对液熏腊肉品质的影响

高浓度烟熏液不宜直接在肉制品中使用,需要将烟熏液稀释后方可使用。由表3可知,不同烟熏液体积分数制作的液熏腊肉食盐含量无显著变化;液熏腊肉剪切力随烟熏液体积分数增加而逐渐增加。剪切力的大小代表肉制品嫩度[17]。不同烟熏液体积分数制作的液熏腊肉水分含量没有显著变化,成品率随烟熏液体积分数增加而降低。色泽是影响腊肉产品品质的重要因素,随烟熏液体积分数增加,液熏腊肉亮度值(L*)、红度值(a*)和黄度值(b*)逐渐降低,这可能是由于烟熏液体积分数增加,组织内外渗透压增大导致浸入液熏腊肉中的烟熏液含量升高,从而使颜色发生改变。

由图1可知,烟熏液体积分数为70%时,各项指标感官评分均较高。当烟熏液体积分数较低时,由于渗透压较小导致酚类等物质无法充分进入食品中,导致液熏腊肉烟熏风味较淡;当烟熏液体积分数较高时,腊肉组织外的渗透压使腊肉水分含量降低,产生酸涩等不良风味,腊肉组织状态欠佳,综合考虑,烟熏液体积分数为70%时,液熏腊肉的感官评分总分达到最大值(表4)。

2.1.2 烟熏液添加量对液熏腊肉品质的影响

由表5可知,随着烟熏液添加量的增加,液熏腊肉水分含量缓慢增加,烟熏液添加量为3%和4%组间水分含量差异显著(P<0.05);不同烟熏液添加量组间食盐含量和成品率无显著差异;随着烟熏液添加量的增加,剪切力逐渐上升、L*缓慢下降,液熏腊肉逐渐变暗,且烟熏液添加量为2%的液熏腊肉L*显著高于3%组(P<0.05),2%组a*和b*小于3%组,与宋忠祥等[9]的研究结果一致,这可能是由于烟熏液中的羰基化合物与肉制品中蛋白质发生交联反应,引起液熏腊肉色泽发生变化[18]。

表 5 烟熏液添加量对液熏腊肉品质的影响

当烟熏液添加量较低时,腌制不充分,导致液熏腊肉的烟熏风味较淡、色泽较浅,当烟熏液添加量较高时,导致腊肉發黑发硬、略带酸味、有刺激性烟熏味、口感不佳,从而使感官评分下降。由图2、表4可知,烟熏液添加量为3%时感官评分达到最大,且烟熏液添加量为2%和3%时感官评分总分间无显著差异。因此,结合生产成本,选择烟熏液添加量为2%进行后续实验。

2.1.3 腌制时间对液熏腊肉品质的影响

由表6可知,随着腌制时间延长,液熏腊肉水分含量逐渐降低,这可能是由于腌制过程中,肉样外部的食盐在渗透作用下逐渐向肉样中心迁移,对水分子的束缚力逐渐降低,液熏腊肉中的水分逐渐向外渗出导致。随着腌制时间延长,液熏腊肉食盐含量及成品率逐渐增加、剪切力逐渐降低,与任昌娟等[19]的研究结果一致,可能是由于腌制剂不断向猪肉内部迁移,导致肉中肌原纤维蛋白结构被破坏,使得剪切力不断下降。随着腌制时间延长,液熏腊肉L*和a*逐渐增大,这可能是由于腌制剂中亚硝酸钠与肉样中的肌红蛋白结合形成亚硝基肌红蛋白,而亚硝基肌红蛋白赋予肉制品鲜艳的亮红色;此外,随着腌制时间延长液熏腊肉b*呈现缓慢增加,可能是由于随着腌制时间的延长,烟熏液的渗透更加充分导致,且腌制3、4 d的液熏腊肉b*差异显著(P<0.05)。

由图3可知,腌制4 d时各项感官评分得分均较高。当腌制时间较短时,食盐及烟熏液中的风味物质等没有完全渗入猪肉中,导致液熏腊肉的烟熏风味不足、色泽及滋味较差、咀嚼性不足;随着腌制时间延长,烟熏液等不断渗入肉中并达到平衡,使得液熏腊肉更具咀嚼性、色泽鲜艳。当腌制时间为4 d时,液熏腊肉咸淡适中、色泽诱人,感官评分总分达到最大(表4)。

2.1.4 烘烤时间对液熏腊肉品质的影响

由表7可知,随着烘烤时间的延长,液熏腊肉水分质量分数从38.95%下降至31.19%,这是因为持续高温加热会使肉中肌原纤维蛋白变性,从而降低对水分子的束缚力,导致自由水不断流出并蒸发;各组间食盐含量没有显著差异。剪切力随烘烤时间延长而逐渐增加,烘烤10 d的液熏腊肉剪切力显著高于8 d(P<0.05),成品率逐渐降低。随着烘烤时间的延长,液熏腊肉L*逐渐降低、a*逐渐增加,这可能是由于水分不断流失,肉质硬化所造成的,与董雪等[8]的研究结果相似,且烘烤时间为10、12 d的液熏腊肉a*之间没有显著差异;烘烤8 d时b*达到最大值,然后趋于稳定。

由图4可知,当烘烤时间为8 d时,液熏腊肉的各项感官评分达到最大值。当烘烤时间较短时,腊肉肉质较软、不够紧实、硬度和咀嚼性均欠佳、烟熏色泽较浅,随着烘烤时间的延长,液熏腊肉色泽及风味不断得到改善。当烘烤时间较长时,腊肉表皮出现发硬、发黑的现象,肉质质地较硬,没有弹性,接受度下降,使得感官评分逐渐下降。综合评价下,烘烤时间为8 d时感官评分总分较高(表4)。

2.2 基于烟熏液辅助腌制的液熏腊肉生产工艺优化

2.2.1 响应面试验设计与结果分析

以烟熏液体积分数(A)、腌制时间(B)及烘烤时间(C)为自变量,感官评分(Y)为响应值进行响应面优化试验,得到回归方程:Y=81.76+2.75A+1.44B-0.01C-0.20AB+0.35AC+0.87BC-8.36A2-1.27B2-3.09C2。

对表8响应面试验结果进行方差分析,由表9可知,响应值的模型P<0.01,说明该模型拟合度较高,具有统计学意义。失拟项P=0.854 6>0.05,表明试验数据与模型间具有较好的拟合度,该模型重复性较好,能很好地反映试验结果。

根据各因素F值可知,影响液熏腊肉感官评分的主次顺序为A>B>C,即烟熏液体积分数>腌制时间>烘烤时间。

2.2.2 因素间交互作用分析

对回归模型的响应面3D模型图与等高线图进行比较分析,通过各因素之间的交互作用对液熏腊肉感官评分的影响,从而确定烟熏液体积分数、腌制时间及烘烤时间的最佳条件,进而确定最佳液熏工艺条件。

响应面图和等高线图能够较为直观反映交互作用对响应值的影响大小,响应曲面图越陡峭,对响应值的影响越大;等高线图形越接近椭圆形时,说明两因素交互作用越强,等高线图形越接近圆形时,说明两因素交互作用不明显[20-21]。由图5可知,烟熏液体积分数和腌制时间的交互作用最强,烟熏液体积分数和烘烤时间交互作用次之,腌制时间和烘烤时间交互作用最弱。由等高线图可知,两因素之间的交互作用均不显著,与表9的分析结果一致。

2.2.3 最佳工艺条件确定

对响应面试验结果进行分析,得到液熏腊肉的最佳制作工艺条件为:烟熏液体积分数71.60%、腌制时间4.48 d、烘烤时间8.18 d,在该条件下预测制得的液熏腊肉感官评分为85.92。为验证上述分析结果,并考虑实验实际操作的可行性,将最佳工艺条件修正为:烟熏液体积分数70%、烟熏液添加量2%、腌制时间4 d、烘烤时间8 d。按修正后的工艺条件进行液熏腊肉的制作,制得的腊肉感官评分平均值为84.69,与模型的预测结果接近,说明该模型能够较好地预测液熏腊肉感官评分结果。

2.3 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉产品品质的影响

2.3.1 液熏腊肉中苯并(a)芘含量

由图6可知,在检出限为0.2 μg/kg条件下,使用该工艺条件制作出的液熏腊肉中未检出苯并(a)芘,表明该工艺制作出的液熏腊肉能够安全食用。

A. 20 ng/mL标准品;B.液熏腊肉样品。

2.3.2 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉理化性质和感官评分的影响

由表10可知,与传统烟熏工艺制作的2 种湘西腊肉相比,液熏腊肉的水分含量显著高于2 种湘西腊肉,这可能由于湘西腊肉经长时间烟熏工艺所造成;液熏腊肉食盐含量和亚硝酸盐含量显著低于2 种湘西腊肉。液熏腊肉的L*显著高于2 种湘西腊肉(P<0.05),这可能是由于湘西腊肉熏制时间较长、色泽较深,导致其亮度较低;液熏腊肉a*与湘西腊肉A之间无显著差异,但显著低于湘西腊肉B(P<0.05);2 种湘西腊肉b*均显著高于液熏臘肉(P<0.05),可能是由于湘西腊肉烟熏过程中温度波动较大,使肉中肌红蛋白氧化分解,发生褐变,造成b*变大。液熏腊肉感官评分介于2 种湘西腊肉之间,证明腌制阶段添加烟熏液制作腊肉的工艺可以制得与传统烟熏工艺风味相似的肉制品。

2.3.3 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉烘烤过程中游离氨基酸含量的影响

游离氨基酸是气味化合物的前体,对风味物质的合成和整体香气有重要贡献,游离氨基酸的组成、含量及代谢产物均会直接影响腊肉品质,对腊肉品质的形成发挥重要作用[22]。由表11可知,液熏腊肉在烘烤0~10 d期间,鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸及总游离氨基酸含量分别从(38.54±2.16)、(295.10±5.15)、(151.16±13.01)、(829.57±22.81)mg/100 g增加到(148.94±5.23)、(829.53±14.05)、(469.88±14.44)、(1 765.23±27.40)mg/100 g。液熏腊肉中甜味氨基酸含量最高,且加工过程中变化最大,说明甜味氨基酸对液熏腊肉的风味有重要贡献,甜味氨基酸能够改变苦味和鲜味2 种味道的体验。在烘烤过程中,液熏腊肉中游离氨基酸总量显著增加(P<0.05),这可能是由于液熏腊肉烘烤过程中,蛋白水解酶活性增强,蛋白质水解加快[23]。液熏腊肉烘烤的最后阶段,产品中的丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸及丝氨酸含量显著高于其他阶段(P<0.05)。

2.3.4 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉烘烤过程中呈味核苷酸含量的影响

呈味核苷酸与鲜味氨基酸产生协同作用,使肉制品具有独特的鲜味[25]。由表12可知,在烘烤第2天,三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)几乎完全降解;二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)在0~8 d内显著增加(P<0.05);肌苷酸(inosine monophosphate,IMP)含量较高,随着烘烤时间的延长,含量逐渐降低,且在第10天时未检测到,IMP与甜味氨基酸(如丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸)相互作用增加了鲜味强度[26]。随着烘烤时间的延长,鸟苷酸(guanosine monophosphate,GMP)含量先增加然后显著降低(P<0.05),GMP是一种很强的增味剂,有助于肉味产生[27]。腺苷酸(adenosine monophosphate,AMP)含量先增加后降低,且在第8天时完全降解;肌苷(hypoxanthine,HxR)含量在烘烤过程中保持相对稳定;次黄嘌呤(hypoxanthine,Hx)在0~2 d时含量急剧上升,后缓慢增加;与烘烤0 d的样品相比,烘烤处理显著提高了Hx含量(P<0.05)。在酸性条件下,呈味核苷酸会逐渐分解为HxR和Hx,从而使HxR和Hx含量逐渐增加。

2.3.5 烟熏液辅助腌制对液熏腊肉烘烤过程中非挥发性化合物的影响

游离氨基酸和呈味核苷酸对液熏腊肉滋味的贡献不仅与含量有关,还与其TAV有关,TAV的大小与游离氨基酸和呈味核苷酸的呈味效果呈正相关[28]。TAV>1的非挥发性化合物对液熏腊肉滋味的贡献占主导地位,因此,TAV可以确定液熏腊肉主要的非挥发性化合物[29]。由图7可知,IMP、GMP、丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸、组氨酸及AMP的TAV>1,因此,它们是液熏腊肉中关键的非挥发性化合物。谷氨酸、IMP及GMP被广泛认为是味精的成分,可以产生浓郁的肉味[30-31],也有研究表明,类似味精的成分是肉制品中关键的非挥发性成分。就呈味核苷酸而言,IMP的TAV最高,它是液熏腊肉中关键的呈味核苷酸。就游离氨基酸而言,在整个加工过程中,丙氨酸、谷氨酸的TAV高于其他氨基酸,丙氨酸TAV最高,从烘烤0 d的3.17显著增加到10 d时的6.87,丝氨酸和精氨酸可以增强肉制品的肉香味[32]。结果表明,与烘烤0 d的液熏腊肉样品相比,烘烤处理明显提高了液熏腊肉的鲜味物质浓度。

2.3.6 基于PLS-DA法分析液熏臘肉烘烤过程中的

非挥发性化合物运用SIMCA软件,由于ATP和ADP没有直接的滋味贡献,因此对液熏腊肉烘烤0、2、4、6、8、10 d的其余29 种非挥发性风味物质数据进行PLS-DA。PLS-DA得分图反映不同烘烤时间液熏腊肉的组间差异,由图8可知,不同样本之间完全分离、未出现交叉情况,说明不同烘烤时间液熏腊肉中的非挥发性风味物质存在一定差异,这些物质可以有效区分不同烘烤时间的液熏腊肉,即不同烘烤时间的液熏腊肉具有不同的滋味特征。烘烤0 d的液熏腊肉分布在得分图的第4象限,烘烤时间为8、10 d的液熏腊肉分布在第3象限,表明烘烤处理显著改善了液熏腊肉非挥发性化合物的组成。

为进一步明确PLS-DA模型下不同烘烤时间的液熏腊肉中关键差异变量,对液熏腊肉烘烤过程中的非挥发性风味物质进行变量投影重要性(variable important in projection,VIP)分析,VIP值可以量化PLS-DA模型中的每个变量对样品分类的贡献,VIP值越大,说明该化合物对分类越关键[33]。通常,VIP>1的变量被认为是区分不同样本之间差异的重要变量[34-35]。由图9可知,液熏腊肉在烘烤过程中,VIP>1的非挥发性化合物包括瓜氨酸、色氨酸、半胱氨酸、Hx、GMP、谷氨酰胺、甘氨酸、异亮氨酸及亮氨酸。以上9 个变量被认为是液熏腊肉在不同烘烤时间下的关键差异代谢产物,且可作为液熏腊肉不同烘烤时间下区分滋味特性的主要指标。

3 结 论

本研究对通过烟熏液辅助腌制的液熏腊肉加工工艺进行研究与优化,确定液熏腊肉的最佳工艺条件为烟熏液体积分数70%、烟熏液添加量2%、腌制时间4 d、烘烤时间8 d。研究发现,在腌制阶段添加烟熏液可以有效改善工业化生产腊肉烟熏风味不足及品质不均匀等问题,该工艺制作腊肉未检出苯并(a)芘,此外,与传统湘西腊肉品质对比发现,液熏腊肉具有较高的水分含量和L*、食盐含量和亚硝酸盐含量较低,感官评分达到84.56±1.10,并且咸味适中,口感风味俱佳。TAV分析发现,IMP、GMP、丙氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸、组氨酸及AMP是液熏腊肉主要的滋味物质;基于PLS-DA可将不同烘烤时间下的液熏腊肉进行有效区分,其中瓜氨酸、色氨酸、半胱氨酸、Hx、GMP、谷氨酰胺、甘氨酸、异亮氨酸及亮氨酸是影响液熏腊肉不同烘烤时间下滋味差异的关键性指标。本研究结果可以为液熏腊肉的新技术开发和工业化生产提供理论依据和技术指导。

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基金项目:湖南省高新技术产业科技创新引领计划(科技攻关类)项目(2020GK2010)

第一作者简介:李军年(1998—)(ORCID: 0009-0008-5013-8215),男,硕士研究生,研究方向为动物性食品。E-mail: 2583973435@qq.com

*通信作者简介:沈清武(1973—)(ORCID: 0000-0001-6144-1305),男,教授,博士,研究方向为畜产品加工与营养工程。E-mail: yaoyao3153@aliyun.com

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