基于电子鼻和GC-MS评价腌制时间对猪肉脯品质的影响
2024-06-17张静刘平
张静 刘平
摘要：为研究肉脯加工中腌制时间对猪肉脯品质的影响，利用气质联用（GC-MS）、电子鼻、质构仪等对不同腌制时间制备的肉脯样品的感官指标、挥发性风味成分等进行检测，并利用模糊数学评定法、主成分分析法（PCA）对感官指标和风味物质进行分析。结果表明，低温（4 ℃）条件下，腌制时间对猪肉脯的品质具有明显的影响，原料肉腌制8 h 后，经过65 ℃烘烤2.5 h、180 ℃高温烤制3.5 min制备的猪肉脯硬度适中，色泽诱人，香味浓郁，感官品质最好，且样品中酮类、醛类和杂环类风味物质含量较高。
关键词：猪肉脯；腌制时间；感官分析；风味分析
中图分类号：TS251.51
文献标志码：A
文章编号：1000-9973（2024）06-0097-05
Evaluation of Effect of Pickling Time on Quality of Pork Jerky
Based on Electronic Nose and GC-MS
ZHANG Jing1， LIU Ping2
（1.School of Food Science and Technology， Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College，
Taizhou 225300， China; 2.School of Food and Bioengineering， Xihua University，
Chengdu 610039， China）
Abstract： In order to study the effect of pickling time during the processing of jerky on the quality of pork jerky， the sensory indexes， volatile flavor components of jerky samples pickled for different time are detected by GC-MS， electronic nose and texture analyzer， and fuzzy mathematics evaluation method and principal component analysis （PCA） are applied to analyze sensory indexes and flavor substances. The results show that under low-temperature （4 ℃） conditions， pickling time has a significant effect on the quality of pork jerky. After pickling for 8 h， the raw pork is roasted at 65 ℃ for 2.5 h and at 180 ℃ for 3.5 min. The pork jerky has moderate hardness， attractive color， rich aroma and the best sensory quality. Moreover， the content of ketones， aldehydes and heterocyclic flavor substances in the samples is higher.
Key words： pork jerky; pickling time; sensory analysis; flavor analysis
收稿日期：2023-12-01
基金项目：四川省科技厅重点研发项目（2020YFN0151）；江苏农牧科技职业学院科研基金项目（NSF2021ZR12）；泰州市科技支撑计划（社会发展）项目（TS202030）
作者简介：张静（1976—），女，副教授，博士，研究方向：食品加工技术。
腌制是指用腌制盐、香辛料等处理食品的过程。中国传统的腌制食品是食品保鲜、储存的一种方式，随着食品工业的发展，腌制已经变成了增加食品风味、改善产品品质的工序，被广泛应用于肉制品、水产品等加工过程中，目前常见的腌制方法有干腌法、湿法腌制等[1-2]。
肉脯是经过腌制、烘烤后制备的一种即食休闲肉制品[3]。目前肉干、肉脯制品加工中多集中在研究产品的配方、烘烤工艺等，如高温烘烤过程中的美拉德反应、糖、氨基酸及脂肪的热氧化反应等可以赋予肉脯色泽和风味[4-5]、肉脯的嫩化技术[6]、风味肉脯新产品的开发[7-8]、腌制方式对肉品质、组织形态及蛋白质结构的影响等[9]。有报道指出腌制工艺对肉脯的加工有很重要的影响，肉脯的风味、色泽的形成受到加工工艺的影响[10]。腌制时间对肉脯终产品品质的影响还没有系统的研究。
本实验拟研究肉脯加工中腌制时间对肉脯感官、水分含量、挥发性风味物质等品质的影响，旨在为肉制品的开发和生产提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜猪瘦肉、白砂糖、味精、白胡椒、鸡蛋：购于世纪百盛超市。
复合磷酸盐：杭州聚和生物科技有限公司；鱼露：东莞市永益食品有限公司；呈味核苷酸二钠（I+G）：日本味之素公司；C8～C20正构烷烃标准品：美国Sigma-Aldrich公司。
1.2 仪器与设备
BPG-9070A精密鼓风干燥箱、MP-501A超级恒温循环槽 上海一恒科学仪器有限公司；TJ-8502肉片切片机 佛山市热风电器有限公司；CRDF42S电烤箱 佛山市伟仕达电器实业有限公司；GCMS-QP2010 Plus气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司；75μm CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；PEN3.5电子鼻 德国Airsense公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司。
1.3 猪肉脯的加工工艺及操作方法
猪肉脯的加工工艺及具体操作参考姚芳等[11]的方法。
原料肉挑选→修整、分割→浸洗→冷冻→切片（0.3 cm）→清洗→配料、腌制（4 ℃）→低温烘烤（65 ℃，2.5 h）→高温烘烤（180 ℃，3.5 min）→冷却→包装→成品。
1.4 腌制时间对猪肉脯品质的影响
称取100 g切好的肉片10份，2份为一组，共设置5组不同的腌制时间。按照腌制配料将辅料分别称量、充分混匀后，加入肉片搅拌均匀，并揉搓10 min以保证肉片腌制均匀。用保鲜膜覆盖后，置于4 ℃冰箱中分别腌制0，4，8，12，16 h。将腌制好的肉片分别在65 ℃烘烤2.5 h、180 ℃烘烤3.5 min得到最终肉脯产品。
腌制配料：每100 g肉添加白砂糖16.5 g、味精0.7 g、白胡椒0.1 g、I+G 0.3 g、鱼露0.55 g、鸡蛋清10 g、磷酸盐0.2 g。
1.5 猪肉脯的感官评定
猪肉脯的感官评定主要采用模糊数学评定法[12]，邀请20位（男、女各10人）经过感官评定训练的同学，分别从色泽、形态、滋味3个方面对样品进行评分，采取权重法对各质量因素赋予比重，其权重为色泽0.4、形态0.2、滋味0.4。猪肉脯的具体感官评定标准见表1[11-12]。
1.6 猪肉脯水分含量的测定
水分含量根据GB 5009.3—2016中的方法进行测定。
1.7 猪肉脯风味的电子鼻检测
取出待测猪肉脯并将其在尽量短的时间内切碎，称取5.000 g左右的样品，快速置于事先干燥好的测量瓶中，盖好盖子，准确称量后（结果保留4位小数），记录实际称量样品的质量，同时做4份平行样。
测定条件：样品与样品之间测定间隔时间为10 s；准备样品的时间为10 s；测试样品的时间为80 s；测量时计数的时间为2 s；清洗传感器的时间为60 s；自动调零的时间为10 s。
1.8 猪肉脯中挥发性风味物质分析
挥发性物质的测定参照Du等[13]的方法并稍作修改，具体方法：取猪肉脯样品切碎，准确称取样品2.5 g，快速置于事先干燥好的15 mL样品瓶中，盖好盖子后将样品瓶浸泡于50 ℃水浴锅中平衡20 min。用75μm CAR/PDMS萃取头在50 ℃下吸附40 min后，注入气相色谱仪进样口处，于250 ℃脱附3 min。挥发性化合物的相对百分含量（%）采用峰面积归一化法进行计算。
1.9 猪肉脯硬度的测定
猪肉脯的硬度采用质构仪TPA模式进行检测，探头的类型为HDP/BSW“V”字型刀探头（测试前需进行重量和高度校正），测试模式为压缩试验，测试前速率为1.00 mm/s，测试时速率为2.00 mm/s，测试后速率为10.00 mm/s，测试距离为10 mm，触发力为10.0 g。硬度是第一次压缩时的最大峰值，即剪切力[13]。
2 结果与分析
2.1 腌制时间对猪肉脯感官品质的影响
对不同腌制时间的5个样品进行感官评定，结果见表2。
由表2可知，色泽、形态、滋味各等级所得票数折算成所占百分比。采用模糊数学评定法[12]将表2中结果归一化后进行排序，见表3。
由表2和表3可知，当腌制时间为8 h时，肉脯的感官评价最好。此时，肉脯的色泽均匀，呈红棕色，口感佳，咀嚼性好，香味浓郁。
2.2 腌制时间对猪肉脯水分含量的影响
肉在腌制时，腌制盐会使细胞中盐溶性蛋白溶出，导致肌纤维肿胀、间隙增大，从而增加了肌肉的吸水能力和系水能力[14]，因此腌制有利于肉品的保水性，能提高肉的汁液感。而肉脯中最终的水分含量不仅影响产品的保质期，而且影响产品的口感[15]。不同腌制时间对猪肉脯水分含量的影响见图1。
由图1可知，猪肉脯水分含量随着腌制时间的增加而增大，当腌制时间大于8 h后，水分含量变化不明显。猪肉脯产品标准SB/T 10283—2007中规定肉脯中的水分含量应≤19%。由图1可知，样品的水分含量符合产品标准，腌制时间为8 h时制备的肉脯样品既能保证水分含量符合标准，又能保持口感津津有味。
2.3 不同腌制时间制备的猪肉脯的主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）
选取电子鼻测量时达到稳定后5 s的数据信息进行主成分分析（PCA）。
由图2可知，所采集的数据点所形成的椭圆区域在主成分分析图中分布明显且大部分相互不重叠，说明主成分分析法可以很好地分析不同腌制时间对肉脯风味的影响，即不同腌制时间可以使肉脯具有不同的风味成分[16]。
由图2可知，第一主成分（PC1）的贡献率达到了76.51%，第二主成分（PC2）的贡献率为17.27%，两个主成分总贡献率达到93.78%，当腌制时间为4 h和12 h时，其椭圆区域有部分重叠，说明腌制时间4 h和12 h时制备的肉脯的风味成分有部分相同。
由图3可知，LD1的贡献率为47.20%，LD2的贡献率为36.10%，两者的总贡献率为83.30%。其中，腌制时间为4，8，0 h时的肉脯样品椭圆区域不重叠，经过LDA发现，不同腌制时间的肉脯样品中风味成分能很好地区别开[17]。腌制时间为12 h和16 h时的肉脯样品椭圆区域有部分重叠，说明这两种腌制时间的肉脯产生的风味成分有部分相同[18-19]。
2.4 腌制时间对猪肉脯挥发性风味成分的影响
由表4和表5可知，不同腌制时间制备的猪肉脯中测得的风味物质主要有烃类、醇类、醛类、酮类、杂环类等。不同腌制时间制备的猪肉脯总挥发性风味物质含量不同，说明腌制时间对猪肉脯的风味有一定的影响。
由于醛类、酮类和杂环类化合物有着较低的阈值，具有脂肪类香气，为肉类香气的主要成分，其含量对猪肉脯风味的形成具有一定的影响，是猪肉脯的主要呈味物质[20]；而酯类、醇类、烃类有着较高的阈值，对猪肉脯风味形成的影响相对较小[21]。由表4可知，当腌制时间为8 h时，制备的猪肉脯风味成分总含量最多，为86.34%，且醛类和杂环类化合物含量较高，分别为12.74%和10.20%。其中2-甲基丁醛相对含量达10.14%，对甲氧基苯丙烯相对含量为10.20%。猪肉脯含有的挥发性成分主要是由美拉德反应、糖、氨基酸及脂肪的热氧化反应等产生[22]。随着腌制时间的增加，由于脂肪的水解和氧化程度不断加深，故产生大量醛类、酮类和醇类化合物；醇类物质在后续热加工中极易被氧化成醛类或酮类物质，因此猪肉脯制品中醇类物质含量不高（腌制8 h时制备的猪肉脯中醇类含量为0.67%），但由于脂肪酸烷氧自由基的均裂[23-24]产生的烃类物质含量较高，腌制8 h时制备的猪肉脯中烯烃类物质含量为56.12%。烃类化合物通常具有清香和甜香风味，对整体风味有一定的贡献，但由于其阈值高，因此对肉类制品的风味贡献较小。但有些烷基取代的环己烷和一些萜烯类化合物，由于阈值低，因此是肉类的主要呈味物质。烯醇具有浓郁的木青气息，似玫瑰木香气，又有果香，为肉脯带来令人愉悦的香气，如（E）-β-罗勒烯、右旋萜二烯、左旋-β-蒎烯、3-蒈烯、石竹烯等[23]。杂环类化合物的产生主要是由于所添加的白砂糖与猪肉中的蛋白质所发生的美拉德反应。因此，腌制8 h后制备的猪肉脯的风味物质含量最高。
由上述感官评定分析结果可知，腌制8 h后制备的猪肉脯在色泽、形态、滋味方面综合评价最优，猪肉脯中挥发性化合物的分析结果与感官评价结果一致。
2.5 腌制时间对猪肉脯硬度的影响
由图4可知，随着腌制时间的增加，样品的硬度先升高后降低，这可能是由于腌制过程中肉蛋白中的液体渗出，造成猪肉的结构更致密，导致最终猪肉脯的硬度增大[24]。在腌制时间为12 h时，其硬度达到最高。当腌制时间继续增加时，可能是腌制盐中的磷酸盐等起到损伤肌原纤维和肌细胞的作用，从而使猪肉脯的硬度下降[25]。从猪肉脯的感官分析结果中得出，由于腌制时间长，肌纤维被破坏，因此虽然猪肉脯的硬度低，但是猪肉脯的外观受到影响，因此，合适的腌制时间为8 h。
3 结论
通过对不同腌制时间制备的猪肉脯的感官、水分含量、挥发性风味成分、硬度等指标进行分析以及主成分分析和线性判别分析发现，猪肉脯加工过程中不同腌制时间对猪肉脯的品质具有很大的影响。结果表明，原料肉腌制8 h后，于65 ℃低温烘烤2.5 h、180 ℃高温烤制3.5 min，得到的猪肉脯的硬度适中，色泽诱人，香味浓郁，感官品质最好，且经GC-MS分析，该工艺制备的猪肉脯样品中挥发性风味化合物的种类、含量均最高，该研究将为肉制品加工工艺中腌制工艺的确定提供理论依据。
参考文献：
[1]宋玉，郑健，黄峰，等.不同腌制方式对煮制猪肉品质、组织形态和蛋白结构的影响[J].食品工业科技，2022，43（23）：103-111.
[2]XIONG G Y， FU X Y， PAN D W， et al. Influence of ultrasound-assisted sodium bicarbonate marination on the curing efficiency of chicken breast meat[J].Ultrasonics Sonochemistry，2020，60：104-808.
[3]曹媛媛，周佺，艾民珉，等.仙草提取物对猪肉糜脯感官品质和抗氧化特性的影响[J].食品研究与开发，2021，42（11）：47-52.
[4]张佳敏，王卫，白婷，等.烘烤与风干干燥对四川腊肉脂质氧化影响的比较研究[J].食品科技，2016，41（5）：115-121.[5]朱文政，严顺阳，徐艳，等.顶空固相微萃取-气质联用分析不同烹制时间红烧肉挥发性风味成分[J].食品与发酵工业，2021，47（2）：247-253.
[6]马丽媛，张铄，陈美燕，等.嫩化型玉米风味猪肉脯工艺配方的研究[J].农产品加工，2021（9）：32-35，38.
[7]周凤超，庄惠琼，沈惠丹，等.枇杷风味猪肉脯的加工工艺[J].食品与发酵工业，2022，48（4）：123-129.
[8]贝翠平，柳艳霞，赵改名，等.基于电子鼻与GC-MS分析精氨酸-葡萄糖美拉德反应体系挥发性风味成分的差异性[J].食品研究与开发，2021，42（6）：146-154.
[9]陈梦婷，孙智达，汪兰，等.不同盐浓度对超声辅助腌制鮰鱼片品质的影响[J].中国调味品，2022，47（9）：63-67.
[10]肖智超，葛长荣，周光宏，等.肉的风味物质及其检测技术研究进展[J].食品工业科技，2019，40（4）：325-330.
[11]姚芳，刘靖，张静，等.热风远红外联合干燥肉脯的工艺优化及其品质研究[J].食品工业科技，2018，39（20）：165-172.
[12]梁影.模糊数学法在牡蛎发酵呈味基料感官评定中的应用[J].中国调味品，2020，45（4）：174-176，180.
[13]DU H， CHEN Q， LIU Q， et al. Evaluation of flavor characteristics of bacon smoked with different woodchips by HS-SPME-GC-MS combined with an electronic tongue and electronic nose[J].Meat Science，2021，182：108626.
[14]ZOU Y， SHI H B， XU P P， et al. Combined effect of ultrasound and sodium bicarbonated maringation on chicken breast tenderness and its molecular mechanism[J].Ultrasonics Sonochemistry，2019，59：104735.
[15]曹叶萍，郇延军，高静.烘烤过程中水分分布和蛋白变性对猪肉脯质构的影响[J].食品与机械，2019，35（1）：25-31.
[16]LI L， BELLOCH C， FLORES M. The maillard reaction as source of meat flavor compounds in dry cured meat model systems under mild temperature conditions[J].Molecules，2021，26（1）：223.
[17]YU S， HUANG X， WANG L， et al. Characterization of selected Chinese soybean paste based on flavor profiles using HS-SPME-GC/MS，E-nose and E-tongue combined with chemometrics[J].Food Chemistry，2022，375：131840.
[18]赵赟，夏亚男，刘皓，等.基于GC-MS及PCA对比15种奶酪的有机酸成分[J].食品研究与开发，2021，42（15）：163-171.
[19]李婷，田佳乐，刘洋，等.基于固相微萃取-气相色谱-质谱与电子鼻技术分析发酵乳中的挥发性风味物质[J].食品与发酵工业，2020，46（10）：233-241.
[20]CHEN X， LUO J， LOU A， et al. Duck breast muscle proteins， free fatty acids and volatile compounds as affected by curing methods[J].Food Chemistry，2021，338：128-138.
[21]WANG Z， CAI R， YANG X， et al. Changes in aroma components and potential Maillard reaction products during the stir-frying of pork slices[J].Food Control，2020，123（1）：107855.
[22]LORENZOJ M， BEDIA M， SANCHO B. Relationship between flavour deterioration and the volatile compound profile of semi-ripened sausage[J].Meat Science，2013，93：614-620.
[23]毛永强，李彦虎，贠建民，等.传统陇西腊肉制作过程中挥发性风味物质变化分析[J].食品与发酵工业，2021，47（4）：144-152.
[24]瞿丞，贺稚非，王兆明，等.不同食盐添加量腌制对鸡肉脂质氧化、蛋白质氧化及食用品质的影响[J].食品科学，2020，41（16）：77-85.
[25]ZHU C， YIN F， TIAN W， et al. Application of a pressure-transform tumbling assisted curing technique for improving the tenderness of restructured pork chops[J].LWT-Food Science and Technology，2019，111：125-132.
