张新亮,徐幸莲,周光宏
(1.南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心,江苏南京210095;2.荷美尔中国研发创新中心,上海200436)
如皋火腿加工过程中脂肪降解和氧化研究
张新亮1,2,徐幸莲1,*,周光宏1
(1.南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心,江苏南京210095;2.荷美尔中国研发创新中心,上海200436)
以如皋火腿原料、盐后、晒后、发酵中期、发酵结束和后熟6个工艺点的股二头肌为样品,进行了相关指标的测定,以揭示如皋火腿加工过程中脂肪降解和氧化的规律。结果表明,如皋火腿加工过程中游离脂肪酸含量总体上先急剧上升,后小幅回落;其中多不饱和脂肪酸回落趋势最为明显,这可能因为其对氧化更敏感。主成分分析表明,含顺,顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸以及饱和脂肪酸含量变化比较明显。脂肪氧化在如皋火腿加工过程中持续进行,晒后阶段氧化指标上升幅度大于晒前阶段。
如皋火腿,加工过程,脂肪降解,脂肪氧化
Abstract:Rugao Ham at different processing stages including green ham,end of salting,end of sun-drying,middle of loft-aging,end of loft-aging and post-aging were sampled and measured in order to reveal the rule of lipolysis and lipid oxidation in Rugao Ham during processing.It was showed that FFA content first increased sharply and then decreased gently,among which the PUFA,maybe more sensitive to oxidation,declined most significantly.It was also showed that changes of PUFA containing cis,cis-1,4-pentadiene units and SFA were most significant by principal component analysis.Lipid oxidation existed continuously during processing of Rugao Ham,more sharply after sun-drying than before.
Key words:Rugao Ham;processing procedure;lipolysis;lipid oxidation
如皋火腿相传在清朝咸丰年间,由浙江兰溪商人在江苏如皋试制成功,已有一百多年的历史。其品质优良,号称“北腿”,与“南腿”金华火腿、“云腿”宣威火腿齐名。如皋火腿以其“造型美观、做工精细、肉质细嫩、鲜香回甜”著称,几百年来,深受中国及东南亚地区消费者喜爱。如皋火腿属干腌火腿,是我国特有的传统肉制品。干腌火腿由于风味、质地独特,深受消费者欢迎。在地中海地区、东亚和东南亚地区以及美国等地区最为流行。在干腌火腿加工过程中,脂类物质首先经过降解形成游离脂肪酸等风味前体物质[1-2]。有学者认为,游离脂肪酸的增加促进了脂肪的氧化[1,3],并最终形成了大量挥发性风味化合物[4-5];也有学者认为游离脂肪酸的增加抑制了脂肪的进一步氧化[6]。通常认为中性脂肪和极性脂肪都促进了游离脂肪酸的生成,其中极性脂肪是干腌火腿脂肪降解作用的主要底物[7-9]。有关如皋火腿的脂肪降解和氧化的研究少见报道。潘丽红等[10]以成品如皋火腿为研究对象进行了相关指标的测定,但目前尚无关于如皋火腿加工过程中的相关研究报道。本研究跟踪了如皋火腿传统加工工艺全过程,以各工艺点火腿为样品进行了相关指标的测定,以揭示如皋火腿加工过程中脂肪降解和氧化的规律。
如皋火腿生产及取样 192条当天屠宰并收购的杂交猪后腿,生腿重7.87±1.01kg。2007年1月下旬在江苏如皋按传统工艺生产,全过程由如皋当地火腿工程师严格监控把关。其简要生产过程是:原料腿→修胚→摊凉→腌制→洗腿→晒腿→发酵成熟→后熟→成品。原料腿经修胚、摊凉后,按传统生产工艺腌制40d,然后经24h的浸腿、洗刷,除去表面黏着物。之后经过7d的晒腿过程,晒腿之后经过210d的发酵成熟过程,之后再经过60d的后熟,完成整个生产过程。在原料、盐后、晒后、发酵中期、发酵结束和后熟6个工艺点各随机抽取6只腿,以股二头肌为样品进行相关指标测定;十七烷酸甲酯、各种脂肪酸标样(14∶0,16∶0,18∶0,20∶0,16∶1,18∶1,22∶1,18∶2,18∶3,20∶4,22∶4) 均购自 Sigma 公司;NaCl、CaCl2、三氟化硼、2,2-二甲氧基丙烷、正己烷、硫代巴比妥酸(TBA)、三氯乙酸(TCA)、氯仿、甲醇、环己烷、盐酸均为分析纯。
Allegra 64型冷冻离心机 美国Beckman-Coulter公司;BOND ELUT氨丙基硅柱 1CC LRCNH2,100mg,美国 Varian公司;DC-12 型氮吹仪 上海安谱科学仪器公司;GC-14B气相色谱仪、UV-2450紫外可见分光光度计 日本Shimadzu公司;723型可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司;T25Basic高速分散器 德国IKA公司;RE-52A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂。
1.2.1 FFA的提取、分离和测定
1.2.1.1 脂质的提取 根据Folch等[11]的方法提取脂质。取4.0g样品,剪碎,加入30mL氯仿-甲醇(2∶1,体积比),匀浆(6500r/min,20s×3 次)后用氯仿-甲醇(2∶1,体积比)定容至80mL,静置 1h,过滤后加入0.2倍体积的混合溶液(7.3g/L NaCl,0.5g/L CaCl2),然后3000r/min离心15min,吸尽上层液体,剩余液体用真空旋转蒸发器44℃水浴真空蒸干,在-20℃贮存备用。
1.2.1.2 游离脂肪酸的洗脱 根据García Regueiro等[12]的方法。称取20mg脂质,用1mL氯仿溶解,吸取0.5mL用100mg的氨丙基硅柱分离,先用2mL氯仿∶异丙醇(2∶1)洗出中性脂质,再加3mL 2%乙酸-乙醚(W/W)洗出游离脂肪酸,收集备用。
1.2.1.3 游离脂肪酸甲酯化 将洗出的游离脂肪酸用氮吹仪挥干溶剂后,加入2mL 14%三氟化硼-甲醇(质量比)溶液,再加几滴除水剂(2,2-二甲氧基丙烷),使脂肪酸甲酯化(60℃水浴30min)。冷却后加入1mL水和1mL正己烷振荡,静置分层后完全吸取上层有机层,滴加浓度为400!g/mL的十七烷酸甲酯正己烷溶液0.1mL做内标,用氮吹仪挥干溶剂,用正己烷定容至0.4mL,以备气谱测定。
1.2.1.4 脂肪酸甲酯的气谱分析 岛津GC-14B气相色谱(Shimadzu公司),CP-Sil 88 Fame柱(50m ×0.25mm×0.2!m,Varian公司);进样口温度280℃,火焰离子检测器(FID)温度 280℃;柱升温程序:160~220℃,6℃ /min,220℃ 保持 30min;氢气 60kPa,空气 50kPa,载气(高纯氮)80kPa,20mL/min;进样量:1.0!L,分流比1∶40;通过比对各脂肪酸甲酯与十七烷酸甲酯峰面积,参照章建浩校正方程[13],确定各种脂肪酸的含量。
1.2.2 羰基值、双烯值的测定 脂质提取按照1.2.1.1方法。测定参照 Gambotti等[14]的方法,刮取1000!g抽提脂肪→8mL环己烷溶解→测定232、215、275nm处的吸光值,以A232/A215代表双烯值,用A275/A215表示羰基值。
1.2.3 TBARS值的测定 利用 Faustman等[15]的方法。10g碎肉→20mL dH2O→25mL 25%TCA→匀浆9500r/min,4 次 ×15s→4℃,3000 ×g离心10min→过滤→定容至50mL→取2mL上清液+2mL 0.02mol/L TBA→沸水浴20min→流水冷却5min→532nm测吸光度值(空白为1mL TCA,1mL蒸馏水,2mL TBA)。丙二醛含量以1,1,3,4-四乙氧基丙烷(TEP)标定后折算。
利用MS Excel 2003和SPSS 16.0进行。
如皋火腿加工过程中游离脂肪酸的变化测定结果见表1。原料阶段FFA总量显著低于其他阶段(p<0.05),随着加工过程的进行,FFA含量从腌制阶段开始大幅上升,并在发酵中期阶段达到最高,随后开始回落,发酵结束和后熟阶段FFA总量与盐后和晒后阶段相当。饱和脂肪酸含量变化趋势与FFA总量相似,但发酵结束和后熟阶段的含量略高于盐后和晒后阶段。单不饱和脂肪酸含量同样在腌制阶段大幅上升,发酵阶段开始下降,后熟阶段又有回升,但略低于盐后和晒后水平。这与Andres[16]关于Iberian火腿的研究具有一定可比性,但与郇延军对于金华火腿的研究有所不同[17],后者报道金华火腿加工过程中FFA含量持续上升。也有研究报道多不饱和脂肪酸含量在干腌火腿加工过程中降低,可能是由于其对氧化比较敏感,而饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量仍然保持不变或者升高[9]。本研究中,多不饱和脂肪酸在加工后期含量也出现了显著的下降(p<0.05),比饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸下降趋势明显。这说明,与其他干腌火腿相比,如皋火腿加工过程中游离脂肪酸氧化有可能更剧烈。
主成分分析(图1)显示,第一主成分中亚油酸(C18∶2)、棕榈酸(C16∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、花生四烯酸(C20∶4)、亚麻酸(C18∶3)和硬脂酸(C18∶0)占据主导地位,其中豆蔻酸(C14∶0)系数为负,上述脂肪酸均为含顺,顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸以及饱和脂肪酸;第二主成分中花生酸(C20∶0)、棕榈油酸(C16∶1)、二十二碳四烯酸(C22∶4)占据绝对优势。第一主成分和第二主成分分别解释了FFA变化总方差的58.4%和24.9%。
表1 如皋火腿加工过程中游离脂肪酸含量
图1 各种游离脂肪酸的主成分分析位置示意图(前二个主成分)
图2所示为如皋火腿生产过程中脂肪氧化指标变化情况。如图所示,从生产的变化情况看,三个氧化指标大体上均呈上升趋势,晾晒以后比晾晒以前上升趋势明显,Andres[18]和 Gambotti[19]的研究也有类似结果。因此,整体而言,肌间脂肪的氧化持续存在,晾晒以后更剧烈。具体来说,TBA值从原料阶段开始增大,在晒后达到一个较高值,随后发酵过程中有所回落,其前四个阶段只有原料腿和晒后阶段有显著差异(p<0.05),发酵结束时急剧上升到最高值,之后的后熟过程中有所下降,但差异不显著(p>0.05)。双烯值从原料腿到晒后阶段没有大的变化(p>0.05),在发酵阶段开始上升,发酵结束时有所回落,但差异不显著(p>0.05),后熟阶段又上升到最高值。羰基值变化总体比较平稳,在腌制开始后略有上升,晒后阶段下降到最低值,随后开始上升,在发酵结束时达到最高值,之后的后熟阶段略微有所回落,但仍然高于其他工艺阶段。
图2 如皋火腿生产过程中脂肪氧化指标的变化
脂肪水解产生脂肪酸,它对火腿风味的贡献很小。脂肪产生风味成分主要是因氧化作用[22],氧化可以直接产生大量的风味物质,同时一级氧化产物还可以与氨基酸发生美拉德反应而生成更多的风味成分。脂肪的主要氧化产物丙二醛与硫代巴比妥酸在一定条件下发生呈色反应,反应生成的红色产物在532nm波长处有特征吸收且吸收强度和丙二醛的浓度在一定范围内呈线性关系,由此可以定量描述脂肪氧化的程度,这即是TBA值的测量依据。TBA值所反应的是脂肪氧化的最终产物丙二醛的含量,但在肌肉组织中,丙二醛作为一种具有双官能团的化合物,还可以与蛋白质、酶的胺基和DNA发生作用[22-23]。TBA值在原料、盐后和晒后三个阶段上升代表着丙二醛含量上升;而在发酵期间先下降后上升再下降,说明醛类物质随着温度的提高进一步氧化成羧酸[24]——醛类物质的生成和继续氧化速度不断发生着相对变化。
双烯值反映了不饱和双键受到自由基进攻时形成双烯的情况。双烯的形成伴随着氢过氧化物的产生[22],该产物存在时间短,很快发生分解而形成氧化产物,故该值反映了特定时间下的氧化情况。它的变化反映的是氢过氧化物的生成和进一步氧化分解速度的相对变化。
脂肪氧化产物中的醛、酮、羧酸属于羰基化合物,它们是衡量肉制品品质的重要因素,因此羰基值也是衡量脂肪氧化程度的指标[23]。羰基化合物也是脂质分解氧化的中间产物,在发酵成熟过程中会进一步转化为有机醇或其他挥发性风味化合物,同时羰基化合物本身也是挥发性风味物质之一[24]。羰基值从另一个侧面反映了脂肪氧化并形成风味物质的状况,它相对平稳的表现值体现了风味物质的缓慢形成过程。
如皋火腿加工过程中游离脂肪酸含量总体上呈先急剧上升、后小幅回落的趋势;其中多不饱和脂肪酸回落趋势最为明显,可能是由于其对氧化比较敏感。主成分分析表明,含顺,顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸以及饱和脂肪酸含量变化比较明显。脂肪氧化在如皋火腿加工过程中持续进行,晒后阶段氧化指标上升幅度大于晒前阶段。
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Study on lipolysis and lipid oxidation of Rugao Ham during processing
ZHANG Xin-liang1,2,XU Xing-lian1,*,ZHOU Guang-hong1
(1.National Center of Meat Quality and Safety Control,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China;2.Hormel China Idea&Innovation Center,Shanghai 200436,China)
TS251.6+5
A
1002-0306(2010)10-0154-04
2009-10-15 *通讯联系人
张新亮(1982-),男,硕士,主要从事肉制品风味及新产品开发研究。