烟熏工艺对清真牛肉香肠品质的影响

赵 冰，王 静，戚 彪，陈文华，曲 超，艾 婷，乔晓玲,*

（1.中国肉类食品综合研究中心，北京食品科学研究院，北京 100068；2.北京工商大学食品学院，食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京 100048）

烟熏工艺对清真牛肉香肠品质的影响

赵 冰1，王 静2，戚 彪1，陈文华1，曲 超1，艾 婷1，乔晓玲1,*

（1.中国肉类食品综合研究中心，北京食品科学研究院，北京 100068；2.北京工商大学食品学院，食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京 100048）

以烟熏清真牛肉香肠为研究对象，研究木熏工艺和液熏工艺对产品品质的影响，以期为烟熏液生产和液熏工艺的改进提供技术支持。从感官评价、色泽、苯并（a）芘、挥发性风味成分和货架期5个方面进行对比，比较两种烟熏工艺对清真牛肉香肠品质的影响。结果表明，传统的木熏工艺的产品在风味方面具有明显的优势，木熏工艺产品中酚类物质的相对含量达到16.95%，液熏工艺产品中仅为11.58%；而液熏工艺的产品在苯并（a）芘含量方面具有明显的优势，烟熏40 min的产品中苯并（a）芘的含量为2.84 μg/kg，而液熏4次的产品中苯并（a）芘的含量仅有0.95 μg/kg；在色泽和货架期方面并没有明显的差异。因此，需要进一步重点提高烟熏液的风味成分，使其更接近传统木熏工艺的产品，改善烟熏清真牛肉香肠的品质，从而提高烟熏液产品的市场占有率。

清真牛肉香肠；烟熏；风味物质；苯并（a）芘；货架期

烟熏肉制品在肉制品产业中占有重要地位，由于其独特的烟熏风味和色泽流传于世界各地。烟熏工艺在早期的肉制品加工中具有防腐、抑菌和延长保质期的作用，在肉制品产业发展中发挥着重要作用。随着科技的发展和现代加工工艺的进步，烟熏工艺的需求主要体现在消费者对烟熏风味和烟熏色泽的喜爱及企业改善肉制品的风味和色泽[1]。

传统的烟熏工艺是以木屑为原料，直接通过发烟装置对产品进行烟熏，这种工艺得到的产品色泽鲜美柔和、风味浓郁，深受消费者的喜爱。但是其加工方式不利于企业现代化、工艺化和自动化的生产，同时在发烟过程中会产生大量的苯并（a）芘，对消费者的身体健康产生隐患[2-3]，因此，烟熏液在食品中的应用就应运而生。

烟熏液是以木屑、山楂核、核桃核等为原料，通过干馏、精馏、纯化等步骤精制得到的液体成分。主要含有酚类和羰基类物质，其中，酚类物质是主要的烟熏特色风味物质，羰基类物质是形成烟熏色泽的重要成分[4]。烟熏液的出现解决了传统烟熏工艺不适合现代化、工业化和自动化生产的矛盾，同时降低了苯并（a）芘的含量，是肉制品加工的新型加工方式。但是在烟熏液的加工过程中需要经过一系列的纯化工艺，因此会在一定程度上影响烟熏液产品的风味和色泽[5]，解决生产过程中酚类物质和羰基类物质的损失是高品质烟熏液生产关键。

本实验以烟熏清真牛肉香肠为研究对象，研究不同的烟熏方式对清真牛肉香肠色泽、风味、货架期和有害物质含量的影响，比较两种烟熏工艺产品的差异，以期为液熏液品质的提高提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛肉、鸡脂肪 市购；烟熏液（POLY C-10） 美国红箭国际公司；苹果木木屑 北京美添前景科技有限公司；系列正构烷烃 北京化学试剂公司。

1.2 仪器与设备

CR-400型色差计 日本日立公司；顶空固相微萃取器、Fiber 75 μm CAR/PDMS型萃取头 美国 Supelco公司；7890气相色谱-5975质谱仪 美国安捷伦公司；BYXX-50烟熏箱 杭州艾博机械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 烟熏清真牛肉香肠的生产工艺

以牛肉为原料，将其用绞肉机绞碎，通过搅拌机使其与辅料混匀，使用胶原蛋白肠衣灌肠、打结，在烟熏炉中50 ℃干燥30 min，然后分别采用不同的烟熏方式进行加工：①木熏工艺采用木屑烟熏，采用苹果木木屑，温度50 ℃，熏制时间分别为20、25、30、35、40 min；②液熏工艺采用喷涂的方式，将烟熏液与水以1∶3的比例稀释后喷涂于香肠表面，液熏次数分别为1、2、3、4次，每次喷涂之后干燥10 min，温度50 ℃。将烟熏后的香肠在90 ℃蒸煮20 min，得到的产品冷却后真空包装，最后进行巴氏杀菌，产品置于冷库中备用。以未经过熏制工艺的产品作为对照。

1.3.2 烟熏肉制品的感官评价

表1 烟熏清真牛肉肠感官评价评分标准Table1 Criteria for sensory evaluation of Muslim beef sausages

按照GB/T 22210—2008《肉与肉制品感官评定规范》制定感官评分标准，对不同烟熏方式的产品进行感官评价，比较不同产品的色泽和烟熏味，确定最佳的烟熏方式和烟熏条件。以未熏产品为对照。

1.3.3 烟熏清真牛肉香肠色泽的测定

采用色差计检测不同烟熏条件下烟熏清真牛肉香肠的色泽，做6组平行实验。

1.3.4 烟熏清真牛肉香肠苯并（a）芘含量的测定

采用国家农业行业标准NY/T 1666—2008 《肉制品中苯并[a]芘的测定：高效液相色谱法》进行检测。

1.3.5 烟熏清真牛肉香肠挥发性风味物质的测定

1.3.5.1 顶空-固相微萃取

按照GB/T 9695.19—2008《肉与肉制品取样方法》进行取样，分别取未熏、木熏和液熏3种工艺的产品进行检测。由于单个产品的质量小于500 g，因此分别取3种产品各5份，在5～10 ℃环境中将样品粉碎成肉糜状，混匀，准确称取4 g置于萃取小瓶中，50 ℃保温30 min，然后将活化好的萃取头插入顶空瓶（每次进样前萃取头老化30 min），吸附30 min，取出插入进样口解吸进样5 min，气相色谱-质谱分析不同产品挥发性组分的质谱图，研究特征性风味组分。实验重复3次，数据取平均值。

1.3.5.2 气相色谱-质谱条件

色谱柱：DB-WAX毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：在40 ℃保持运行3 min，然后以5 ℃/min的速率升高到200 ℃，再以10 ℃/min的速率升高到240 ℃，保持运行6 min，运行总时间45 min，240 ℃条件下1 min后运行；柱箱温度：40 ℃；进样温度：250 ℃；载气：He；流速：1 mL/min；离子源温度：230 ℃；四极杆温度：150 ℃；电离电压：70 eV。

1.3.5.3 风味组分的质谱分析

根据所得质谱图，检索NIST 11.L和demo.l数据库，结合保留因子（retention index，RI）值对不同烟熏方式产品的挥发性组分进行定性分析，待测化合物RI值通过数据库[6]和相关文献查询，并根据面积归一化法求得各成分的相对含量。

结合保留因子RI值是根据待测化合物与相同条件下系列正构烷烃的保留时间计算得到的。

式中：N为低碳原子数烷烃碳原子数；n为两个烷烃碳原子数差；tRa、tRN和tR（N+n）分别为待测化合物保留时间、低碳原子数正构烷烃保留时间和高碳原子数正构烷烃保留时间。

1.3.6 烟熏清真牛肉香肠货架期的测定

采用加速破坏性试验模型测定产品的保质期[7-10]。实验通过升高产品的贮藏温度，加速产品变质的方法快速检测产品的货架期，模型公式如下所示：

式中：Q5为贮藏温度相差5 ℃时货架期的比值；T1为确定货架期的已知温度；T2为所求货架期的温度；f1、f2为分别为温度T1、T2的货架期。

在低于最高测试温度的任何温度下，两次检测的时间间隔不超过：

式中：t1为最高试验温度为T1时测试时间间隔/d；t2为较低试验温度为T2时测试时间间隔/d；Q5为温度相差5 ℃时货架期的比值；ΔT为T1与T2的差值/℃。

样品准备：分别取未熏、木熏和液熏3种工艺的产品进行检测，每个样品做3个批次，将这3个批次的产品分别于37、32 ℃和27 ℃贮藏，测定3种样品的初始菌落总数。

菌落总数测定：37 ℃贮藏的产品每天测定其菌落总数，32 ℃贮藏的产品每隔2 d测定其菌落总数，27 ℃贮藏的产品每隔2 d测定其菌落总数；菌落总数超标时（GB 2726—2005《熟肉制品卫生标准》）停止检测，记录贮藏时间。

分别在37、32 ℃和27 ℃条件下，以贮藏时间为横坐标，以菌落总数为纵坐标绘制曲线。

根据3种产品在不同温度下的贮藏时间计算Q5，计算公式如下所示：

根据Q5推算产品在4 ℃贮藏条件下的货架期，计算公式如下所示：

2 结果与分析

2.1 不同烟熏方式产品的感官评价

表2 不同烟熏方式清真牛肉香肠的感官品质Table2 Sensory characteristics of Muslim beef sausages with different smoking methods

由表2可知，传统木熏工艺产品的烟熏时间为35 min时，具有良好的烟熏色泽和烟熏风味，色泽均匀，风味清新，较短的烟熏时间不能很好的赋予产品良好的色泽和风味，而烟熏时间40 min与烟熏35 min的产品并没有明显的差异，因此，采用传统的木熏工艺，烟熏时间为35 min既能达到良好的烟熏效果；采用液熏工艺的产品从视觉方面与木熏产品比较发现，与传统木熏产品的金黄色不同，液熏产品的色泽较重，显示出红棕色，颜色鲜亮，烟熏风味有较大的差异，呈现出一定的苦味，根据综合评定，液熏3次即可达到较好的效果。

2.2 不同烟熏方式对产品色泽的影响

图1 烟熏时间（A）和烟熏次数（B）对色泽L值的影响Fig.1 Effects of different smoking conditions on the color parameter L

图2 烟熏时间（A）和烟熏次数（B）对色泽a值的影响Fig.2 Effects of different smoking conditions on the color parameter a

图3 烟熏时间（A）和烟熏次数（B）对色泽b值的影响Fig.3 Effects of different smoking conditions on the color parameter b

从图1可以发现，对于传统的木熏工艺产品，随着烟熏时间的延长，产品的亮度值（L值）逐渐降低；对于液熏工艺的产品，随着液熏次数的增加，产品的L值也逐渐降低。从图2可以发现，对于传统的木熏工艺产品，随着烟熏时间的延长，产品的红色值（a值）逐渐升高；对于液熏工艺的产品，随着液熏次数的增加，产品的a值也逐渐升高。从图3可以发现，对于传统的木熏工艺产品，随着烟熏时间的延长，产品的黄色值（b值）逐渐升高；对于液熏工艺的产品，随着液熏次数的增加，产品的产品的b值也逐渐升高，但是变化并不明显。

结合感官评价与色泽的检测结果，传统木熏30 min和液熏2次，熏肉产品即可达到最优效果。

2.3 不同烟熏方式对烟熏清真牛肉香肠苯并（a）芘含量的影响

图4 不同烟熏方式对清真牛肉香肠苯并（a）芘含量的影响Fig.4 Effects of different smoking conditions on benzo(a)pyrene content in Muslim beef sausages

由图4可知，不同的烟熏方式对烟熏清真牛肉香肠的苯并（a）芘含量有明显的影响，苯并（a）芘的含量随着烟熏时间的延长和液熏次数的增加而升高，烟熏15 min的产品中苯并（a）芘的含量就达到了0.85 μg/kg，烟熏40 min的产品苯并（a）芘的含量达到了2.84 μg/kg，而液熏4次的产品中苯并（a）芘的含量也仅仅只有0.95 μg/kg，明显低于传统的烟熏工艺的产品。同烟熏工艺的产品中苯并（a）芘的含量虽然低于目前国内标准5 μg/kg的限制，但是已经超过了欧盟2 μg/kg的限量标准，但是烟熏液液熏产品的苯并（a）芘含量可以满足欧盟的标准。因此，从苯并（a）芘含量的角度进行比较，液熏工艺具有明显的优势，这也是烟熏液在现代肉制品加工市场中的重要优势之一[12]。

2.4 不同烟熏方式对烟熏清真牛肉香肠挥发性风味物质的影响

选取木熏工艺烟熏30 min和液熏3次的烟熏清真牛肉香肠进行挥发性风味物质的分析，比较两种烟熏工艺的香肠特色挥发性风味物质的差异。烟熏清真牛肉香肠的挥发性风味物质主要有酚类物质、羰基类化合物、醇类、酯类、含氮和含硫化合物等，这些物质共同作用呈现出特色性的熏肉风味，其中，酚类物质是最重要的特色性烟熏风味物质[13]。

2.4.1 不同烟熏条件熏肉挥发性风味物质检测结果分析

表3 不同烟熏条件对烟熏特征挥发性风味物质的影响Table3 Effects of different smoking conditions on volatile flavor compounds

续表3

通过GC-MS检测可知，烟熏方式对牛肉香肠的挥发性风味物质的种类和相对含量具有重要影响。未经过烟熏的牛肉香肠中检测出酚类物质7种（相对含量5.92%），醛类9种（相对含量43.33%），酮类3种（相对含量1.20%），酸类8种（相对含量19.14%）；采用传统木材熏制得到的牛肉香肠中检测出酚类18种（相对含量16.95%），醛类8种（相对含量29.18%），酮类12种（相对含量8.47%），酸类10种（相对含量21.46%）；采用液熏工艺得到的牛肉香肠中检测出酚类12种（相对含量11.58%），醛类9种（相对含量35.51%），酮类15种（相对含量16.73%），酸类10种（相对含量16.12%）。传统的木熏工艺和现代的液熏工艺产品的挥发性物质的种类和相对含量和都有较大的差别，这可能与烟熏液加工过程有关：烟熏液经过干馏等步骤，如醛类物质在高温条件下容易发生进一步的氧化、缩合等反应，形成酮类、酸类一些新的物质，在精馏和纯化的过程中不可避免的会造成部分物质的损失，在烟熏过程中醛类物质如己醛与氨基酸可能会发生美拉德反应、焦糖化反应，进一步减少醛类物质的含量，最终造成两种加工工艺产品的不同。

2.4.2 烟熏特征挥发性风味物质种类和相对含量的变化

烟熏牛肉香肠风味的形成不是某一种或几种化合物产生的，而是由多种不同风味物质相互影响、相互促进，达到一种平衡的局面形成的。

酚类物质是烟熏产品典型的风味成分，是对烟熏风味贡献最大的风味化合物[14-15]，大部分的酚类化合物都具有烟熏特色风味，其中苯酚、愈创木酚、4-乙基愈创木酚、2,6-二甲基苯酚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等是烟熏的特征风味物质。这与国内外的相关研究是吻合的，吴金凤等[16]研究发现，烟熏腊肉酚类物质的含量随烟熏时间的延长含量逐渐升高，认为酚类物质是对烟熏腊肉风味贡献最大的成分；Eva等[17]研究证实，不同种类熏肉的酚类物质含量有较大差别，但种类基本相同，以苯酚、4-甲基苯酚和4-甲基-2-甲氧基苯酚等为主。Yu Ainong等[18]发现对甲酚和2,5-二甲基苯酚是烟熏培根特色性的烟熏风味物质。

不同烟熏工艺的牛肉香肠在酚类物质的种类和相对含量有明显的不同，由表3可知，没有经过烟熏的牛肉香肠仅含有7种酚类物质，而通过传统的木熏工艺和液熏工艺的牛肉香肠的酚类物质分别为18和12种；传统木熏工艺的产品中酚类物质的含量明显高于液熏工艺的产品，木熏工艺产品中酚类物质的相对含量达到16.95%，液熏工艺产品中为11.58%，而没有经过烟熏工艺的产品仅含有5.92%。通过比较对甲酚、苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等关键性烟熏风味物质的含量可以发现，木熏产品的含量明显高于液熏产品，而且具有一些液熏工艺没有的酚类物质，如2,5-二甲基苯酚、4-甲氧基苯酚和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等化合物。同时通过实验还发现，液熏工艺的产品中有些酚类物质在传统的烟熏工艺产品中并没有发现，这可能是由烟熏液的加工工艺形成的，在干馏的过程中，较为封闭的环境和较高的反应温度会形成一些新的物质。在没有经过烟熏工艺的牛肉香肠中也发现了酚类物质的存在，这可能是由香辛料带入到产品中的，白胡椒、生姜等会带入少量的酚类物质。

羰基类化合物也是烟熏肉制品的重要成分，这类化合物不仅对产品的风味有重要影响，同时可以改善产品的外观，形成令人愉悦的烟熏色泽。羰基类化合物的产生原因主要是脂肪和脂肪酸的氧化和降解，或者其进一步发生反应，形成新的化合物。由于其一般具有较高的挥发性和较低的阈值，因此，对产品的最终风味具有重要的贡献。

醛类物质主要是由不饱和脂肪酸的氧化形成的，对肉制品风味的形成具有重要贡献，特雷克尔氨基酸反应是醛类物质产生的重要途径之一[19]，糠醛、5-甲基糠醛是肉制品风味形成中的重要成分，具有甜香、木香、焦糖香和烘烤食品的气味，对烟熏风味也有一定的促进作用，由表3可以发现，液熏工艺的产品中糠醛和5-甲基糠醛的含量明显高于木熏工艺的产品，这是烟熏液生产过程中高温干馏形成的；己醛与壬醛也在肉制品风味的形成中占据重要地位，其与许多其他物质重叠的很强的风味效应，甚至在痕量存在的条件下也有这种效应[20]。酮类物质对产品的风味贡献不大，但是却对产品的色泽起着决定性的作用，它能与蛋白类物质发生反应，这是烟熏色泽形成的重要原因[21]，酮类物质含量的高低直接决定着烟熏色泽的品质[4]；传统木熏工艺的产品中酮类物质的相对含量为8.47%，而液熏工艺的产品中达到了16.73%，远高于木熏工艺的产品，这也是液熏工艺产品比较鲜亮的原因之一。乙酸、丁酸和己酸是检测到的最重要的酸类化合物，他们具有较高的相对含量，其中液熏工艺的产品中乙酸的相对含量达到了7.53%，这与烟熏液本身的风味是吻合的，是在烟熏液加工过程中形成的。

通过对比可知，传统烟熏工艺牛肉香肠的挥发性风味物质在种类和数量上都有明显的优势，液熏工艺的牛肉香肠虽然也具有较浓郁的烟熏风味，但是与传统的木熏工艺产品还有差距，需要进一步改进烟熏液的生产工艺，提高烟熏液的产品质量。

2.5 烟熏方式对烟熏清真牛肉香肠货架期的影响

图5 37 5 37（A）、32 ℃32 （B）和 27 ℃ 27 （C）条件下烟熏清真牛肉肠的菌落变化曲线Fig.5 Bacterial change curves of smoked Muslim beef sausages stored at 37 (a), 32 (b) and 27 (c) ℃

由图5可知，没有经过烟熏工艺的产品在37、32 ℃和27℃的货架期分别为1.85、3.55 d和5.88 d，传统木熏工艺的产品在37、32 ℃和27 ℃的货架期分别为7.7 8、4.2 2 d和2.4 2 d，液熏工艺的产品37、32 ℃和27 ℃的货架期分别为8.2、4.79 d和2.58 d，根据公式得到Q未熏=1.79，Q木熏= 1.79，Q液熏=1.78，通过计算得到未熏产品、木熏产品和液熏产品在4 ℃条件下的货架期分别为86、114、118 d。通过分析结果可以发现，与没有经过烟熏工艺的产品相比，两种烟熏工艺都可以延长产品的货架期，但是木熏工艺和液熏工艺的产品的保质期差别不大，理论上仅有4 d的差别，说明烟熏液在延长产品货架期方面具有与传统木熏工艺相似的效果。

3 讨 论

两种烟熏工艺对产品的色泽、风味和货架期都有一定的改善，但是都增加了有害物质苯并（a）芘的含量。通过货架期的比较可以发现，两种烟熏工艺都可以延长产品的货架期，而且不同烟熏工艺产品的货架期相差很小；传统的木熏工艺产品的色泽柔和自然、风味清新，烟熏特征挥发性风味物质种类和含量丰富；液熏工艺的产品色泽鲜亮、风味浓郁，烟熏特征挥发性风味成分较少；但是液熏工艺产品中苯并（a）芘的含量明显低于传统木熏工艺的产品。

酚类物质作为烟熏特征性风味成分，是两种烟熏方式产品最重要的评价指标之一，从分析结果可知，从酚类物质的种类、数量和愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚等关键性烟熏风味物质的含量方面，木熏工艺的产品都占有明显的优势。液熏工艺的产品中酮类化合物的含量要高于木熏工艺的产品，使产品的色泽更加鲜艳。因此，酚类化合物和酮类化合物分别从烟熏风味和烟熏色泽两方面对产品品质造成影响，决定着烟熏品质的优劣。

目前，烟熏液的使用范围越来越广，但通过研究发现，目前采用烟熏液生产的产品，其风味还有待提高。烟熏液由于其有害物质含量低、使用方便、便于自动化工艺的开展等优势得到企业的重视和喜爱，但是烟熏液加工过程中风味物质的缺失在一定程度上限制了烟熏液的使用范围，阻碍了烟熏液产业的进一步发展。为了提高烟熏液在肉制品中的应用范围和应用效果，必须提高烟熏液的产品质量，改进烟熏液的生产工艺，使烟熏液生产的产品更接近于传统木熏工艺的产品，为烟熏技术的现代化提供技术支撑。

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Effects of Smoking Methods on the Quality of Muslim Beef Sausages

ZHAO Bing1, WANG Jing2, QI Biao1, CHEN Wen-hua1, QU Chao1, AI Ting1, QIAO Xiao-ling1,*
(1. China Meat Research Center, Beijing Academy of Food Sciences, Beijing 100068, China; 2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

In order to provide a technical support for improved production of liquid smoked Muslim beef sausages, the effects of traditional wood smoking process and modern liquid smoking process on the quality of smoked Muslim beef sausages were evaluated with respect to the differences in sensory evaluation, color, benzo(a)pyrene, volatile flavor compounds and shelf life. The results indicated that traditional wood smoking process had an obvious advantage on the flavor of smoked products. The relative content of phenolic compounds in traditional wood smoked sausages was 16.95%, but only 11.58% in liquid smoked sausages. In contrast, modern liquid smoked products had an obvious advantage on benzo(a)pyrene. There was 2.84 μg/kg benzo(a)pyrene in sausages subjected to traditional smoking for 40 min, but only 0.95 μg/kg in sausages subjected to liquid smoking with 4 replicates. While, in terms of color and shelf life, there was no obvious difference. Therefore, further improvement of flavor ingredients in liquid smoked products should be conducted to make them closer to the traditional wood smoked products, thereby improving smoked Muslim beef sausage quality and the market share of liquid smoked products.

Muslim beef sausage; smoking; flavor substance; benzo(a)pyrene; shelf life

TS251

A

1002-6630（2014）02-0023-07

10.7506/spkx1002-6630-201402005

2013-09-22

“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAK17B07）

赵冰（1986—），男，工程师，硕士，研究方向为肉类食品加工与安全。E-mail：zhaobtg@163.com

*通信作者：乔晓玲（1964—），女，教授级高级工程师，本科，研究方向为肉品加工技术。E-mail：cmrcsen@126.com