摘 要:以清酱肉为研究对象,从水分活度、剪切力、色泽分析、挥发性风味物质组成和电子鼻分析角度研究清酱肉加工过程中理化特性及风味品质的变化。结果表明:随着加工的进行,清酱肉水分活度整体呈下降趋势;剪切力呈上升趋势且在成熟阶段后升高较为明显;色泽中亮度值和黄度值呈现逐渐降低的趋势,而红度值则先降低后升高;清酱肉挥发性风味物质数量呈现递增的趋势,其中醛类化合物及酯类化合物作为重要的呈味物质呈现逐渐上升的趋势,样品成熟后的酯类化合物含量高达43.59%,醇类化合物相对含量则逐渐减少,酮类化合物及酚类化合物含量变化不大。运用电子鼻技术分析可较好地区分各加工阶段清酱肉的挥发性气味,而利用线性判别分析发现成熟6 d后的样品数据具有一定的相似性。
关键词:清酱肉;剪切力;色泽;风味
Abstract: The changes in the physicochemical properties and flavor quality of pickled sauced meat during processing were examined with respect to water activity, shear force, color analysis, volatile flavor composition and electronic nose analysis. The results showed that water activity presented a gradual decline trend during the processing of pickled sauced meat. In the meantime, shear force exhibited a gradual upward trend, especially during the ripening stage. The color parameters L* (lightness) and b* (yellowness) gradually declined, while a* decreased at first and then increased slightly. The number of volatile compounds increased as well as the contents of aldehydes and esters as important flavor compounds during processing. The content of esters in the mature product was as high as 43.59%, whereas the relative content of alcohols gradually decreased. However, no obvious changes were observed for ketones and phenols. At the same time, it was found that pickled sauced meat collected at different processing stages could be distinguished by electronic nose, and the data obtained from samples ripened for six days shared a similarity to each other by linear discriminant analysis (LDA).
Key words: pickled sauced meat; shear force; color; flavor
DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704006
中圖分类号:TS251.94 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2017)04-0029-07
引文格式:
李迎楠, 刘文营, 贾晓云, 等. 清酱肉加工过程中理化特性及风味品质的变化分析[J]. 肉类研究, 2017, 31(4): 29-35. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704006. http://www.rlyj.pub
LI Yingnan, liu Wenying, JIA Xiaoyun, et al. Changes in physicochemical properties and flavor quality of pickled sauced meat during processingng[J]. Meat Research, 2017, 31(4): 29-35. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201704006. http://www.rlyj.pub
清酱肉历史悠久,为地方名特产,其产品色泽红绛、清香微腻、香味持久、风味独特,具有较高的研究价值。清酱肉属我国传统腌腊肉制品,多以五花猪肉为原料,加工工艺主要经由盐腌、酱腌、烘干及风干等步骤,食用前需蒸熟或煮熟。清酱肉在加工过程中受到温度、湿度、微生物及内源酶等因素作用的影响,内部会发生复杂的变化,形成特有的主体风味[1]。
近年来,许多学者对腊肉加工过程中理化性质及风味物质的变化进行了研究。Huang Yechuan等[2]研究了腊肉在烟熏过程中游离脂肪酸的变化,发现低温烟熏效果较好,风味浓郁;李林等[3]根据主体风味物质的变化规律,确定了老腊肉的最佳低温烟熏时间为10 d;朱建军等[4]研究表明,黔式腊肉在加工过程中水分、酸价、过氧化值、游离氨基酸等理化指标均有不同程度的变化;尚永彪等[5]以重庆农家腊肉为研究对象,分析了不同阶段酚类、醇类、醚类等化合物种类及含量的变化。
但是关于清酱肉的研究相对较少,张顺亮[6]、郝宝瑞[7]
等探讨了不同腌制工艺对清酱肉理化特性的影响,但并未对清酱肉加工过程中风味品质的变化进行分析。
本研究以清酱肉为对象,通过质构仪、气相色谱-质谱(gas chromatograph-mass spectrometery,GC-MS)联用和电子鼻等分析手段,探讨了清酱肉加工过程中水分活度、剪切力、色泽及特征风味等指标变化,分析其变化规律,为清酱肉工业化生产及产品质量的提高提供理论支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
精品五花猪肉 北京中瑞食品有限公司;清酱肉加工辅料 中国肉类食品综合研究中心香辛料部。
1.2 仪器与设备
TRACE 1310 GC-TSQ8000 MS气相色谱质谱仪 美国
Thermo公司;PEN3型便携式电子鼻传感器 德国Airsense公司;色彩色差计 柯尼卡美能达(中国)投资有限公司;TA.XT plus质构仪 英国Stable Micro System公司;BYXX-50煙熏箱 嘉兴艾博实业有限
公司;HWS型恒温恒湿培养箱 上海森信实验仪器有限公司;旋转按摩机 日本双叶电子工业株式会社。
1.3 方法
1.3.1 清酱肉加工工艺流程
选取肥瘦比约为1∶1的精品五花猪肉为原料,除去筋膜备用,修整为长30 cm、宽4 cm、厚3 cm的肉条。将白砂糖、食盐、味精等辅料与原料肉混合均匀,置于真空滚揉机中腌制,辊揉综合时间为12 h;将酱料、曲酒等辅料加入滚揉机中继续辊揉12 h;烟熏炉50 ℃烘干1 h;将烘干的肉放入恒温恒湿箱中成熟,温度15 ℃、相对湿度45%,成熟15 d后真空包装,共进行3 批次实验。
1.3.2 水分活度测定
采用水分活度仪检测清酱肉加工过程中水分活度的变化,每批次样品测定3 次,取平均值[7]。
1.3.3 剪切力测定
采用TA.XT plus质构仪进行测定,测试采用切刀探头,力臂25 kg,测前速率为5 mm/s,进刀速率为10 mm/s,
进刀距离为20 mm[8]。将样品沿着垂直纤维的方向切成2 cm×1 cm×1 cm的长方体,每批次样品取3 次,
取平均值。
1.3.4 色泽测定
采用色彩色差计进行测定,记录亮度值(L*)、红度值(a*)及黄度值(b*)[9]。每批次样品取2 个不同的切面,每个切面取3 点,取平均值。
1.3.5 固相微萃取-GC-MS法测定挥发性风味物质
固相微萃取条件:取3 g清酱肉样品,50 ℃水浴预热30 min,将固相微萃取针头插入样品瓶中,萃取30 min,插入GC-MS进行分析[9]。
GC条件:TG-5毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);载气He(99.99%);流速1.0 mL/min。升温程序:进样口温度250 ℃;柱温起始40 ℃保持3 min,以5 ℃/min升温到200 ℃,再以10 ℃/min升到220 ℃保持1min。
MS条件:传输线温度240 ℃;离子源温度260 ℃;扫描范围40~600 u;扫描方式为全扫描。
1.3.6 电子鼻传感器检测
PEN3型电子鼻传感器由10 种金属氧化物半导体型化学传感元件组成,如表1所示。每种传感元件对应的敏感物质类型不同。在清酱肉加工过程中,不同阶段得到的风味物质产物不同,在传感器上则会呈现不同的气味感应信号[10]。准确量取1 g清酱肉样品,室温平衡30 min,传感信号在60 s后基本稳定,采集时间为70 s[11]。
1.4 数据处理
GC-MS数据分析:通过检索NIST和Willey谱库,对不同样品中挥发性组分进行定性分析,并根据面积归一化法求得各成分相对含量。
电子鼻分析数据分析:运用Winmuster软件对数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)。
利用Excel进行数据的整理和分析,采用SPSS 17.0数据处理软件进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 清酱肉加工过程中水分活度的变化
水分活度是影响清酱肉风味和口感的主要因素,水分活度过高促进大部分微生物的生长[13],降低产品贮藏稳定性,而过低则会导致产品组织坚硬,影响产品的品质。由图1可知,清酱肉在加工过程中,水分活度值整体呈现下降趋势,在烘干阶段后下降较为显著
(P<0.05),而成熟9 d后水分活度值下降较为平缓,且有平衡的趋势,这可能是由于烘干阶段后,表面温度的升高使得产品表面蛋白质变性硬化,增加了内部水分传递的阻力[14]。清酱肉产品的最终水分活度为0.745,这略低于张顺亮等[6]的研究结果,可能是由于不同批次的猪五花肉原料本身对终产品的水分活度的影响。
2.2 清酱肉加工过程中剪切力的变化
剪切力的大小在一定范围内反应肉的嫩度[15]。由图2可知,清酱肉成熟后剪切力为128.93 N,清酱肉的剪切力在整个加工过程中呈现上升的趋势,这与清酱肉水分活度的变化有一定的相关性。在成熟阶段开始后升高较为明显(P<0.05),而后在成熟12 d后趋于平衡,可能是由于随着加工时间的延长,渗透压升高导致样品脱水严重,样品的紧实感加强[16]。清酱肉属于传统腌腊肉制品,适当的硬度可增加产品的可接受性。
2.3 清酱肉加工过程中色泽的变化
肌肉色差值中L*和a*最能反映脂肪氧化和总体可接受程度。由图3可知,清酱肉的L*在整个加工过程呈现逐渐降低的趋势,表明样品的颜色呈现加深的趋势,特别是烘干后阶段后L*降低显著(P<0.05),可能是温度的改变导致部分生物化学反应的变化。成熟终点时L*明显低于成熟3 d时,可能是由于清酱肉在环境中与氧接触,发生缓慢氧化所引起的[17]。但在加工过程中,L*变化不明显;清酱肉的a*前期有略微下降,而后逐渐升高,至终点时有平衡的趋势,在低水分含量条件下,促使脂肪的水解等反应,水解产物对产品的色泽产生一定的影响[18];b*与L*的变化趋势较为相似。
2.4 清酱肉加工过程中风味物质的变化
挥发性物质是影响腊肉制品风味特征的主要因素。由表2可知,不同加工阶段的清酱肉样品经GC-MS分析,挥发性风味物质相对含量分别为79.35%、79.47%、81.25%、82.75%、83.51%、87.49%、91.44%,整体呈现递增的趋势,这可能是随着时间的延长,清酱肉在微生物及内源酶的作用下,肉中的蛋白质及脂肪等发生一系列复杂的化学变化所引起的。
在清酱肉整个加工过程中,醇类化合物相对含量最高,并且随着加工阶段的进行,有逐渐减少的趋势,在成熟3 d后下降较为明显,其中乙醇相对含量表现较为显著,这可能与醇类物质发生酯化反应或者氧化反应有关。醇类化合物在挥发性物质中所占比重较大,且不饱和醇的阈值相对较低[19],故对清酱肉的整体风味的形成有一定的贡献[20]。其中相对含量较高的为乙醇,其前3 个阶段高达40%以上,这是由于清酱肉的腌制阶段需要加入一定比例较高浓度白酒所引起的。白酒不仅可以产生特殊的风味,而且具有防止腐败变质的作用[4]。样品中异戊醇带有醇香及醚香;糠醇表现出甜香、面包香及咖啡香;而苯乙醇则具有木香及栀子香气[21]。
从7 个加工阶段清酱肉样品中共检测出15 种醛类风味物质,除烘干前其余加工阶段样品均含有10 种以上,随着加工阶段的进行,醛类物质的总含量呈逐渐上升的趋势,成熟结束后样品的醛类化合物相对含量为5.66%,而烘干前样品醛类物质含量相对较低。醛类物质是腊肉重要的呈味物质,具有较强的挥发性和脂肪香味[22]。其中乙醛、己醛、壬醛、苯甲醛及苯乙醛均随着加工过程不断上升,这些物质多为脂肪的氧化和降解产生的[23],表现出清香、果香、坚果香气及脂肪香气。糠醛是重要的醛类化合物,被认为可能与苯丙氨酸的Strecker降解有关[24],具有焦糖香、甜香及面包香,而3-甲硫基丙醛则表现出肉香。
酮类化合物的含量相对较低,但其对肉类风味仍有一定的贡献[25]。清酱肉加工阶段前期,酮类化合物含量变化不大,在成熟9 d后,其含量出现上升的趋势,这可能是由于成熟后期脂肪氧化加剧所引起的[3]。在所有酮类化合物中,3-羟基-2-丁酮为清酱肉的特征风味化合物,其含量反应了酮类化合物总含量的变化趋势,表现为甜香及奶制品香。
羧酸类化合物对清酱肉风味的贡献不大,在整个加工阶段,酸类化合物含量均较低,有利于延长保藏时间[26]。
烘干前样品酸类化合物含量略高于其他组,可能是与部分酸类物质参与了后续的酯化反应有关。丁酸和己酸均带有一定刺激、酸败等气味。
酯类化合物的形成主要是由于微生物作用下醇类和羧酸类的酯化反应[27],而曲酒中的乙醇則是发生酯化反应的重要物质。酯类化合物可赋予肉制品浓郁的酯香特征风味,在整个加工过程中,共检测出38 种酯类化合物,其总含量随加工阶段的进行呈上升趋势,成熟5 d后尤为明显,样品成熟后的酯类化合物含量高达43.59%,各样品酯类物质种类相差不大。乙酸乙酯、丁酸乙酯、异戊酸乙酯、己酸乙酯等主要的挥发性风味物质均随着加工阶段的进行呈上升趋势;而2-羟基丙酸乙酯、辛酸乙酯和山梨酸乙酯则在成熟3 d后明显增多。样品中相对含量较高的己酸乙酯具有强烈的甜的果香及酒香,且香气持久、扩散性好;丁酸乙酯则表现为有强烈的水果香。
酚类化合物为烟熏类肉制品的典型特征风味,清酱肉加工过程中并没有烟熏工艺,在整个加工过程中酚类化合物含量较低,各工艺间差别不大。酚类化合物在肉制品中具有抗氧化、抑菌防腐、护色等作用[28],愈创木酚、2,6-二甲氧基苯酚等均表现出甜香、药香及木香。其他化合物中2-乙酰基吡咯具有核桃、甘草及烤面包的香气,苯并噻唑是成熟开始后出现的,主要表现为肉香、咖啡及坚果香。
2.5 清酱肉加工不同阶段电子鼻测定结果
利用电子鼻技术从整体香气成分水平上对不同加工阶段清酱肉进行主成分分析(PCA)和线性判别式分析(LDA)。由图5A可知,PC1、PC2的方差贡献率分别为67.28%和12.29%,总贡献率为79.57%,PCA分析中各组数据点均分布在各自的区域内,且无重叠现象,说明不同阶段清酱肉样品的挥发性气味有较大差异性。在GC-MS分析结果中,不同加工阶段的清酱肉样品风味物质含量及种类有较大的差别,这与电子鼻分析结果较为一致,这是由于随着时间的延长,清酱肉中微生物及内源酶均会引起样品风味的变化。由图5B可知,LD1、LD2的方差贡献率分别为38.92%和29.15%,总贡献率为68.07%,LDA分析中成熟6 d后的4 个样品数据有部分重叠,说明成熟6 d后的样品数据具有一定的相似性。
3 结 论
清酱肉在加工过程中水分活度整体呈下降趋势,产品的最终水分活度为0.745;加工过程中的剪切力呈上升趋势,成熟阶段开始后升高较为明显;清酱肉的L*和b*在整个加工过程呈现逐渐降低的趋势,a*则整体呈现先降低后升高的变化。
GC-MS分析结果显示,随着加工的进行,清酱肉挥发性风味物质呈现递增的趋势。其中醇类化合物有逐渐减少的趋势;而醛类化合物及酯类化合物则呈现逐渐上升的趋势;酯类化合物的种类较多,样品成熟后的酯类化合物含量高达43.59%,乙酸乙酯、丁酸乙酯等主要的挥发性风味物质均随着加工阶段的进行呈上升趋势;酮类化合物及酚类化合物含量变化不大,其中酚类化合物含量较低。
运用电子鼻技术分析可较好地区分各加工阶段清酱肉的挥发性气味,而利用LDA分析可发现成熟6 d后的样品数据具有一定的相似性。
传统腌腊肉制品因其独特的风味深受人们喜爱。目前,我国腌腊肉制品的工业化程度较低,缺乏理论指导,产品存在风味差、色泽不稳定等问题[29]。本研究通过分析清酱肉加工过程中水分活度、剪切力、挥发性风味物质等指标,为清酱肉风味的提高、产品的保藏等方面提供理论依据,有关辅料的选择等因素对清酱肉风味的影响有待进一步研究。
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