低脂型膳食纤维发酵香肠的研究

西北农林科技大学食品科学与工程学院 陕西杨陵 712100

随着人们生活水平的日益提高，肉类食品已成为人们饮食结构中重要的组成部分[1]。香肠制品更是由于方便、口感好、耐贮藏等各种优点广受消费者喜爱[2]。但其脂肪含量普遍较高,几乎不含膳食纤维、维生素等物质,过多的食用会导致消费者患上肥胖症、糖尿病、高血脂等疾病，对自身健康不利[3]。玉米是中国及全球第一大作物，是食品工业中重要的加工原料，其中含有多种营养素，营养价值很高[4]。陕西省猕猴桃产量占全国总产量的二分之一，但大多以鲜果销售为主，导致了产业链条不长。因此，猕猴桃精深加工以及后续开发利用还有很大的提升空间[5]。猕猴桃渣作为猕猴桃汁的加工废弃物，是种良好的膳食纤维生产原料，提取率可达78.57%[6]。因此，本研究选择这两种辅料作为膳食纤维的来源，可以提高原料利用率及产品附加值。膳食纤维是一些高分子聚合物，不易为人体所消化和吸收，具有良好的保水、保油和凝胶性能，可以降低热量，同时会使产品具有丰厚、润滑的口感，是理想的模仿脂肪感官特征的脂肪代用品[7]。

本文将以上两种辅料添加到香肠制品中，研制出一种高膳食纤维、低脂肪、低热量的香肠制品。该产品的研发不仅能为广大消费者提供一种更健康的食品，同时也可提高玉米、猕猴桃的综合利用价值，增加玉米、猕猴桃加工企业的经济效益。因此，本研究具有重要的现实意义和社会意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪前腿肉(肥瘦比为3∶7)、玉米糁(过16目筛)、猪肠衣、水、食盐、白砂糖、料酒、味精、白胡椒粉、五香粉等购自超市；

猕猴桃渣(干燥、粉碎后过16目筛)来源于本课题组榨猕猴桃汁后的废弃残渣，所有原料均为食品级。

乙醚(分析纯),四川西陇科学有限公司；

热稳定α-淀粉酶，上海源叶生物科技有限公司；

碱性蛋白酶，上海源叶生物科技有限公司；

糖化酶，北京索莱宝科技有限公司；

MES一水合物，上海笛医生物科技有限公司；

其余分析试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

分析天平，梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司；

全自动凯式定氮仪，上海沛欧分析仪器有限公司；

双光束紫外可见分光光度计UV1900，上海佑科仪器仪表有限公司；

色度仪Ci7600，爱色丽(上海)色彩科技有限公司；

物性测定仪，英国Stable Micro systems公司；

索氏提取仪(脂肪测定仪)SOX406，济南海能仪器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 试验方案设计

以玉米糁含量(5%，10%，15%，20%，25%)和猕猴桃渣含量(5%，10%，15%，20%，25%)为单因素实验条件，考察其对发酵香肠感官品质、脂肪含量和硫代巴比妥酸值(Thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)的影响。基于单因素实验结果，以玉米糁、猕猴桃渣添加量为试验因素，每个因素设定3个水平，采用L9(34)正交表确定试验方案，其中各水平数为占每100g香肠制品的百分比[8]，进行正交试验后评选出最优配方组合，具体见表1。

表1 正交试验因素及水平

1.3.2 感官评定

参与感官评定的人员共12名，他们在严格的感官评定条件下(饱腹度适宜，无交流，心情稳定)对不同试验组香肠的外观、组织形态、香气和风味进行感官评定[9]，具体评定标准见表4。

表2 感官评定标准

Table 2 Criteria of sensory evaluation

权重优(8～10分)良(5～7分)中(3～4分)差(3分以下)外观(0.2)表面呈棕色或深棕色,颜色均匀,色泽柔和,香辛料与添加物颗粒细小、分布均匀表面呈棕色或深棕色,颜色较均匀,色泽较柔和,香辛料与添加物颗粒细小、分布较均匀表面呈棕色或深棕色,颜色不够均匀,色泽不够柔和,香辛料和添加物颗粒细小、分布不够均匀色差较大,颜色不均匀,色泽较差,香辛料颗粒粗大,分布不均组织形态(0.2)形态完整,组织紧密有弹性,可见肉质纤维形态完整,组织紧密较有弹性,可见肉质纤维形态完整,组织紧密,结构较硬,肉质纤维不可见组织结构呈絮状,结构较硬,肉质纤维不可见香气(0.3)发酵香味浓郁,各品种具有其独特的香味发酵香味较浓郁,各品种具有其独特的香味发酵香味较浓郁,各品种香味差别不大发酵香味不浓,各品种没有独特香味风味(0.3)酸度适中,咸甜适口,结构柔韧,肠衣柔软酸度较为适中,咸甜适口,结构较为柔韧,肠衣柔软口味偏酸,咸甜较为适口,结构较粗糙,肠衣偏硬口味较酸,有异味,结构偏粗糙,肠衣较硬

1.3.3 理化指标的检测

香肠制作结束当天记为0d，取贮藏0、7、14、21、28d的香肠样品，测定其pH值、菌落总数以及TBARS值。在贮藏的第30天取样进行质构及感官的评定，加权算得每组样品的分数。选取分数最高的一组样品与对照组进行水分、灰分、蛋白质、脂肪、膳食纤维含量的比较。

水分、灰分、蛋白质、脂肪、膳食纤维含量，pH值、菌落总数分别采用GB5009.3-2016[10]、GB5009.4-2016[11]、GB5009.5-2016[12]、GB5009.6-2016[13]、GB5009.88-2014[14]、GB5009.237-2016[15]、GB4789.2-2016[16]。TBARS值的测定参考陶姝颖[17](2012)等人的方法。

1.4 加工工艺

1.4.1 加工工艺流程[18]

猪肉的修整与处理→猪肉绞制→搅拌腌制→添加配料→灌肠结扎→自然发酵→蒸煮冷却→成品→质量检验。

1.4.2 工艺操作要点

1.4.2.1 肉的选择与处理

挑选通过卫生检验的新鲜猪前腿肉作为加工的原料，并统一绞制成4mm×4mm×4mm的微小肉块备用。

1.4.2.2 腌制

参考许文清[19](2007)等方法，将配料按照固定比例(以100g香肠为例，料酒5g，食盐1.9g，糖1.2g，五香粉0.4g，白胡椒粉0.25g，味精0.08g，花椒粉0.05g。)添加至肉块中。味精可以提升香肠的鲜味；料酒可以去除生肉的味道，软化香肠的质地；盐、糖除了调节风味还可抑制腐败菌、致病菌的生长[20]。将配料与肉块搅拌均匀后腌制，腌制时间为24h，腌制温度为4℃。

1.4.2.3 灌制与填充

将腌制好的肉块均匀灌至经过提前处理的猪肠衣中。灌肠不宜太紧或太松，过紧易致使肠衣破裂，过松则会在肠内留有空气，致使香肠紧实度下降[21]。每根肠长约10cm，灌好后用针在香肠表面扎破数孔，将肠内残留空气全部排出。

1.4.2.4 晾晒与蒸煮

将香肠悬挂后，于20℃进行晾晒，使其自然发酵。注意悬挂间隔，保证空气流通。注意控制温度及湿度，保证环境因素相同。进行指标测定前，将香肠与100℃下蒸煮30min，冷却后即得成品。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果及分析

相同条件下贮藏7d后，对各处理组进行感官、脂肪含量以及TBARS值的测定，具体单因素实验结果见图1。玉米糁处理组随添加量的增加质地逐渐变硬，口感粗糙度上升，脂肪氧化程度、脂肪含量均有所降低。当玉米糁添加量达到20%以上时，香肠中心部位由于水分含量低出现了中空的现象，横切面色泽发暗。综合三个指标的结果选取玉米糁添加量为5%、10%、15%三个水平进行后续正交试验。加入猕猴桃渣后香肠水分含量变高，随着添加量逐渐增加，不仅导致发酵香肠不宜成型酸味较明显，且色泽与对照组差异较大，降低了香肠的感官品质。TBARS值显著减小，说明加入猕猴桃渣后可以明显降低脂肪氧化程度。同时，脂肪含量也明显下降。综合以上结果最终选取猕猴桃渣添加量为5%、10%、15%三个水平进行后续正交试验。

图1 单因素实验结果(a:感官评定；b:TBARS值；c:脂肪含量)Fig.1 Single factor experiment results (a: sensory evaluation;b: TBARS;c: fat content)

2.2 正交试验结果及分析

根据选定的单因素实验水平，进行玉米糁含量、猕猴桃渣含量的两因素三水平正交试验，对感官评定、质构、菌落总数、脂肪氧化程度四个指标进行分数换算后，加权得到综合分数，从而选出最优处理组合，其试验设计与结果如表3所示。

表3 正交试验设计及结果

从表3中可以看出，两个因素的主次顺序为：玉米糁含量>猕猴桃渣含量。九组处理中加权分数最高为93.14分，推断出制备香肠样品的最优组合为A2B1，最佳制备工艺为玉米糁含量10%，猕猴桃渣含量5%。因此，最终选择4号香肠进行指标测定。

2.3 贮藏期最优处理组香肠理化指标的变化

2.3.1 贮藏期最优处理组香肠pH值的变化

pH值是衡量香肠腐败变质程度的重要指标。由于香肠不断发酵，其中的乳酸菌分解碳水化合物产生乳酸，导致pH值逐渐降低[22]，并成为优势菌种，抑制致病菌和腐败菌生长，从而延长保质期[23]。如图2所示，对照组(CK)的pH值始终高于处理组。除第14天外，其余天数内两组间无显著差异(p>0.01)。这说明添加了玉米糁和猕猴桃渣之后对香肠自身的pH值无影响。且较低的pH值可以加快产品干燥速度，更好的凝结蛋白质，使香肠更易切片。此外，还会加速亚硝酸盐的分解，降低亚硝酸胺的生成量[24]。

图2 贮藏期发酵香肠pH值的变化Fig.2 Changes of pH of fermented sausage during storage period

2.3.2 贮藏期最优处理组香肠TBARS值的变化

TBARS值反映了香肠中油脂氧化程度。如图3所示，两组的TBARS值均有所增加。0～7d内，处理组的TBARS值始终略高于对照组。从第7天起，对照组TBARS值大幅度增加，且明显高于处理组。通过软件处理得出结论，两组处理间有显著差异。整体来看，处理组的TBARS值变化较平缓，这与Perez-Burillo[25](2019)等研究一致，即在香肠中添加膳食纤维可以提高香肠的抗氧化性以及微生物发酵过程中产生的短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)的数量。

图3 贮藏期发酵香肠TBARS值的变化Fig.3 Changes of TBARS of fermented sausage in storage period

2.3.3 贮藏期最优处理组香肠菌落总数的变化

自然发酵的肉制品中，发酵所用的微生物源于原料肉及环境，主要是乳酸菌[26]。在发酵的第7天，两组的菌落总数均达到最高值，分别为5.96lgcfu/g、5.95lgcfu/g，均未超过腐败水平(6.00lgcfu/g)[27]。第7～21天，两组菌落总数的变化均缓慢降低。这是由于营养物质、水分含量不断减少、盐的浓度不断上升，微生物的生长受到抑制后数量缓慢下降(见图4)。这也与杜莎[28](2017)、Arief[29](2014)等研究结果相似。此外，处理组的菌落总数始终小于对照组。Fernandez[30](2013)等研究中曾指出在香肠中添加一定量的柑橘纤维可对微生物起到抑制作用。结论与本实验结果一致，可说明本实验中所用膳食纤维同样有一定的抑菌作用。

图4 贮藏期发酵香肠菌落总数的变化Fig.4 Changes of total bacteria count of fermented sausage in storage period

2.3.4 最优处理组香肠水分、灰分、蛋白质含量与对照组的比较

取贮藏28d的肉样进行检测，结果如图5所示：处理组与对照组间灰分、蛋白质含量均有显著差异(p<0.01)，这是由于处理组肉的添加量低于对照组，从而导致蛋白质含量有所降低；灰分含量的降低是由于添加了膳食纤维后香肠脂肪含量降低所导致的，这与Clair[31](2016)等研究结果一致。处理组的水分含量显著高于对照组(p<0.01)，这说明添加玉米糁和猕猴桃后，香肠的持水力有所增加。Besbes[32](2008)、Zhuang[33](2016)等研究中也发现，加入豌豆、小麦、甘蔗的膳食纤维后，香肠的持水力也同样有所上升。

图5 发酵香肠中灰分、蛋白质、水分含量的变化Fig.5 Changes of ash, protein and moisture content in fermented sausage

2.3.5 最优处理组香肠脂肪、膳食纤维含量与对照组的比较

取贮藏28d的肉样进行检测，结果如图6所示：处理组与对照组间脂肪含量有显著差异(p<0.01)，即处理组脂肪含量明显低于对照组，说明按照一定比例添加玉米糁和猕猴桃渣之后可以明显降低香肠的脂肪含量。两组处理间膳食纤维含量同样存在显著差异(p<0.01)，即对照组中不含膳食纤维，处理组的膳食纤维含量为2.50%。Ríos-Covián[34](2016)等研究中提到，在香肠中添加膳食纤维还可以增加SCFAs的产量，而SCFAs对人体十分有益，有预防结肠癌、抑制肥胖等作用。

图6 发酵香肠中脂肪、膳食纤维的变化Fig.6 Changes of fat and total fiber content in fermented sausage

3 结论

实验表明，在香肠中添加玉米糁和猕猴桃渣是可行的。通过两种不同添加量辅料对多项指标影响的极差分析，得出最佳配方组合为：玉米糁10%，猕猴桃渣5%。在这一添加水平条件下，处理组的各指标均接近或优于对照组。处理组香肠增加了膳食纤维的含量、降低了脂肪的含量、提高了香肠的持水力和抗氧化性，且具有一定的抑菌作用。玉米糁和猕猴桃渣的添加，减少了猪肉的用量，具有一定的营养价值，并提供了一种新型农业加工副产品的利用方法。不仅改善了传统发酵香肠的风味，还提高了经济效益，具有广阔的发展前景。