玫瑰花提取液对发酵香肠品质的影响

黄业传,王洋,彭春雷

1(荆楚理工学院 生物工程学院,湖北 荆门,448000) 2(西南科技大学 生命科学与工程学院,四川 绵阳,621010)

随着生活水平的不断提升,人们对食品安全问题愈加重视,健康是食品消费的必然追求,品质消费成为食品消费升级的重要方向[1]。国内外肉制品加工过程中亚硝酸盐的使用依然普遍,在肉制品加工中占据“统治”地位。亚硝酸盐是发酵香肠常用的发色剂,可以赋予香肠良好的色泽,同时还具有抑制致病菌、抗氧化、改善风味和质地等作用[2-4]。然而亚硝酸盐具有一定的毒性,其产生的亚硝酸还能与胺类物质结合生成强致癌物质亚硝胺[5],对人体健康带来严重威胁。鉴于亚硝酸盐对人体的危害,控制其在发酵香肠中的含量对于食品安全极为重要,因此低硝肉制品已逐步成为消费大趋势。考虑亚硝酸盐在肉中的各种重要作用,可将亚硝酸盐替代物分为发色类、抑菌类、抗氧化类和改善风味类等。常用的肉类发色作用替代物有红曲色素、甜菜红和亚硝基血红蛋白等,抑菌作用替代物有山梨酸(钾)、乳酸链球菌素和乳酸菌等,抗氧化作用替代物有茶多酚、植物提取物等,特殊风味作用替代物有(乙基)麦芽酚和提味辅料等[6-7]。为了达到理想的替代效果,通常将这几种替代物搭配使用。另外,也有学者用接种乳酸菌以降低肉制品中亚硝酸盐[8]。关于香肠中亚硝酸盐替代物的研究也有较多的报道[9-10]。

玫瑰花成分复杂,含有300多种植物化学成分,主要有花色素、黄酮、挥发油、不饱和脂肪酸、有机酸等生物活性物质[11]。玫瑰花色素是一种天然食用色素,广泛使用于糕点、饮料中,尤其是对酸性食品有着良好的护色效果。玫瑰花中黄酮类化合物含量较高,具有多种生物学调节作用,在抗氧化、抑菌、抗肿瘤、防治心脑血管疾病等方面效果显著[12]。玫瑰挥发油俗称玫瑰精油,具有怡人的玫瑰花香,也是玫瑰花风味的主要来源。目前玫瑰花在肉制品中的运用鲜有报道,玫瑰花在一定程度上可以发挥类似亚硝酸盐的作用,因此可以用于生产低硝发酵香肠,本文通过糖渍浸提法制备得到玫瑰花提取液,并添加至发酵香肠中以取代部分亚硝酸盐,从理化指标、电子鼻、色泽、质构和感官特性等方面进行分析评价,研究玫瑰花提取液对发酵香肠品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪后腿肉、猪背膘、味精、食盐、蔗糖、料酒、肠衣等,购于超市；新鲜墨红玫瑰花,采购于云南红河；SBM-52菌株,意大利SACCO公司；亚硝酸钠、氢氧化钾、亚铁氰化钾、乙酸锌、碘化钾、四硼酸钠、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、盐酸、冰乙酸、无水乙醇、亚硝酸钠、乙醚、三氯甲烷、无水硫酸钠、可溶性淀粉、酚酞、硫代硫酸钠,成都科龙试剂厂；无水柠檬酸(食品级),河南万邦实业有限公司；复合磷酸盐(食品级),徐州恒世食品有限公司。

1.2 仪器与设备

DJQQLS128-C强力台式绞切两用机,如东垣悦食品机械厂；NH 300色差仪(光源为D65),深圳市三恩时科技有限公司；PHS-2F型pH计,上海仪电科学仪器股份有限公司；UV 1000单光束紫外可见光分光光度计,上海天美科学仪器有限公司；TA.X plus物性测试仪,英国SMS公司；PEN3电子鼻,德国 Airsense 公司；JC-HD型智能水分活度测量仪,青岛聚创环保集团有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵香肠的制作

1.3.1.1 基础配方

新鲜猪后腿肉和猪背膘(肥瘦比2∶8),其他成分均以肉重计,食盐2%、蔗糖1%、葡萄糖0.8%、复合磷酸盐0.2%、豆蔻粉0.06%、料酒2%、味精0.1%、姜粉0.1%、五香粉0.1%、白胡椒粉0.1%(均为质量分数),亚硝酸钠及玫瑰液根据试验设计添加,水分添加量控制在原料肉质量的20%以内。

1.3.1.2 工艺流程及操作要点

工艺流程如下所示：

操作要点：具体工艺细节参照王洋等[13]的方法。

(1)原料肉处理与绞碎：将猪背膘切成薄片并在-18 ℃下预冻,预冻好后与猪后腿肉一同搅碎(筛板孔径为10 mm)。

(2)玫瑰液的制备：取鲜玫瑰花瓣,洗净晾干并剪碎,与水和蔗糖按照1∶0.7∶1.5的质量比混合,随后加入0.3%质量分数的柠檬酸,于60 ℃条件下浸提1.75 h,随后进行榨汁,过滤冷却后即得玫瑰汁。

(3)腌制：加入各种调味料、辅料以及玫瑰液(按实验设计添加)并搅匀,于4 ℃腌制24 h。

(4)菌液制备：准确称量5.0 g脱脂奶粉和0.75 g葡萄糖溶于50 mL水中,并加入1.0 g SBM-52菌粉,搅匀后于室温下活化2 h。

(5)接种：对腌制结束后的原料进行接种,保证活菌数在107CFU/g以上。

(6)灌肠：接种后的肉料灌入天然猪肠衣内,用牙签排除肠体内的气体,每15～20 cm打一线结,同时用温水清除肠衣表面的残留物。

(7)发酵：发酵温度设置为30 ℃,湿度为80%,并对发酵过程中的pH值进行实时监控,当pH值降至5.1时结束发酵。

(8)烟熏：用烟熏炉40 ℃熏制45 min。

(9)干燥：65 ℃条件下干燥150 min。

(10)成品检验：真空包装后的成品置于4 ℃下保藏5 d后进行相关指标的测定。

1.3.1.3 实验设计方案

实验分为5组,按上述工艺制作发酵香肠,其中亚硝酸盐和玫瑰液在腌制中的添加量如表1所示。

表1 发酵香肠分组Table 1 Group of fermented sausages

1.3.2 发酵香肠基本理化指标的测定

1.3.2.1 亚硝酸盐残留的测定

参考国家标准GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中的分光光度法。

1.3.2.2 pH的测定

准确称取10.0 g研碎后的均匀样品于锥形瓶中,与90 mL蒸馏水混匀后放置于室温下浸提30 min,过滤,取上清液测其pH值。

1.3.2.3 水分的测定

参考标准GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法。

1.3.2.4 水分活度的测定

用水分活度仪进行检测,取2.0 g均匀切碎后的香肠,平铺压实于玻璃皿底层,并放入测试盒中进行测定,每组样品重复测定3次,取平均值。

1.3.2.5 酸价(acid value,AV值)的测定

参考钱峰等[14]的方法,称量试样3 g左右,置于锥形瓶中,随后加入50 mL乙醚-乙醇混合液(体积比为2∶1),摇匀,再滴加3滴酚酞指示剂,用0.1 mol/L的KOH溶液滴定,直至出现微红色且30 s内不消失,记下所消耗滴定溶液的体积,计算公式如(1)所示。

(1)

式中：V,滴定消耗的KOH溶液体积,mL；c,KOH滴定溶液浓度,mol/L；m,试样质量,g；56.1,KOH的摩尔质量,g/mol。

1.3.2.6 过氧化值(peroxide value,POV值)的测定

参考GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中的滴定法。

1.3.2.7 挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)的测定

参考GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中的自动凯氏定氮法。

1.3.3 电子鼻分析

将香肠去除肠衣并充分剁碎,准确称量1.0 g均匀的肉糜于15 mL顶空瓶中,用硅胶隔垫密封,于室温静置30 min后采用顶空吸气法进行分析。参数为：间隔时间1 s,传感器自动清洗时间80 s,归零时间10 s,进样准备时间5 s,采样测定时间100 s,进样流量300 mL/min。进样结束后利用Winmuster软件对测定数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA),为确保试验数据可靠性,选取较为平稳的85～87 s的数据点用于分析。

1.3.4 发酵香肠色差测定

色差仪校正后,将香肠切成2 cm厚的切片,用保鲜膜覆盖其表面,用镜口紧贴切面(镜口直径8 mm),测定其亮度值L*、红度值a*和黄度值b*,每个样品重复测定6次,取其平均值。

1.3.5 发酵香肠质构测定

将冷藏香肠在室温放置一段时间,温度达到室温后剥去肠衣,切成2 cm×2 cm×2 cm的立方体。选用P50探头,机器参数设定为：测前速率2.0 mm/s,测中速率1 mm/s,测后速率1 mm/s,压缩率为40%。为减少误差每批样品做6个平行,检测硬度、弹性、内聚性及咀嚼性等指标。

1.3.6 发酵香肠感官评定

参考黄金枝等[15]的方法并略作修改,由8位经感官评分学习的食品专业研究生组成评定小组,采用盲评计分方式及排序法进行评价。分别从外观、组织状态和口感3个方面进行评定,各指标评分的标准见表2。

表2 发酵香肠感官评价标准Table 2 Sensory scoring standards for fermented sausages

1.4 数据处理

2 结果与分析

2.1 基本理化指标分析

由表3可知,5组发酵香肠的亚硝酸盐残留量均远低于国家标准(30 mg/kg),其中T1和NC组由于未添加外源亚硝酸盐,残留量均处于最低水平。PC组亚硝酸盐添加量较高,其残留量高达10.02 mg/kg,明显高于T2、T3组的残留量(P<0.05),通过观察T2和T3组可以发现,在亚硝酸盐添加量相同时,玫瑰液的添加使T3组的亚硝酸盐残留量低于T2组(P<0.05),这可能是因为玫瑰花色素中的水溶性黄酮苷类化合物对亚硝酸盐有显著的清除作用[16]；5组香肠的pH值均在发酵香肠标准范围内(4.8～5.3),T2、T3、PC组较为相近,均高于T1和NC组,这是因为T1和NC组未添加亚硝酸盐所致,亚硝酸盐具有一定的抗氧化和抑菌作用,可有效地延缓肌肉内环境异常酸化[17]。通过比较T1和NC组可知,在未添加亚硝酸盐的情况下,玫瑰液的添加能明显缓解pH值的下降速率。5组香肠的水分含量均在50%以上,符合半干发酵香肠的产品标准。5组香肠中,T3组的水分活度最低,其次是T1组,这是因为玫瑰液中的糖分和生物活性成分能结合水分子,从而降低自由水的含量。酸价和过氧化值均是表示脂肪酸败程度的重要指标,发酵香肠在贮藏过程中,香肠中的甘油酯和磷脂在脂肪酶的作用下降解生成游离脂肪酸,使酸价升高,品质变差[18]。由表3可以看出,T3、PC组的酸价均处于较低水平,表明80 mg/kg亚硝酸钠+10%玫瑰液与150 mg/kg亚硝酸钠制作出的发酵香肠在抗氧化方面效果相当。其中T1组与T2组的酸价差异不显著,说明10%的玫瑰液与80 mg/kg亚硝酸盐抗氧化效果相当,有效抑制了游离脂肪酸的产生。脂肪初级氧化水平主要由过氧化值体现,通过对比5组样品POV值来看,T3组数值最低,表明脂肪氧化抑制效果最好,其余4组的脂肪氧化程度分别是NC>T1>T2>PC组,可以看出亚硝酸盐对于肉制品的防腐抗氧化有着极为重要的作用。TVB-N指动物性食品由于酶和细菌的作用,使蛋白质分解而产生氨以及胺类等挥发性碱性含氮物[19]。此类物质生成的量与香肠的新鲜度呈负相关,其含量越高,表明氨基酸被破坏的越多,营养价值越低。可以看出T3组的TVB-N值显著低于其余4组(P<0.05),NC组的TVB-N值高达19.18 mg/100 g,临近变质。通过各组相互比较可以推断出,玫瑰液和亚硝酸盐对挥发性碱性含氮物产生有着良好的抑制效果,这可能是由于亚硝酸盐和玫瑰液对腐败微生物繁殖有着较强的抑制作用。

表3 五组发酵香肠的理化指标Table 3 Physicochemical parameters of fermented sausages in five groups

2.2 电子鼻分析

电子鼻可用来判别样品整体的气味信息,图1中每一个椭圆代表着不同试验组发酵香肠的气味采集数据。图1表示PCA图,是把所有传感器采集的信息经过降维处理后进行线性分类,最后在图上显示的二维散点图[20]。其中X轴和Y轴分别表示第一主成分和第二主成分的贡献率大小,贡献率越大则越能准确反映样品的信息特征,一般情况下总贡献率超过80%表示所获得数据可用主成分分析法进行有效分析,由图1可见,第一主成分和第二主成分分别为82.80%和12.16%,且第一主成分的贡献率远高于第二主成分,表明样品间的差异主要集中在第一主成分上,第1.2主成分总贡献率为94.96%,表明2个主成分可以代表发酵香肠绝大部分的气味信息。T2组和PC组的数据点有交叉重叠,说明这2组风味相接近,其余3组气味数据采集点相互间并未出现交叉重叠现象,说明这几组样品的风味存在显著差异,并且图中横坐标与纵坐标的距离也反映出了样品的挥发性强弱,横坐标与纵坐标距离越远,样品的挥发性越强,可以看出NC组挥发性最强,这可能是因为其在腌制和发酵的过程中出现略微酸败味所引起的。

图1 五种发酵香肠PCA图Fig.1 PCA analysis diagram of five fermented sausages

T3组的挥发性仅次于NC组,玫瑰液的添加对发酵香肠的风味有较大贡献,主要是因为玫瑰液中富含醇类和酯类等玫瑰芳香特征物质,使得T3组气味较为浓郁。虽T1组添加了10%的玫瑰液,但在不添加亚硝酸盐的情况下,抑菌和抗氧化能力相对薄弱,在贮藏过程中玫瑰液中芳香物质逐步被分解,也有可能因掩盖脂肪氧化产生的酸败味,而整体呈现出较弱的挥发性。

2.3 色差分析

5组发酵香肠的色差分析如表4所示。结果表明,NC组的L*值最大,显著高于其他各组(P<0.05),说明其切面与其他组相比较亮；通过T2、T3组的L*值可以发现,玫瑰液的添加对香肠的明亮度有极大影响(P<0.05),这与玫瑰液中的酚类物质在相关酶的作用下氧化成醌类物质有关[21]。通过比较T1、T3组可知,在玫瑰液添加量一定时,亚硝酸盐的添加对香肠亮度值有着显著影响(P<0.05),这是由于亚硝酸盐在使香肠变红的过程中,肠体的明亮度受到一定影响,致使L*值下降,同理T2组与PC组亦是如此。5组发酵香肠a*值存在显著差异(P<0.05),其中T3组a*值最高,其色泽最为鲜红,与同等亚硝酸盐添加量的T2组相比,玫瑰液的添加有效地提高了香肠的红度值,表明玫瑰红色素有着良好的着色效果,且在未添加亚硝酸盐的情况下,T1组的a*值也要高于NC组。5组香肠中b*值最高的是NC组和T1组,这可能是因为这2组香肠的抗氧化能力不及其余3组,脂肪和色素类物质发生了氧化分解反应,出现一定程度的泛黄,香肠的色泽较差。

表4 五种发酵香肠的色泽比较Table 4 Color comparison of five fermented sausages

2.4 质构分析

发酵香肠的质构特性是影响产品质量的重要指标之一,优级的发酵香肠有着紧密的组织结构,并且切片后具有一定弹性。本研究选择硬度、弹性、内聚性和咀嚼性4个指标来研究香肠质构特性。

硬度是影响香肠口感的重要指标之一,指测试探头首次压缩肠体时最大峰值。从表5中可以看出NC组的硬度值最低,与其余4组差异显著,通过与T2、PC组对比分析可知,亚硝酸钠可显著改善肉的品质,使发酵香肠的组织结构更为紧密,而发酵香肠中未加亚硝酸钠的试验组结构松散且有裂缝,硬度值及弹性都大大降低。通过对比T2、T3组的硬度值可知,在同一亚硝酸钠添加量条件下,玫瑰液的添加极大地提高了肠体的硬度,这是因为玫瑰液中含有大量的糖类和果胶等物质,对产品硬度有所改善,并达到了优级香肠的硬度范围值[22]。此外,T1组在只添加玫瑰液的条件下硬度值与PC组相当。

弹性也是反映香肠质构特性的指标,指香肠在测试探头第一次下压过程中变形后所回弹的程度[23]。由表5可以看出,亚硝酸钠和玫瑰液都是影响弹性大小的显著因素,亚硝酸盐通过增加饱胀的胶原蛋白的数量,从而提高肉的黏度和弹性[24]。此外,玫瑰液中的果胶和多糖具有一定的凝胶特性,可以提高肌原纤维蛋白的凝胶特性,从而改善香肠的弹性,使香肠的感官品质得以提升。

内聚性反映的是咀嚼食物时食物抵抗受损并紧密连接,使食物保持完整的性质[25],表5中数据直观反映出了玫瑰液的添加可显著增强发酵香肠的内聚性,NC组的组织结构较为松散,弹性较低,其内聚性也随之降低,口感较差。

咀嚼性是香肠质构特性中的次级指标,为硬度、弹性及内聚性的乘积,一般与硬度值的变化趋势相近。通过表5数据可以看出,玫瑰液的添加对香肠的咀嚼性有显著提升效果,这主要是因其提高了香肠的硬度和弹性,咀嚼性也随着提高,使得发酵香肠更具有嚼劲。

表5 五种发酵香肠的质构比较Table 5 Texture comparison of five fermented sausages

2.5 发酵香肠的感官评定

由图2可知,5组发酵香肠间的感官评分差异较大(P<0.05),其中T3组得分最高,其次是PC组,NC组评分最低。玫瑰液的添加对发酵香肠的外观、组织状态和口感有着积极的影响。玫瑰液除了可以作为亚硝酸盐的替代物,还能增加发酵香肠的营养。在食用品质方面,玫瑰液的添加使得发酵香肠的口感更加多样,质地更加紧实,风味愈加独特。总的来说,玫瑰液的添加使得发酵香肠更加安全、营养和健康。

图2 发酵香肠的感官评定Fig.2 Sensory evaluation of fermented sausages

3 结论

用玫瑰液取代部分亚硝酸盐制作发酵香肠能显著提高发酵香肠的综合品质,玫瑰液的添加可以有效抑制发酵香肠中的脂肪和蛋白氧化,同时还能显著降低发酵香肠的水分活度,有利于发酵香肠的长期贮藏。通过电子鼻分析发现,玫瑰液对发酵香肠的风味有良好的贡献作用,丰富了发酵香肠的种类。玫瑰液的添加极大地改善了发酵香肠的色泽、质地和风味等感官特性,同时降低了发酵香肠的安全风险,符合我国现阶段对食品的安全、营养和健康的消费趋势。综上所述,玫瑰液应用于发酵香肠的生产具有一定的潜力。