超微粉碎冷榨火麻粕对法兰克福香肠 品质特性的影响

姚文晶，刘九阳，袁冬雪，曹传爱，孔保华，刘 骞*

（东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030）

乳化肉制品由于蛋白质含量高并具有很高的营养价值和良好的风味[1]，近年来受到消费者关注。尤其是低温乳化肉糜制品，由于其在加工过程中蛋白质变性适度，肉质紧实、富有弹性，能最大限度地保持原有营养成分和固有风味[2]。在技术上，法兰克福香肠被定义为一种煮熟的乳剂熏肠；在结构上，香肠的脂肪颗粒分散在水中，通过盐溶性、热凝结性蛋白质的作用而凝聚在一起[3]。由于制作简便，热处理适度，能极大防止维生素、矿物质和必需氨基酸等营养成分的生物价值流失，法兰克福香肠被称为世界上食用最广泛的乳化型香肠[4-5]。然而，生肉品质、脂肪含量、盐离子强度、pH值、加热速率、温度和非肉类成分的掺入等因素对乳化肉制品的品质（如蒸煮得率、保水性能、色泽和多汁性等）都有明显的影响[6]。在实际生产中，法兰克福香肠由于选料不当或工艺参数控制不科学，也极易造成产品析水、析油、结构疏松和切片性差等问题[1]。因此，先前的研究利用各种新型非肉类添加剂（如植物蛋白、淀粉、水胶体胶等）和新型的热或非热处理技术（如高压处理、超声波技术、欧姆加热、脉冲电场处理等）来提高乳化肉制品的物理性能、外观和乳化稳定性[7-9]。

冷榨火麻粕是火麻籽经高温压榨脱油之后的主要副产物，由于其优异的功能特性、营养特性和芳香特性，已被用于一些创新食品[10]。Rberto等[11]报道，火麻蛋白含有所有必需氨基酸，可与优质动物蛋白媲美。此外，火麻蛋白粕含有甾醇、生育酚和多酚，并且具有较强的抗氧化活性，被作为一种有潜力应用于食品工业的功能性成分[10]。然而，火麻粕蛋白作为一种功能性成分在食品工业中的应用在一定程度上受到其蜡质口感（即粗糙）的限制。Manuel等[12]指出，粗糙的口感与原料的颗粒大小密切相关，如果降低原料的颗粒大小，可以显著提高油料作物冷榨副产物（如脱脂大豆粉）的整体可接受度。Chen Tong等[13]也提出，减小粒径可以提高原料的溶解度、持水能力和风味释放。此外，Atul等[14]也指出，与传统研磨技术相比，微粉化可以有效将颗粒尺寸降低到微米级，从而使原料具有优良的加工特性，特别是提高口感和溶解度。基于上述研究结果，结合微粉碎技术的优越性，推测超微粉碎冷榨火麻粕（micronized cold pressed hemp meal，MCPHM）可以作为一种天然食品成分，改善法兰克福香肠的品质特性。

因此，本实验主要探究不同MCPHM添加量对法兰克福香肠品质特性的影响，以期改善法兰克福香肠的品质特性并提升火麻副产物（火麻粕）的利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪瘦肉和猪背脂 哈尔滨高金食品有限公司。

食盐 中国盐业集团有限公司；亚硝酸钠 四川金山制药有限公司；复合磷酸盐 徐州添安食品添加剂有限公司；香料 上海麦考密克食品有限公司；猪小肠肠衣 市售；异抗坏血酸钠 京东裕和食品专营店；火麻粕 信凡方便食品专营店。

1.2 仪器与设备

R8三相双速搅拌机 法国Robot-Coupe公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro System公司；ZE-600色差计 日本色电工业株式会社；TG16-WS高速离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；PB-10 pH计 北京 赛多利斯科学仪器有限公司；AL-104精密电子天平 梅特勒-托利多仪器设备（上海）有限公司；HH4恒温水浴锅 上海力辰邦西仪器科技有限公司；DHD-9240A电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司；Aqualab 4TE水分活度仪 美国Decagon Devices仪器公司；RZZTIV-150蒸煮桶 杭州艾博机械工程有限公司；DFT-50 电动研磨机 江苏台州大德电子有限公司；HMB-400B水冷超细磨床 北京环亚天元机械科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 MCPHM的制备

按照Cao Chuanai等[15]描述的程序制备。首先使用电动研磨机将火麻饼粕磨成粗粉，然后过50 目筛，之后用水冷超细磨床将粗粉细磨成超细粉末，最后通过200 目筛即可，在整个超微粉碎过程中MCPHM的温度始终不高于40 ℃。MCPHM的大致组成（以总质量计）为：蛋白质68.92%、脂肪15.24%、水分11.13%、灰分1.89%、膳食纤维2.25%、总多酚0.08%。

1.3.2 法兰克福香肠的制备

参照Taylor等[16]的配方，略有改动。去除肉中所有肉眼可见的结缔组织，然后用绞碎机将猪瘦肉和猪背脂分别绞碎至粒径8 mm和3 mm。MCPHM的添加量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%。法兰克福香肠的制作步骤如下：500 g猪瘦肉放入斩拌碗中斩拌，用15.0 g食盐、0.075 g亚硝酸钠、4.0 g复合磷酸盐和125 g冰水化合物斩拌2 min；然后将250 g猪背脂、不同添加量的MCPHM、香辛料和剩余的125 g冰水化合物加入到肉糜中斩拌1.5 min；最后，在肉糜中加入异抗坏血酸钠，斩拌30 s后，将肉浆塞进直径20 mm的胶原蛋白肠衣中（在所有斩拌情况下，肉浆的温度都始终低于12 ℃），香肠每隔15 cm打成一节并转移到烟熏箱：45 ℃干燥20 min后，60 ℃烟熏30 min，然后于蒸煮锅中加热，至香肠的中心温度达到74 ℃之后，将香肠迅速浸入冰水中，至温度低于4 ℃；最后，所有香肠真空包装，并保存在4 ℃冰箱中，待进一步的仪器分析和感官评估。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 蒸煮损失测定

参考Álvarez等[17]的方法略有改动，取30 g左右生肉糜于离心管中，记录生肉糜质量（m1，g），在3 500 r/min转速下离心5 min，75 ℃水浴锅中水浴30 min，取出后在铝盒中倒扣1 h，称量倒扣后肉质量（m2，g），蒸煮损失率按式（1）计算。

1.3.3.2 乳化稳定性测定

参考Colmenero等[18]的方法，略有改动。将1.3.3.1节中的铝盒在未倒扣前称质量（m3，g），倒扣后称铝盒和汁液质量（m4，g），于烘箱中105 ℃烘16 h后称质量（m5，g）。水分损失为蒸煮损失的液体，脂肪损失为蒸煮损失的液体烘干后剩余的样品质量，总体汁液损失率、水分损失率和脂肪损失率分别按式（2）～（4）计算。

1.3.3.3 pH值测定

取2 g左右样品用料理机打碎，与20 mL蒸馏水混合，用玻璃棒搅匀，静置30 min后滤纸过滤，测定滤液的pH值。

1.3.3.4 水分活度（aw）测定

将适量样品去除肠衣后打碎，使用水分活度分析仪在25 ℃条件下测定aw[19]。

1.3.3.5 色差测定

参考Simona等[20]的方法，略有修改。将4 ℃贮藏的法兰克福香肠放置在室温（25 ℃）下平衡1 h，料理机搅拌约10 s。用色差计测定香肠的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。采用白色标准板校准（L*为96.22，a*为6.03，b*为15.06），探头选择O/D测试头。

1.3.3.6 质构测定

分析前，所有法兰克福香肠在室温（25 ℃）下放置2 h。参考Johnones等[21]的方法，使用直径2.0 mm的P/2圆柱形探针和质构仪在“穿刺”模式下进行2 次变形实验，参数设置为：测前速率1.5 mm/s，测试速率1.5 mm/s，测后速率10.0 mm/s，触发力15.0 g。根据装置说明，将实验过程分为以下2 个连续循环：第1个循环在应变为15.0%时不刺破香肠表面，保持30 s，主要反映硬度（g）、弹性（%）和回复性（g）；第2个循环以75.0%的应变刺入香肠内部，主要反映咀嚼性（g·s）、断裂性（g）和致密性（g·s）；2 个周期之间的保持时间为5 s。

1.3.3.7 感官评价

根据Chen Yichun等[22]的方法稍加修改。由东北农业大学肉类科学实验室的1 名专家对12 名（包括6 名女性和6 名男性）感官评价小组成员进行为期2 周、每次课时不少于2 h[23]的样本熟悉培训，要求所有小组成员掌握感官评价的基本操作和不同属性的质量标准。将样品切成3 mm薄片装盘后，采用双盲评方式，12 人分别进行3 次感官评价，得到36 个数据反馈。每组法兰克福香肠通过感官描述分析进行评估，具体评分标准见表1。评估不同样品前需用清水漱口。

表 1 法兰克福香肠评分标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of frankfurter

1.4 数据处理

每次测定均重复3 次，最终数据以平均值±标准差表示。使用Microsoft Excel软件进行数据整理与统计。使用IBM SPSS 25软件进行差异显著分析（P＜0.05），其中单因素方差分析采用ANOVA检验，并在显著水平0.05下进行LSD和Duncan’s多重比较。使用SigmaPlot 14.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 MCPHM对法兰克福香肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响

表 2 MCPHM添加量对法兰克福香肠蒸煮损失和乳化稳定性的影响Table 2 Effect of MCPHM on cooking loss and emulsion stability of frankfurters%

蒸煮损失和乳化稳定性是评价法兰克福香肠品质的重要因素[19]，与稳定法兰克福香肠水分和脂肪含量的能力相对应[24]。由表2可知，随着MCPHM添加量增大，香肠的蒸煮损失率和总体汁液损失率显著降低（P＜0.05），尤其是在添加量为2.0%时达到最低。Tafadzwa等[25]研究表明，藜麦和苋菜粉中较高的蛋白质含量和极性或非极性氨基酸可以提高牛肉香肠的保水能力。然而，当添加量大于2.0%后，火麻蛋白内部疏水性基团暴露，表面疏水性增强[26]，无法锁住更多的水分，导致蒸煮损失率回升。肉制品的乳化稳定性主要由水分损失率和脂肪损失率体现[27]。随着MCPHM添加量增大，香肠的水分损失率和脂肪损失率显著降低（P＜0.05），即香肠的乳化稳定性显著增强，但在添加量2.0%后有所减弱，这与蒸煮损失率的变化趋势相似。据Shen Peiyi等[28]报道，MCPHM中的蛋白质和膳食纤维具有优越的水化性能（吸水、保持和膨胀）和吸油性能。然而，高水平的MCPHM可能会导致法兰克福香肠的乳化稳定性下降，这可能是因为MCPHM中纤维颗粒聚合形成了更大的脂滴[29]。

2.2 MCPHM对法兰克福香肠pH值的影响

图 1 MCPHM添加量对法兰克福香肠pH值的影响Fig. 1 Effect of addition of MCPHM on pH of frankfurters

pH值的变化与煮熟肉制品的蒸煮损失和乳状液稳定性呈正相关[30]。由图1可知，与对照组相比，添加MCPHM后的样品pH值显著升高（P＜0.05），并且呈现添加量依赖关系。这也说明加入MCPHM后，香肠的乳化性明显提高。据Yuan Dongxue等[29]报道，当MCPHM悬浮液质量浓度从1 g/100 mL增加到3 g/100 mL时，其在超纯水中的pH值为6.86～6.72，明显大于本研究中对照组乳化肠，所以随着MCPHM添加量的增多，法兰克福香肠的pH值显著升高。但是由于MCPHM添加量甚微，还不足以使样品随着MCPHM添加量以剂量依赖性的方式呈现酸性增强的趋势。

2.3 MCPHM对法兰克福香肠aw的影响

图 2 MCPHM添加量对法兰克福香肠aw的影响Fig. 2 Effect of addition of MCPHM on aw of frankfurters

由图2可知，随着MCPHM添加量的增加，aw呈现显著降低的趋势（P＜0.05）。El-Sohaimy等[31]发现，用藜麦粉替代小麦粉包覆鸡块，不易流动水含量显著增加，尤其是随着pH值的增加，不易流动水含量增加的趋势更明显。因此，在本研究中，pH值增大，aw降低，也反映了MCPHM在较高合理pH值环境下有提升肉制品中不易流动水含量的能力。Lim等[32]研究也表明，如果aw适当降低，香肠可以保存很长时间。因此，就本研究结果来看，添加MCPHM对香肠的货架期是有益的。

2.4 MCPHM对法兰克福香肠色泽的影响

表 3 MCPHM添加量对法兰克福香肠色泽的影响Table 3 Effect of addition of MCPHM on the color of frankfurters

由表3可知，MCPHM加入到法兰克福香肠中对其色差有很大影响。随着MCPHM添加量的增加，L*呈现先逐渐减小后增加的趋势，在添加量为2.0%时达到最小值。同时，a*呈现逐渐降低的趋势，而b*呈现逐渐增加的趋势。Yuan Dongxue等[29]将MCPHM加入到低磷酸盐法兰克福香肠中发现，添加MCPHM降低了低磷酸盐法兰克福香肠的L*和a*，提高了b*。Márcio等[33]指出，大多数天然成分具有强烈的颜色，这可能会完全改变食品的外观颜色。Sanjeewa等[34]也提出，热变性肌红蛋白和血红蛋白与非肉类添加剂的结合可能会影响肉制品的颜色参数。因此，不同法兰克福香肠颜色参数的变化主要是因为MCPHM本身的颜色所造成的。

2.5 MCPHM对法兰克福香肠质构特性的影响

表 4 MCPHM添加量对法兰克福香肠质构特性的影响Table 4 Effect of addition of MCPHM on texture characteristics of frankfurters

质构仪可以模仿人体口腔的咀嚼动作，在肉类制品开发研究中有广泛应用[35]。由表4可知，与对照组相比，随着MCPHM添加量的增加，香肠的断裂性呈现先增加后降低的趋势，在添加量1.5%时达到最大值。硬度、回复性、弹性和咀嚼性随着MCPHM添加量的增加呈现先增加后降低的趋势，并在添加量1.0%时达到最大值。另外，与对照组相比，添加MCPHM会导致法兰克福香肠的致密性降低，但是随着MCPHM添加量增大，对致密性无明显影响。Fernandez-Lopez等[36]指出，油脂提取副产品中的一些功能性蛋白可以作为潜在的乳化剂、稳定剂或胶凝剂，促进法兰克福香肠的胶凝性能，从而获得理想的质构特性。然而，过量添加火麻粕会导致法兰克福香肠的硬度、弹性、断裂性、咀嚼性和致密性降低。Cao Chuanai等[15]报道，在配方中添加过多的芝麻饼会降低还原性法兰克福香肠的结构参数，尤其是韧性、咀嚼性和致密性。Câmara等[37]研究也表明，较高的奇亚胶浆粉添加水平可以降低低磷酸盐乳化肉制品的硬度和咀嚼性。这主要是因为高含量的膳食纤维会破坏蛋白质-蛋白质凝胶网络的形成，降低最终产品的凝胶强度[38]。

2.6 MCPHM对法兰克福香肠感官特性的影响

表 5 MCPHM添加量对法兰克福香肠感官特性的影响Table 5 Effect of addition of MCPHM on sensory characteristics of frankfurters

由表5可知，香肠的内部色泽和切片致密性评分随着MCPHM添加量的增大显著降低（P＜0.05），这与色度值和质构的测定结果相一致。与对照组相比，处理组的多汁性、风味和总体可接受性评分也显著降低。这可能与火麻粕富含10%～15%不溶性纤维有关[39]。Karin等[40]在香肠中添加黑麦麸皮、燕麦麸皮和大麦纤维，发现添加纤维通常会增加煎炸损失，而添加大麦和黑麦麸皮也会降低香肠的口感，如硬度。Ursula等[41]研究添加3%和6%膳食纤维（黑麦麸和豌豆纤维）的肉丸对感官质量和主观食欲的影响，结果表明，添加黑麦麸的肉丸增加了颗粒状纹理和颗粒状口感，使肉丸口感变得粗糙、不滑润，而添加豌豆纤维则导致更多的易碎肉丸，咀嚼性下降，风味变差。Garcia-Garcia[42]、Monika[43]等的研究也报道了富含纤维对肉制品感官和质地的不良影响。在添加MCPHM的法兰克福香肠中，虽然1.0%组的感官评分低于对照组，但可以达到大众接受的口感喜爱度，避免对消费者感知的负面影响。

3 结 论

本实验主要探讨0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的MCPHM添加量对法兰克福香肠品质特性的影响。结果表明，MCPHM可作为一种切实有效的方法改善法兰克福香肠的品质缺陷，添加MCPHM有助于提高法兰克福香肠的乳化稳定性，1.0%的MCPHM添加量能显著改善法兰克福香肠的质构特性，并且能避免对消费者感知的负面影响，可以作为法兰克福香肠加工中MCPHM的最佳添加量。基于感官和色差分析，下一步的研究将集中于添加天然着色剂和风味增强剂对添加MCPHM的法兰克福香肠颜色分布和风味特性的影响。