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食盐添加量对哈尔滨风干肠脂质和蛋白氧化及挥发性化合物形成的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-11
核心提示:哈尔滨风干肠是我国北方传统自然发酵肉制品,因其独特的口感与风味深受消费者喜爱。其加工过程需要历经较长时间的风干和发酵,为了抑制其中致病菌和腐败菌的生长和繁殖,保证产品安全性和货架期,需要较高的食盐(主要成分为NaCl)添加量。
   哈尔滨风干肠是我国北方传统自然发酵肉制品,因其独特的口感与风味深受消费者喜爱。其加工过程需要历经较长时间的风干和发酵,为了抑制其中致病菌和腐败菌的生长和繁殖,保证产品安全性和货架期,需要较高的食盐(主要成分为NaCl)添加量。然而,哈尔滨风干肠发酵周期较长(12~15 d),随着风干和发酵的进行,风干肠中的水分含量不断减少,导致终产品中NaCl含量较高(3.3%~4.0%)。因此,降低干香肠中的NaCl含量受到了越来越多的关注。
 
  降低食盐添加量的同时保证肉制品的品质及安全性是肉品行业亟待解决的热点问题。关于减盐处理通常采用NaCl替代物和直接减盐的方式。目前,研究多集中在食盐替代物或减盐处理对发酵香肠理化及品质特性的影响,但其对脂质和蛋白质氧化的影响却鲜有研究,特别是对香肠中挥发性化合物的产生水平和最终产品中香气构成的影响。
 
  基于此,东北农业大学食品学院的温荣欣、扈莹莹和陈倩*等人采用直接减少哈尔滨风干肠中食盐添加量的方法,考察其对风干肠发酵过程中脂质氧化、蛋白氧化及挥发性化合物生成的影响,为开发低盐哈尔滨风干肠提供理论依据。
 
  1 食盐添加量对风干肠POV的影响
 
  结果显示,POV在发酵前期(0~6 d)显着增加(P<0.05),说明风干肠中的脂质随发酵时间延长逐渐发生氧化。在发酵后期(6~12 d),POV显着降低 (P<0.05),说明脂质初级氧化产物发生分解,生成次级氧化产物丙二醛以及其他醛、酮、酸等物质。在发酵过程中,风干肠的脂质氧化程度随食盐添加量的增加逐渐增高,其中添加2.5%食盐的风干肠POV最大,这主要是由于NaCl促进了脂质氧化。脂质氧化是风干肠在发酵过程中形成特征风味的主要途径,脂质氢过氧化物进一步氧化或降解产生的挥发性化合物是形成风味的主要物质,适当提高氢过氧化物的降解速率有利于加快产品风味的形成。然而,脂质过度氧化易于产生酸败味和哈喇味等不愉快的气味,因此,控制脂质氧化程度对于产品的风味形成至关重要。
 
  2 食盐添加量对肌肉蛋白羰基含量的影响
 
  结果显示,发酵初期(0 d),肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量分别为0.6 nmol/mg和0.9 nmol/mg,随发酵时间的延长,2 种蛋白质的羰基含量显着增 加(P<0.05)。肌浆蛋白的氧化程度在发酵第0天大于肌原纤维蛋白,可能因为在肌肉组织中,肌浆蛋白比肌原纤维蛋白更容易与氧气和脂质接触。在发酵末期(12 d),随食盐添加量的增加,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的羰基含量均显着增加(P<0.05),这表明在风干肠发酵过程中NaCl作为促氧化剂,促进了蛋白质中羰基化合物的形成。
 
  3 食盐添加量对肌肉蛋白总巯基含量的影响
 
  结果显示,随着发酵的进行,各组风干肠的巯基含量显着降低(P<0.05),这主要是因为含硫氨基酸的巯基容易受到自由基的攻击,易发生交联。肌原纤维蛋白中巯基含量的变化比肌浆蛋白更明显,主要是因为构成肌原纤维蛋白的肌球蛋白和肌动蛋白中巯基含量较多,易于优先成为被氧化的目标。各组风干肠的总巯基含量在发酵末期差异显着(P<0.05),这可归因于NaCl对自由基形成和促氧化因子扩散的促进作用,该结果与羰基含量的测定结果一致,进一步证明了NaCl对蛋白质氧化的诱导作用。
 
  4 食盐添加量对肌肉蛋白表面疏水性的影响
 
  结果显示,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的表面疏水性在发酵过程中显着增加(P<0.05),主要因为分子内部的疏水性基团暴露到蛋白质表面。在发酵末期(12 d),随食盐添加量的增加,肌原纤维蛋白和肌浆蛋白的表面疏水性均显着增加 (P<0.05)。表面疏水性的增加会导致蛋白质二级结构和三级结构发生变化,有利于蛋白质发生交联并生成非共价聚集体。此外,埋藏在蛋白质内部疏水性氨基酸的暴露可能易于蛋白酶对特定位点的识别,加速蛋白质的降解并产生更多的肽和游离氨基酸,促进风味物质的形成。蛋白质还可以作为风味物质的载体,暴露的疏水区域也可增加风味化合物的结合位点,影响风味的感知度。
 
  5 食盐添加量对风干肠挥发性化合物形成的影响
 
  在所有样品中共检测出62 种挥发性化合物,包括6 种醛、7 种酮、19 种醇、7 种羧酸、13 种酯、10 种烯烃。结果显示,随着发酵的进行,挥发性化合物的种类和生成量不断增加,在不同处理组之间存在显着差异(P<0.05)。
 
  在风干肠中检测出的直链醛,如己醛、辛醛和壬醛主要由不饱和脂肪酸过氧化反应产生,而且这些醛类物质经进一步氧化生成了相对应的酸类物质。结果显示,第0天检测到壬醛和己酸,其他几种醛类在发酵过程中逐渐产生并积累。发酵末期,醛类化合物的生成量随食盐添加量降低显着减少 (P<0.05),这与获得的POV结果一致,可归因于NaCl的促脂质氧化作用。在发酵末期,食盐添加量的减少显着降低了风干肠中这2 种醛类物质的含量,这与羰基结果一致。
 
  微生物代谢产生的挥发性化合物在风干肠中种类最为丰富,结果显示,碳水化合物发酵产生的酮、醇和酸均与食盐添加量密切相关。在发酵末期,食盐添加量越低的风干肠,3-羟基-2-丁酮、乙醇和2,3-丁二醇的含量越高。微生物代谢产生的挥发性化合物含量随食盐添加量降低而呈升高的趋势,该结果表明降低食盐添加量可能减少对相关微生物的抑制作用。1-辛烯-3-醇和2-壬酮是由微生物的脂质不完全β-氧化产生的,由于具有低香气阈值,成为风干肠整体风味的主要贡献者。
 
  降低食盐添加量显着增加了酯类化合物的水平,表明低盐处理增强了产酯酶微生物的活性,而且这也可以解释在低盐处理中以相同比例发现的高水平的醇类物质和酸类物质。此外,在风干肠中检测到的少量酮、醇、酯类和所有烯烃类化合物,其主要源于香辛料,如小茴香酮、桉叶油醇、芳樟醇、乙酸香叶酯、α-律草烯和α-蒎烯等。在整个发酵过程中,这些化合物的含量逐渐增加,主要由于风干肠在该过程中水分减少浓缩所致。
 
  图5结果表明,大部分醛类、酮类和酯类物质均具有较高的OAV,而所有的酸类物质和醇类(除1-辛烯-3-醇)物质的OAV均小于1,因此在风干肠整体风味中,醛类、酮类和酯类物质占据重要地位。源于脂质氧化反应的挥发性化合物都具有较高的OAV,而且在发酵末期,源于蛋白质Strecker醛反应的苯乙醛的OAV也大于1。可见脂质氧化和蛋白氧化对风干肠的整体风味都有较大的贡献。
 
  通过以上结果可知,低盐处理一方面通过降低脂质氧化和蛋白氧化从而减少来自这2 个途径的挥发性化合物的生成量;另一方面增加了由微生物代谢途径产生的挥发性化合物的生成量,改变了风干肠的整体风味构成。
 
  结    论
 
  减少食盐添加量可显着降低风干肠中脂质和蛋白的氧化程度,从而降低了源于这2 种氧化途径的挥发性化合物水平,但是增加了源于微生物代谢作用的化合物水平。结果表明,风干肠的感知香气主要是由具有较高OAV的醛类、酮类和酯类物质组成,整体而言,低盐处理降低了终产品中这些醛类物质的水平,增加了酮类、酸类、酯类和醇类物质的水平,使得风干肠的整体风味发生改变。综上,减少风干肠食盐添加量至2.0%,不仅减少了产品中20%的NaCl,而且改善了产品的风味结构,有助于生产低盐健康的哈尔滨风干肠。
 
 
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