煙熏工藝對清真牛肉香腸品質的影響

趙 冰，王 靜，戚 彪，陳文華，曲 超，艾 婷，喬曉玲,*

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京食品科學研究院，北京 100068；2.北京工商大學食品學院，食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京 100048）

煙熏工藝對清真牛肉香腸品質的影響

趙 冰1，王 靜2，戚 彪1，陳文華1，曲 超1，艾 婷1，喬曉玲1,*

（1.中國肉類食品綜合研究中心，北京食品科學研究院，北京 100068；2.北京工商大學食品學院，食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京 100048）

以煙熏清真牛肉香腸為研究對象，研究木熏工藝和液熏工藝對產品品質的影響，以期為煙熏液生產和液熏工藝的改進提供技術支持。從感官評價、色澤、苯并（a）芘、揮發性風味成分和貨架期5個方面進行對比，比較兩種煙熏工藝對清真牛肉香腸品質的影響。結果表明，傳統的木熏工藝的產品在風味方面具有明顯的優勢，木熏工藝產品中酚類物質的相對含量達到16.95%，液熏工藝產品中僅為11.58%；而液熏工藝的產品在苯并（a）芘含量方面具有明顯的優勢，煙熏40 min的產品中苯并（a）芘的含量為2.84 μg/kg，而液熏4次的產品中苯并（a）芘的含量僅有0.95 μg/kg；在色澤和貨架期方面并沒有明顯的差異。因此，需要進一步重點提高煙熏液的風味成分，使其更接近傳統木熏工藝的產品，改善煙熏清真牛肉香腸的品質，從而提高煙熏液產品的市場占有率。

清真牛肉香腸；煙熏；風味物質；苯并（a）芘；貨架期

煙熏肉制品在肉制品產業中占有重要地位，由于其獨特的煙熏風味和色澤流傳于世界各地。煙熏工藝在早期的肉制品加工中具有防腐、抑菌和延長保質期的作用，在肉制品產業發展中發揮著重要作用。隨著科技的發展和現代加工工藝的進步，煙熏工藝的需求主要體現在消費者對煙熏風味和煙熏色澤的喜愛及企業改善肉制品的風味和色澤[1]。

傳統的煙熏工藝是以木屑為原料，直接通過發煙裝置對產品進行煙熏，這種工藝得到的產品色澤鮮美柔和、風味濃郁，深受消費者的喜愛。但是其加工方式不利于企業現代化、工藝化和自動化的生產，同時在發煙過程中會產生大量的苯并（a）芘，對消費者的身體健康產生隱患[2-3]，因此，煙熏液在食品中的應用就應運而生。

煙熏液是以木屑、山楂核、核桃核等為原料，通過干餾、精餾、純化等步驟精制得到的液體成分。主要含有酚類和羰基類物質，其中，酚類物質是主要的煙熏特色風味物質，羰基類物質是形成煙熏色澤的重要成分[4]。煙熏液的出現解決了傳統煙熏工藝不適合現代化、工業化和自動化生產的矛盾，同時降低了苯并（a）芘的含量，是肉制品加工的新型加工方式。但是在煙熏液的加工過程中需要經過一系列的純化工藝，因此會在一定程度上影響煙熏液產品的風味和色澤[5]，解決生產過程中酚類物質和羰基類物質的損失是高品質煙熏液生產關鍵。

本實驗以煙熏清真牛肉香腸為研究對象，研究不同的煙熏方式對清真牛肉香腸色澤、風味、貨架期和有害物質含量的影響，比較兩種煙熏工藝產品的差異，以期為液熏液品質的提高提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛肉、雞脂肪 市購；煙熏液（POLY C-10） 美國紅箭國際公司；蘋果木木屑 北京美添前景科技有限公司；系列正構烷烴 北京化學試劑公司。

1.2 儀器與設備

CR-400型色差計 日本日立公司；頂空固相微萃取器、Fiber 75 μm CAR/PDMS型萃取頭 美國 Supelco公司；7890氣相色譜-5975質譜儀 美國安捷倫公司；BYXX-50煙熏箱 杭州艾博機械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 煙熏清真牛肉香腸的生產工藝

以牛肉為原料，將其用絞肉機絞碎，通過攪拌機使其與輔料混勻，使用膠原蛋白腸衣灌腸、打結，在煙熏爐中50 ℃干燥30 min，然后分別采用不同的煙熏方式進行加工：①木熏工藝采用木屑煙熏，采用蘋果木木屑，溫度50 ℃，熏制時間分別為20、25、30、35、40 min；②液熏工藝采用噴涂的方式，將煙熏液與水以1∶3的比例稀釋后噴涂于香腸表面，液熏次數分別為1、2、3、4次，每次噴涂之后干燥10 min，溫度50 ℃。將煙熏后的香腸在90 ℃蒸煮20 min，得到的產品冷卻后真空包裝，最后進行巴氏殺菌，產品置于冷庫中備用。以未經過熏制工藝的產品作為對照。

1.3.2 煙熏肉制品的感官評價

表1 煙熏清真牛肉腸感官評價評分標準Table1 Criteria for sensory evaluation of Muslim beef sausages

按照GB/T 22210—2008《肉與肉制品感官評定規范》制定感官評分標準，對不同煙熏方式的產品進行感官評價，比較不同產品的色澤和煙熏味，確定最佳的煙熏方式和煙熏條件。以未熏產品為對照。

1.3.3 煙熏清真牛肉香腸色澤的測定

采用色差計檢測不同煙熏條件下煙熏清真牛肉香腸的色澤，做6組平行實驗。

1.3.4 煙熏清真牛肉香腸苯并（a）芘含量的測定

采用國家農業行業標準NY/T 1666—2008 《肉制品中苯并[a]芘的測定：高效液相色譜法》進行檢測。

1.3.5 煙熏清真牛肉香腸揮發性風味物質的測定

1.3.5.1 頂空-固相微萃取

按照GB/T 9695.19—2008《肉與肉制品取樣方法》進行取樣，分別取未熏、木熏和液熏3種工藝的產品進行檢測。由于單個產品的質量小于500 g，因此分別取3種產品各5份，在5～10 ℃環境中將樣品粉碎成肉糜狀，混勻，準確稱取4 g置于萃取小瓶中，50 ℃保溫30 min，然后將活化好的萃取頭插入頂空瓶（每次進樣前萃取頭老化30 min），吸附30 min，取出插入進樣口解吸進樣5 min，氣相色譜-質譜分析不同產品揮發性組分的質譜圖，研究特征性風味組分。實驗重復3次，數據取平均值。

1.3.5.2 氣相色譜-質譜條件

色譜柱：DB-WAX毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：在40 ℃保持運行3 min，然后以5 ℃/min的速率升高到200 ℃，再以10 ℃/min的速率升高到240 ℃，保持運行6 min，運行總時間45 min，240 ℃條件下1 min后運行；柱箱溫度：40 ℃；進樣溫度：250 ℃；載氣：He；流速：1 mL/min；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；電離電壓：70 eV。

1.3.5.3 風味組分的質譜分析

根據所得質譜圖，檢索NIST 11.L和demo.l數據庫，結合保留因子（retention index，RI）值對不同煙熏方式產品的揮發性組分進行定性分析，待測化合物RI值通過數據庫[6]和相關文獻查詢，并根據面積歸一化法求得各成分的相對含量。

結合保留因子RI值是根據待測化合物與相同條件下系列正構烷烴的保留時間計算得到的。

式中：N為低碳原子數烷烴碳原子數；n為兩個烷烴碳原子數差；tRa、tRN和tR（N+n）分別為待測化合物保留時間、低碳原子數正構烷烴保留時間和高碳原子數正構烷烴保留時間。

1.3.6 煙熏清真牛肉香腸貨架期的測定

采用加速破壞性試驗模型測定產品的保質期[7-10]。實驗通過升高產品的貯藏溫度，加速產品變質的方法快速檢測產品的貨架期，模型公式如下所示：

式中：Q5為貯藏溫度相差5 ℃時貨架期的比值；T1為確定貨架期的已知溫度；T2為所求貨架期的溫度；f1、f2為分別為溫度T1、T2的貨架期。

在低于最高測試溫度的任何溫度下，兩次檢測的時間間隔不超過：

式中：t1為最高試驗溫度為T1時測試時間間隔/d；t2為較低試驗溫度為T2時測試時間間隔/d；Q5為溫度相差5 ℃時貨架期的比值；ΔT為T1與T2的差值/℃。

樣品準備：分別取未熏、木熏和液熏3種工藝的產品進行檢測，每個樣品做3個批次，將這3個批次的產品分別于37、32 ℃和27 ℃貯藏，測定3種樣品的初始菌落總數。

菌落總數測定：37 ℃貯藏的產品每天測定其菌落總數，32 ℃貯藏的產品每隔2 d測定其菌落總數，27 ℃貯藏的產品每隔2 d測定其菌落總數；菌落總數超標時（GB 2726—2005《熟肉制品衛生標準》）停止檢測，記錄貯藏時間。

分別在37、32 ℃和27 ℃條件下，以貯藏時間為橫坐標，以菌落總數為縱坐標繪制曲線。

根據3種產品在不同溫度下的貯藏時間計算Q5，計算公式如下所示：

根據Q5推算產品在4 ℃貯藏條件下的貨架期，計算公式如下所示：

2 結果與分析

2.1 不同煙熏方式產品的感官評價

表2 不同煙熏方式清真牛肉香腸的感官品質Table2 Sensory characteristics of Muslim beef sausages with different smoking methods

由表2可知，傳統木熏工藝產品的煙熏時間為35 min時，具有良好的煙熏色澤和煙熏風味，色澤均勻，風味清新，較短的煙熏時間不能很好的賦予產品良好的色澤和風味，而煙熏時間40 min與煙熏35 min的產品并沒有明顯的差異，因此，采用傳統的木熏工藝，煙熏時間為35 min既能達到良好的煙熏效果；采用液熏工藝的產品從視覺方面與木熏產品比較發現，與傳統木熏產品的金黃色不同，液熏產品的色澤較重，顯示出紅棕色，顏色鮮亮，煙熏風味有較大的差異，呈現出一定的苦味，根據綜合評定，液熏3次即可達到較好的效果。

2.2 不同煙熏方式對產品色澤的影響

圖1 煙熏時間（A）和煙熏次數（B）對色澤L值的影響Fig.1 Effects of different smoking conditions on the color parameter L

圖2 煙熏時間（A）和煙熏次數（B）對色澤a值的影響Fig.2 Effects of different smoking conditions on the color parameter a

圖3 煙熏時間（A）和煙熏次數（B）對色澤b值的影響Fig.3 Effects of different smoking conditions on the color parameter b

從圖1可以發現，對于傳統的木熏工藝產品，隨著煙熏時間的延長，產品的亮度值（L值）逐漸降低；對于液熏工藝的產品，隨著液熏次數的增加，產品的L值也逐漸降低。從圖2可以發現，對于傳統的木熏工藝產品，隨著煙熏時間的延長，產品的紅色值（a值）逐漸升高；對于液熏工藝的產品，隨著液熏次數的增加，產品的a值也逐漸升高。從圖3可以發現，對于傳統的木熏工藝產品，隨著煙熏時間的延長，產品的黃色值（b值）逐漸升高；對于液熏工藝的產品，隨著液熏次數的增加，產品的產品的b值也逐漸升高，但是變化并不明顯。

結合感官評價與色澤的檢測結果，傳統木熏30 min和液熏2次，熏肉產品即可達到最優效果。

2.3 不同煙熏方式對煙熏清真牛肉香腸苯并（a）芘含量的影響

圖4 不同煙熏方式對清真牛肉香腸苯并（a）芘含量的影響Fig.4 Effects of different smoking conditions on benzo(a)pyrene content in Muslim beef sausages

由圖4可知，不同的煙熏方式對煙熏清真牛肉香腸的苯并（a）芘含量有明顯的影響，苯并（a）芘的含量隨著煙熏時間的延長和液熏次數的增加而升高，煙熏15 min的產品中苯并（a）芘的含量就達到了0.85 μg/kg，煙熏40 min的產品苯并（a）芘的含量達到了2.84 μg/kg，而液熏4次的產品中苯并（a）芘的含量也僅僅只有0.95 μg/kg，明顯低于傳統的煙熏工藝的產品。同煙熏工藝的產品中苯并（a）芘的含量雖然低于目前國內標準5 μg/kg的限制，但是已經超過了歐盟2 μg/kg的限量標準，但是煙熏液液熏產品的苯并（a）芘含量可以滿足歐盟的標準。因此，從苯并（a）芘含量的角度進行比較，液熏工藝具有明顯的優勢，這也是煙熏液在現代肉制品加工市場中的重要優勢之一[12]。

2.4 不同煙熏方式對煙熏清真牛肉香腸揮發性風味物質的影響

選取木熏工藝煙熏30 min和液熏3次的煙熏清真牛肉香腸進行揮發性風味物質的分析，比較兩種煙熏工藝的香腸特色揮發性風味物質的差異。煙熏清真牛肉香腸的揮發性風味物質主要有酚類物質、羰基類化合物、醇類、酯類、含氮和含硫化合物等，這些物質共同作用呈現出特色性的熏肉風味，其中，酚類物質是最重要的特色性煙熏風味物質[13]。

2.4.1 不同煙熏條件熏肉揮發性風味物質檢測結果分析

表3 不同煙熏條件對煙熏特征揮發性風味物質的影響Table3 Effects of different smoking conditions on volatile flavor compounds

續表3

通過GC-MS檢測可知，煙熏方式對牛肉香腸的揮發性風味物質的種類和相對含量具有重要影響。未經過煙熏的牛肉香腸中檢測出酚類物質7種（相對含量5.92%），醛類9種（相對含量43.33%），酮類3種（相對含量1.20%），酸類8種（相對含量19.14%）；采用傳統木材熏制得到的牛肉香腸中檢測出酚類18種（相對含量16.95%），醛類8種（相對含量29.18%），酮類12種（相對含量8.47%），酸類10種（相對含量21.46%）；采用液熏工藝得到的牛肉香腸中檢測出酚類12種（相對含量11.58%），醛類9種（相對含量35.51%），酮類15種（相對含量16.73%），酸類10種（相對含量16.12%）。傳統的木熏工藝和現代的液熏工藝產品的揮發性物質的種類和相對含量和都有較大的差別，這可能與煙熏液加工過程有關：煙熏液經過干餾等步驟，如醛類物質在高溫條件下容易發生進一步的氧化、縮合等反應，形成酮類、酸類一些新的物質，在精餾和純化的過程中不可避免的會造成部分物質的損失，在煙熏過程中醛類物質如己醛與氨基酸可能會發生美拉德反應、焦糖化反應，進一步減少醛類物質的含量，最終造成兩種加工工藝產品的不同。

2.4.2 煙熏特征揮發性風味物質種類和相對含量的變化

煙熏牛肉香腸風味的形成不是某一種或幾種化合物產生的，而是由多種不同風味物質相互影響、相互促進，達到一種平衡的局面形成的。

酚類物質是煙熏產品典型的風味成分，是對煙熏風味貢獻最大的風味化合物[14-15]，大部分的酚類化合物都具有煙熏特色風味，其中苯酚、愈創木酚、4-乙基愈創木酚、2,6-二甲基苯酚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等是煙熏的特征風味物質。這與國內外的相關研究是吻合的，吳金鳳等[16]研究發現，煙熏臘肉酚類物質的含量隨煙熏時間的延長含量逐漸升高，認為酚類物質是對煙熏臘肉風味貢獻最大的成分；Eva等[17]研究證實，不同種類熏肉的酚類物質含量有較大差別，但種類基本相同，以苯酚、4-甲基苯酚和4-甲基-2-甲氧基苯酚等為主。Yu Ainong等[18]發現對甲酚和2,5-二甲基苯酚是煙熏培根特色性的煙熏風味物質。

不同煙熏工藝的牛肉香腸在酚類物質的種類和相對含量有明顯的不同，由表3可知，沒有經過煙熏的牛肉香腸僅含有7種酚類物質，而通過傳統的木熏工藝和液熏工藝的牛肉香腸的酚類物質分別為18和12種；傳統木熏工藝的產品中酚類物質的含量明顯高于液熏工藝的產品，木熏工藝產品中酚類物質的相對含量達到16.95%，液熏工藝產品中為11.58%，而沒有經過煙熏工藝的產品僅含有5.92%。通過比較對甲酚、苯酚、愈創木酚、4-甲基愈創木酚、4-乙基愈創木酚等關鍵性煙熏風味物質的含量可以發現，木熏產品的含量明顯高于液熏產品，而且具有一些液熏工藝沒有的酚類物質，如2,5-二甲基苯酚、4-甲氧基苯酚和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等化合物。同時通過實驗還發現，液熏工藝的產品中有些酚類物質在傳統的煙熏工藝產品中并沒有發現，這可能是由煙熏液的加工工藝形成的，在干餾的過程中，較為封閉的環境和較高的反應溫度會形成一些新的物質。在沒有經過煙熏工藝的牛肉香腸中也發現了酚類物質的存在，這可能是由香辛料帶入到產品中的，白胡椒、生姜等會帶入少量的酚類物質。

羰基類化合物也是煙熏肉制品的重要成分，這類化合物不僅對產品的風味有重要影響，同時可以改善產品的外觀，形成令人愉悅的煙熏色澤。羰基類化合物的產生原因主要是脂肪和脂肪酸的氧化和降解，或者其進一步發生反應，形成新的化合物。由于其一般具有較高的揮發性和較低的閾值，因此，對產品的最終風味具有重要的貢獻。

醛類物質主要是由不飽和脂肪酸的氧化形成的，對肉制品風味的形成具有重要貢獻，特雷克爾氨基酸反應是醛類物質產生的重要途徑之一[19]，糠醛、5-甲基糠醛是肉制品風味形成中的重要成分，具有甜香、木香、焦糖香和烘烤食品的氣味，對煙熏風味也有一定的促進作用，由表3可以發現，液熏工藝的產品中糠醛和5-甲基糠醛的含量明顯高于木熏工藝的產品，這是煙熏液生產過程中高溫干餾形成的；己醛與壬醛也在肉制品風味的形成中占據重要地位，其與許多其他物質重疊的很強的風味效應，甚至在痕量存在的條件下也有這種效應[20]。酮類物質對產品的風味貢獻不大，但是卻對產品的色澤起著決定性的作用，它能與蛋白類物質發生反應，這是煙熏色澤形成的重要原因[21]，酮類物質含量的高低直接決定著煙熏色澤的品質[4]；傳統木熏工藝的產品中酮類物質的相對含量為8.47%，而液熏工藝的產品中達到了16.73%，遠高于木熏工藝的產品，這也是液熏工藝產品比較鮮亮的原因之一。乙酸、丁酸和己酸是檢測到的最重要的酸類化合物，他們具有較高的相對含量，其中液熏工藝的產品中乙酸的相對含量達到了7.53%，這與煙熏液本身的風味是吻合的，是在煙熏液加工過程中形成的。

通過對比可知，傳統煙熏工藝牛肉香腸的揮發性風味物質在種類和數量上都有明顯的優勢，液熏工藝的牛肉香腸雖然也具有較濃郁的煙熏風味，但是與傳統的木熏工藝產品還有差距，需要進一步改進煙熏液的生產工藝，提高煙熏液的產品質量。

2.5 煙熏方式對煙熏清真牛肉香腸貨架期的影響

圖5 37 5 37（A）、32 ℃32 （B）和 27 ℃ 27 （C）條件下煙熏清真牛肉腸的菌落變化曲線Fig.5 Bacterial change curves of smoked Muslim beef sausages stored at 37 (a), 32 (b) and 27 (c) ℃

由圖5可知，沒有經過煙熏工藝的產品在37、32 ℃和27℃的貨架期分別為1.85、3.55 d和5.88 d，傳統木熏工藝的產品在37、32 ℃和27 ℃的貨架期分別為7.7 8、4.2 2 d和2.4 2 d，液熏工藝的產品37、32 ℃和27 ℃的貨架期分別為8.2、4.79 d和2.58 d，根據公式得到Q未熏=1.79，Q木熏= 1.79，Q液熏=1.78，通過計算得到未熏產品、木熏產品和液熏產品在4 ℃條件下的貨架期分別為86、114、118 d。通過分析結果可以發現，與沒有經過煙熏工藝的產品相比，兩種煙熏工藝都可以延長產品的貨架期，但是木熏工藝和液熏工藝的產品的保質期差別不大，理論上僅有4 d的差別，說明煙熏液在延長產品貨架期方面具有與傳統木熏工藝相似的效果。

3 討 論

兩種煙熏工藝對產品的色澤、風味和貨架期都有一定的改善，但是都增加了有害物質苯并（a）芘的含量。通過貨架期的比較可以發現，兩種煙熏工藝都可以延長產品的貨架期，而且不同煙熏工藝產品的貨架期相差很小；傳統的木熏工藝產品的色澤柔和自然、風味清新，煙熏特征揮發性風味物質種類和含量豐富；液熏工藝的產品色澤鮮亮、風味濃郁，煙熏特征揮發性風味成分較少；但是液熏工藝產品中苯并（a）芘的含量明顯低于傳統木熏工藝的產品。

酚類物質作為煙熏特征性風味成分，是兩種煙熏方式產品最重要的評價指標之一，從分析結果可知，從酚類物質的種類、數量和愈創木酚、4-甲基愈創木酚、4-乙基愈創木酚等關鍵性煙熏風味物質的含量方面，木熏工藝的產品都占有明顯的優勢。液熏工藝的產品中酮類化合物的含量要高于木熏工藝的產品，使產品的色澤更加鮮艷。因此，酚類化合物和酮類化合物分別從煙熏風味和煙熏色澤兩方面對產品品質造成影響，決定著煙熏品質的優劣。

目前，煙熏液的使用范圍越來越廣，但通過研究發現，目前采用煙熏液生產的產品，其風味還有待提高。煙熏液由于其有害物質含量低、使用方便、便于自動化工藝的開展等優勢得到企業的重視和喜愛，但是煙熏液加工過程中風味物質的缺失在一定程度上限制了煙熏液的使用范圍，阻礙了煙熏液產業的進一步發展。為了提高煙熏液在肉制品中的應用范圍和應用效果，必須提高煙熏液的產品質量，改進煙熏液的生產工藝，使煙熏液生產的產品更接近于傳統木熏工藝的產品，為煙熏技術的現代化提供技術支撐。

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Effects of Smoking Methods on the Quality of Muslim Beef Sausages

ZHAO Bing1, WANG Jing2, QI Biao1, CHEN Wen-hua1, QU Chao1, AI Ting1, QIAO Xiao-ling1,*
(1. China Meat Research Center, Beijing Academy of Food Sciences, Beijing 100068, China; 2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

In order to provide a technical support for improved production of liquid smoked Muslim beef sausages, the effects of traditional wood smoking process and modern liquid smoking process on the quality of smoked Muslim beef sausages were evaluated with respect to the differences in sensory evaluation, color, benzo(a)pyrene, volatile flavor compounds and shelf life. The results indicated that traditional wood smoking process had an obvious advantage on the flavor of smoked products. The relative content of phenolic compounds in traditional wood smoked sausages was 16.95%, but only 11.58% in liquid smoked sausages. In contrast, modern liquid smoked products had an obvious advantage on benzo(a)pyrene. There was 2.84 μg/kg benzo(a)pyrene in sausages subjected to traditional smoking for 40 min, but only 0.95 μg/kg in sausages subjected to liquid smoking with 4 replicates. While, in terms of color and shelf life, there was no obvious difference. Therefore, further improvement of flavor ingredients in liquid smoked products should be conducted to make them closer to the traditional wood smoked products, thereby improving smoked Muslim beef sausage quality and the market share of liquid smoked products.

Muslim beef sausage; smoking; flavor substance; benzo(a)pyrene; shelf life

TS251

A

1002-6630（2014）02-0023-07

10.7506/spkx1002-6630-201402005

2013-09-22

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2012BAK17B07）

趙冰（1986—），男，工程師，碩士，研究方向為肉類食品加工與安全。E-mail：zhaobtg@163.com

*通信作者：喬曉玲（1964—），女，教授級高級工程師，本科，研究方向為肉品加工技術。E-mail：cmrcsen@126.com