酶法制備血紅素對湘式臘腸色澤和揮發性風味的影響

李迎楠+李享+賈曉云+王樂+楊凱+成曉瑜+劉文營

摘 要：將酶解制備的豬血血紅素用于加工湘式臘腸，分析添加血紅素臘腸的色澤、主體風味和揮發性風味物質的種類和相對含量，并與添加亞硝酸鈉的臘腸進行比較。結果表明：單獨添加亞硝酸鈉使得產品的黃度值（b*）顯著升高（P<0.05），而其他色度值與對照組沒有顯著差異（P>0.05）；添加血紅素使得產品的亮度值（L*）、b*和色彩度（C*）顯著降低（P<0.05），血紅素添加量為0.20%時會對產品的紅度值（a*）、C*和色彩角（h*）產生顯著影響（P<0.05）。添加血紅素產品的L*較小，添加物質相同時，產品具有相似的b*。產品揮發性風味物質主體成分特征明顯，在線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）中，在主成分1和主成分2方向上能將產品進行線性區分，顯示了產品間主體風味成分的顯著性差異。亞硝酸鈉和血紅素會對產品中揮發性風味物質的種類和含量產生顯著影響，亞硝酸鈉使得醇類物質的種類和相對含量降低，酯類、醛類、酮類、酚類、芳香族、烯烴和其他物質的種類和相對含量增加；隨著血紅素添加量的增加，酯類、醛類和酮類物質的相對含量呈現逐漸增加趨勢，酚類、烯烴類、酸類和芳香族類物質的含量則有不同程度的降低。湘式臘腸加工中血紅素的添加量控制在0.05%～0.10%時，產品能夠獲得和添加亞硝酸鈉相似的特征。

關鍵詞：豬血血紅素；湘式臘腸；色差；電子鼻；氣相色譜-質譜儀

Abstract： Hunan-style sausage was prepared with added pig blood hemoglobin prepared by enzymatic hydrolysis of fresh pig blood， and its color， major flavor compounds and volatile composition （type and quantity） were evaluated and compared with those of sausage with added sodium nitrite. The results showed that the addition of sodium nitrite alone significantly increased the a* value （P < 0.05） but did not result in any significant change in other color parameters （P > 0.05） compared with the control group without the addition of pig blood hemoglobin or sodium nitrite. However， the addition of pig blood hemoglobin significantly decreased the L*， b* and C* values （P < 0.05） and significantly affected the a*， C* and h* values at a level of 20% （P < 0.05）. Sausage with added pig blood hemoglobin had a low L* value， and b* values were similar among sausages with added pig blood hemoglobin and among those with added sodium nitrite. Major volatile flavor compounds were distinct among different groups of sausages， and linear discrimination was achieved by linear discriminant analysis （LDA） with the first two principal components （PCs）. The types and contents of volatile flavor compounds in sausage were significantly affected by the addition of sodium nitrite and pig blood hemoglobin. The addition of sodium nitrite reduced the number and relative content of alcohols and increased the contents of esters， aldehydes， ketones， phenols， aromatic compounds， alkenes and other miscellaneous compounds. The relative contents of esters， aldehydes and ketones increased with increasing addition of pig blood hemoglobin， while those of phenols， alkenes， acids and aromatic compounds decreased to different extents. Taken together， sausages with the addition of 0.05%–0.10% pig blood hemoglobin and sodium nitrite were similar with respect to color and volatile flavor components.endprint

Key words： pig blood hemoglobin； Hunan-style sausage； color difference； electronic nose； gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201711008

中圖分類號：TS251.93 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2017）11-0045-08

肉制品中添加亞硝酸鹽不僅能夠抑制微生物生長、增強產品風味，而且有助于產品的發色[1]，也是目前普遍采用的發色手段，但是鑒于亞硝酸鹽的潛在毒害作用，其應用受到限制[2]。為順應肉制品綠色加工的要求，需要對產品的加工工藝進行優化[3-4]，或探索可行的亞硝酸鹽替代方案[2，5-6]。

血紅素是一類鐵卟啉化合物[7]，其在小腸內可以被上皮細胞大量吸收[8-11]，不僅具有補鐵等生物功效，而且是一種良好的天然色素[12]。我國豬血資源豐富，2016年我國生豬屠宰量為2.14 億頭[13]，以血液質量占畜體質量的5%計[14]，我國全年的豬血產量約為180 萬t。但是，目前我國所產豬血多用于“血豆腐”等食物的加工以及少量生物活性物質的提取。針對血紅素的研究主要集中在提取方法上，對血紅素在肉制品加工中的應用研究報道較少。針對食物特征性風味的研究，目前多數研究采用電子鼻和氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）等技術進行揮發性風味物質的識別、產品分級、鑒定和生產指導等[15-20]，效果顯著。

本研究將血紅素用于湘式臘腸的加工，并與添加亞硝酸鈉加工的臘腸進行對比，分析血紅素對臘腸色澤、主體風味和揮發性風味物質的影響，以期為湘式臘腸的綠色制造工藝研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬血 北京資源亞太食品有限公司；豬瘦肉、豬背脂 北京中瑞食品有限公司；食鹽、D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸三鈉、三聚磷酸鈉、糖和香辛料（均為食品級） 北京新發地農產品批發市場；瀘州老窖老頭曲（52°） 瀘州老窖股份有限公司；膠原蛋白腸衣 中山市百德富腸衣有限公司。

ProtamexTM復合蛋白酶 諾維信（中國）生物技術有限公司；檸檬酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TRACE 1310氣相色譜-TSQ 8000質譜儀 賽默飛世爾科技（中國）有限公司；PEN3電子鼻 德國Airsense公司；CR-400色差計 日本柯尼卡美能達投資有限

公司；Gerstel TDS半自動熱脫附進樣器 德國Gerstel公司；Cascada BIO純水機 美國Pall公司；F-120B制冰機 日本星崎電機株式會社；BSA822-CW天平

德國賽多利斯科學儀器有限公司；LCH-18恒溫水槽 日本三洋株式會社；CR21G Ⅲ離心機 日本日立株式會社；4822絞肉機 美國Hobart電器公司；ACM攪拌 日本愛工社株式會社；OSCAR-20灌腸機 德國海因里希弗雷機械制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 血紅素的制備

參照文獻[21]中的方法。鮮豬血使用0.5%的檸檬酸三鈉抗凝后，3 000 r/min條件下離心10 min，收集血細胞沉淀；血細胞經沸水隔水加熱10 min變性后均質，用復合蛋白酶于40 ℃、pH 6.0條件下酶解2.5 h，調節pH值為4.0，4 000 r/min條件下離心35 min，收集沉淀，真空冷凍干燥，備用。

1.3.2 湘式臘腸的加工

原料肉中瘦肉與背脂的質量比為7∶3，輔料Ⅰ為食鹽2.0%、花椒0.2%、姜粉0.02%、蔗糖2.5%、味精0.5%、白酒2.0%、異抗壞血酸鈉0.2%、三聚磷酸鈉0.3%和冰水10.0%（均為在原料肉中的質量分數，下同）。參照GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》[22]，亞硝酸鈉最大設計添加量為0.12‰，輔料Ⅰ與血紅素和亞硝酸鈉同時加入。實驗共設6 個處理組，各組產品配方中血紅素和亞硝酸鈉的添加量分別為：1）組1，0.06‰亞硝酸鈉；2）組2，0.12‰亞硝酸鈉；3）組3，0.05%血紅素；4）組4，0.10%血紅素；5）組5，0.20%血紅素；6）組6，0.06‰亞硝酸鈉和0.20%血紅素。以不添加血紅素和亞硝酸鈉的產品為對照組。

瘦肉經8 mm孔徑絞肉機絞碎，背脂切?。? mm），攪拌脫氣后灌制，蘋果木熏制24 h后，進行低溫成熟（溫度15 ℃、濕度80%），臘腸出品率為80%。臘腸成熟過程中，每隔24 h進行1 次位置調整，以確保成熟均勻。

1.3.3 產品主體風味物質分析

參照文獻[23-24]中的方法。隨機均勻稱取2.0 g樣品于電子鼻樣品瓶內，樣品分析溫度50 ℃，信號采集時間90 s，每個樣品均平行測定5 次。電子鼻內置的10 組化學傳感器分別對不同官能團的揮發性風味物質產生響應，根據傳感器的種類和信號強度可以對樣品的風味物質進行主成分分析（principal component analysis，PCA）和線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）。電子鼻的傳感器類型及其響應的物質如圖1所示。

1.3.4 產品色澤測定

參照文獻[23，25]中的方法。色差計測試孔徑為10 mm，每組隨機測定15 個樣品（總量的1/2）的切面，根據樣品顏色的三刺激值（X、Y、Z）計算亮度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*）、色彩度（C*）和色彩角（h*）[26]。endprint

1.3.5 產品揮發性風味成分分析

參考文獻[27]中的方法。每種產品隨機選取10 個樣品（總量的1/3），剔除腸衣后各取2 g，密閉拍打均勻后取10 g進行揮發性風味物質的富集吸收（50 ℃、0.05 MPa、30 min）及測定；采用峰面積歸一化法計算各揮發性風味成分的相對含量。

1.4 數據處理

實驗數據均表示為平均值±標準差，采用SPSS軟件中的單因素方差分析對數據進行差異顯著性分析，采用Winmuster軟件進行PCA和LDA，采用Origin 8.0軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同配方臘腸的色澤分析

產品的特征顏色是影響消費者購買意愿的決定性因素之一，其受原、輔料和生產過程工藝參數的影響，尤其是生產過程中添加的亞硝酸鈉和色素類物質[28-30]，產品色澤的變化與產品的風味變化息息相關[31]。

由表1可知，不同產品的顏色有明顯差異。對照組、組1～6的L*總體呈下降趨勢，只添加亞硝酸鈉的樣品（組1、2）及只添加血紅素的樣品（組3、4、5）間L*差異均不顯著（P>0.05），組1和組3、4間的差異均不顯著（P>0.05）；對照組及組1～4樣品的a*差異均不顯著（P>0.05），組5、6間的差異也不顯著（P>0.05），但均顯著低于對照組及組1～4（P<0.05），說明添加0.20%血紅素對產品的a*產生了顯著影響；組1、2產品間的b*差異不顯著（P>0.05），且均顯著高于組3、4（P<0.05），組3、4樣品間的差異不顯著（P>0.05），說明產品的b*受添加物種類的影響；對照組及組1、2產品間的C*差異不顯著（P>0.05），組3、4產品及組5、6產品間的差異均不顯著（P>0.05），說明產品的C*受添加物種類和添加量的影響；對照組及組1～4樣品的h*差異均不顯著（P>0.05），對照組及組1～3樣品的h*與組5間差異不顯著（P>0.05），對照組及組1、2與組5、6間的差異也不顯著（P>0.05），說明血紅素的添加對產品的h*有差異影響。

綜上所述，血紅素在湘式臘腸中的添加量宜控制在0.05%～0.10%，在此條件下其與所添加的亞硝酸鈉呈現的紅色更為接近。將血紅素應用于臘腸的加工，產品的L*、a*、b*和C*在添加血紅素后均呈降低趨勢，與改變加工工藝[32]、亞硝酸鹽噴霧處理[33]和添加天然色素[24，34]等研究的結果相似。

2.2 不同配方臘腸的主體風味物質分析

臘腸特征性風味的產生與加工過程中添加物質的種類和加工條件等密切相關，亞硝酸鈉在促進產品發色的同時，也會對氧化和風味產生影響[1，33]。臘腸成熟過程中脂肪的氧化作用以及蛋白酶的水解過程中產生的反應產物、次級代謝產物和衍生物共同構成了其特征風味[23]。

由圖2可知，在PCA中，主成分1和主成分2的方差貢獻率分別為95.28%和2.82%，二者的方差總貢獻率為98.10%，說明各產品的主體風味均能代表本產品的風味特征，能夠通過主成分進行產品間的區分[36]。同時，在主成分1和主成分2方向上，處理組產品間均有一定的交叉，說明其主體揮發性風味物質有一定的相似性。

由圖3可知，在LDA中，主成分1和主成分2的方差貢獻率分別為68.39%和9.84%，二者的總貢獻率為78.23%，說明各產品的主體特征風味也同樣適用于LDA。在主成分1方向上，組1、3產品交集較多，說明少量添加血紅素（0.05%）與添加亞硝酸鈉產品的特征風味更為相似，與2.1節的結果相似。與對照組相比，血紅素和亞硝酸鈉的添加量越多，產品與對照組在主成分1方向上的差距越大，說明天然色素和亞硝酸鈉會影響產品的風味，與已有的研究報道結果相似[33-34]。

2.3 不同配方臘腸的揮發性物質分析

由圖4～5可知，產品之間揮發性風味物質的種類和相對含量均存在一定差異。除對照組產品中的醇類物質、組3產品中的酚類物質相對含量較高外，其他產品均為酯類物質的種類和相對含量最高，與2.2節中的PCA結果一致。添加亞硝酸鈉使得產品中醇類物質的種類和相對含量均有所降低，酯類、醛類、酮類、酚類和烯烴類等物質的相對含量增加，這可能與亞硝酸鈉所呈現出的抑制氧化和增強風味的作用有關[1，30，35，37]。隨著血紅素添加量的增加，酯類、醛類和酮類等物質的含量呈逐漸增加趨勢，而當血紅素和亞硝酸鹽同時使用時，組6產品中的酯類物質占51.41%、酸類占13.45%、醇類占4.95%、酚類占11.00%，與其他產品相比種類變化明顯，說明添加組分在肉制品風味形成中具有重要作用，亞硝酸鈉和血紅素的添加對臘腸中揮發性物質的種類和相對含量均有影響，與已有文獻的報道相似[38]。

由表2可知，7 種產品均檢出的揮發性物質有乙醇、己醛、壬醛、醋酸、正己酸、2，3-二甲基-2-環戊烯-1-酮、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、γ-丁內酯、月桂酸乙酯、愈創木酚、4-乙基愈創木酚、2，6-二甲氧基苯酚等。只在對照組產品中檢測到的為正己醇、羥基香茅醇、異戊酸和甲基環戊烯醇酮等；只在組1產品中檢測到的為間乙基苯酚和對異丙基甲苯等；只在組2中檢測到的為1，2-丁二醇和（E）-13-十八碳烯等；只在組3中檢測到的為α-己基肉桂醛、甲氧基丙酮和3-己烯酸乙酯等；只在組4中檢測到的為水楊酸甲酯和苯乙酸乙酯等；只在組5中檢測到的為異丁醇、正丁醇、桉葉油醇、2-甲基-2-戊烯醛、2-甲基丁醛、異戊醛、2-丁酮、乙酸異丙烯酯和乙酸甲酯等；添加亞硝酸鈉和血紅素的組6產品中未檢測到2，3-丁二醇、乙基環戊烯醇酮、乙酸丁酯、異戊酸乙酯和3-甲基-2-（5H）-呋喃酮等。另外，對照組產品中未檢測到乙醛、3-甲基-1，2-環戊二酮和3-羥基-4-甲氧基甲苯，而亞硝酸鈉或血紅素添加組產品中均檢測到這些物質。endprint

產品中的揮發性物質均具有不同的風味特性，如丙酸乙酯有菠蘿的氣味、醋酸正丙酯具有柔和的水果香味、3-己烯酸乙酯有強烈、持久的青香和果香、水楊酸甲酯具有冬青葉香味、苯乙酸乙酯具有濃烈而甜的蜂蜜香氣、玫瑰花香和果香[39-42]，這些種類和含量不同的風味物質共同構成了產品的特征性風味。

3 結 論

血紅素和亞硝酸鈉對湘式臘腸產品的色澤、主體風味、揮發性物質的種類和相對含量均產生了一定影響。亞硝酸鈉的添加使得產品的L*有所降低，b*、C*和h*增加；血紅素的添加使得產品的L*、a*、b*和C*均有所降低，而h*呈現增加趨勢。不同配方的臘腸在色澤上的區別主要體現在添加血紅素加工制得的產品L*較小，產品的a*只有在血紅素添加量達到0.20%時才會產生影響，產品的b*呈現受添加物種類影響的特征，產品的C*和h*受添加物種類和添加量的影響。

血紅素和亞硝酸鈉的添加使得產品的主體風味物質產生差異，在PCA中，產品間的主體風味物質在主成分1和主成分2方向上交集較多，說明不同產品不僅各具特征風味，而且具有一定的相似性；在LDA中，產品主體風味物質在主成分1和主成分2方向上分布較為分散，表明產品間的風味成分差異顯著。產品揮發性風味物質中酯類物質的種類和相對含量最多，添加亞硝酸鈉會使產品的醇類物質種類和相對含量均有所降低，其他物質的相對含量增加；隨著血紅素添加量的增加，酯類、醛類和酮類等物質的相對含量呈現逐漸增加趨勢。

從產品主體風味和特征色澤來看，湘式臘腸加工中血紅素的添加量控制在0.05%～0.10%時，產品能夠獲得和添加亞硝酸鈉相似的特征。本研究的結果能夠為湘式臘腸的加工提供參考，尤其是使用天然色素進行肉制品的綠色加工方面。

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