不同方式干燥廣式臘腸的干燥模型及品質特性研究

林婷婷 曾曉房 董華發(fā) 吳鏝詩 卓獻榮 董 浩 白衛(wèi)東

(1. 仲愷農業(yè)工程學院輕工食品學院，廣東 廣州 510225；2. 廣東溫氏佳味食品有限公司，廣東 廣州 527400)

廣式臘腸主要以豬肉為原料，配以輔料，灌入天然或人造腸衣再經(jīng)晾曬或烘烤而成，其特點是肥膘切丁以及輔料白砂糖和曲酒[1]。因外觀誘人、紅白分明、腸體油潤、臘香濃郁、咸甜適口、營養(yǎng)豐富、易貯存等特點，廣式臘腸廣受珠江三角洲和東南亞地區(qū)消費者的喜愛和歡迎，是粵菜烹調的特色食材之一[2]。

自然晾曬風干是廣式臘腸的傳統(tǒng)干制工藝，產(chǎn)品晾曬時需要低溫低濕的環(huán)境，時間長且易受蚊蠅叮咬，下雨天還可能導致產(chǎn)品長霉變質。風干臘腸屬于自然發(fā)酵肉制品，與人工發(fā)酵肉制品的差別在于發(fā)酵條件(氣候因素)的不確定性[3]。廣式臘腸是一種半干腌肉制品，在加工過程中大分子蛋白質和脂肪被酶解成小肽和脂肪酸，形成其獨特風味[4-5]。

人工環(huán)境模擬不受地理環(huán)境、季節(jié)、氣候的限制，是通過模擬大自然中的氣象，單因子或多因子的調節(jié)、控制物體所處的小氣候環(huán)境，人工營造和組合適合的或有害的氣候條件的方法，在食品工業(yè)中發(fā)揮了重要作用[6-8]。干燥工藝是臘腸加工過程中一個重要的環(huán)節(jié)，它會影響臘腸的口感、風味、質量等，目前主要有熱風干燥和冷風干燥[9-10]。目前國內外對于廣式臘腸干燥方式的研究主要集中在熱風干燥對臘腸品質特性的影響[11]，而紅外輻射和紫外輻射的干燥方式對廣式臘腸品質特性的影響還尚未見研究報道。試驗擬通過人工模擬干燥環(huán)境，對臘腸干燥程度、干燥速率、干燥效果進行有效的控制，研究人工條件下干燥產(chǎn)品的理化性質、脂質水解氧化特性和質構等的變化，以期為風干臘腸的加工建立人工氣候和質量安全控制提供基礎數(shù)據(jù)和技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

1.1.1 試驗材料

肥肉、優(yōu)質瘦肉、食鹽、味精、白砂糖、大豆蛋白粉：市售；

草繩、腸衣：廣州皇上皇有限公司；

汾酒：山西杏花村汾酒廠股份有限公司。

1.1.2 試劑

亞硝酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉：食品級，天津市致遠化學試劑有限公司；

可溶性淀粉、冰醋酸、酚酞、硫代硫酸鈉、三氯甲烷、石油醚、氫氧化鉀、碘化鉀、無水乙醇、乙醚、鄰苯二甲酸氫鉀：分析純，市售；

試驗用水為超純水。

1.1.3 儀器

灌腸機：SF-L型，廣東恒聯(lián)食品機械有限公司；

絞肉機：TJ12-H型，廣東恒聯(lián)食品機械有限公司；

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9140A型，黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；

質構儀：MS-PRO型，美國FTC公司；

快速水分測定儀：MOC63U型，上海皖衡電子儀器有限公司；

分光測色儀：NS800型，深圳市三恩時科技有限公司；

紫外—可見分光光度計：uv759型，上海精密科學儀器有限公司；

紅外燈：HP3643型，韓國Philips公司；

紫外燈：FY-30DC型，韓國Philips公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 廣式臘腸制作工藝流程

瘦肉絞碎→拌入輔料腌制→肥肉切粒、去浮油→與瘦肉混勻、拌料→灌腸→扎針→扎草、束繩→清潔腸體表面→干燥(熱風干燥、低溫+紅外輻射、低溫+紅外+紫外線輻射)→成品

1.2.2 干燥工藝

(1) 熱風干燥工藝：將臘腸置于52 ℃的鼓風恒溫干燥箱中干燥4 h，然后調換臘腸的位置(使其烘烤均勻)，并將干燥溫度調至58 ℃，繼續(xù)干燥4 h后將溫度降回52 ℃ 再干燥34 h即可。

(2) 低溫+紅外輻射：將臘腸晾掛在人工環(huán)境模擬實驗室，室內溫度保持在5 ℃左右，紅外燈裝置開3盞(燈管功率500 W)，燈管到腸體距離27 cm，臘腸掛鉤保持旋轉狀態(tài)，干燥68～72 h。

(3) 低溫+紅外+紫外線輻射：將臘腸晾掛在人工環(huán)境模擬實驗室，室內溫度保持在5 ℃左右，開3盞紅外燈(燈管功率500 W)，燈管到腸體距離27 cm，臘腸掛鉤保持旋轉狀態(tài)，并打開1盞紫外燈(燈管功率60 W)進行照射，干燥68～72 h。

1.2.3 水分的測定 精確稱取已絞碎的臘腸3.00 g，均勻放置在已預熱1 h的快速水分測定儀樣品盤上，采取自動停止模式測定水分，設置溫度為150 ℃，待測定結束后讀取數(shù)據(jù)，重復試驗兩次，取平均值。

廣式臘腸水分比按式(1)計算：

MR=Mt/M0，

(1)

式中：

MR——廣式臘腸的水分比，g/g；

M0——初始水分含量，g/g；

Mt——t時刻時的含水量，g/g[12]。

干燥速率按式(2)計算：

(2)

式中：

Dr——干燥速率，g/(g·h)；

Mt、Mt+Δt——分別為t、t+Δt時刻的水分含量，g/g。

1.2.4 亞硝酸鹽含量的測定 按GB 5009.33—2010的鹽酸奈乙二胺法執(zhí)行。

1.2.5 過氧化值的測定 稱取粉碎的臘腸30 g于錐形瓶中，用石油醚浸泡淹沒表面，浸泡過夜。將石油醚提取液于旋轉蒸發(fā)器提取，得到脂肪試樣備用，按GB 5009.227—2016的方法測定過氧化值。

1.2.6 酸價的測定 取1.2.5中的脂肪試樣備用液，按GB 5009.229—2016的方法測定酸價。

1.2.7 色差的測定 參照文獻[13]的方法采用NS800分光測色儀進行分析。將臘腸切成1 cm厚的柱體，樣品的被測部位對準鏡頭口，在臘腸的不同部位取4個樣品進行測定，分別記錄其亮度值(L)和紅度(a)，重復試驗3次，取平均值。

1.2.8 質構的測定 參照文獻[14]的方法采用MS-PRO質構儀測定。選用P/36R探頭對樣品進行2次70%的擠壓。測前速度2 mm/s，測中速度2 mm/s，測后速度2 mm/s，壓縮程度70%，停留時間5 s。從不同部位取3個樣品，樣品為高20 mm的圓柱體。由TPA曲線可得到硬度、咀嚼性、膠黏性和彈性參數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有試驗平行3次結果取平均值，采用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件；所有分析圖均采用Origin 9.0軟件繪制。

2 結果與討論

2.1 干燥方式對廣式臘腸干燥過程中水分含量的影響

2.1.1 干燥特性 廣式臘腸的干燥過程并非單純的脫水過程[15]。它涉及到臘腸品質的多種物理化學反應，如色澤、風味的形成等。如圖1所示，熱風干燥環(huán)境下的臘腸，干燥前期水分比迅速下降，由1.000減少到0.604；干燥中期水分比下降速率減慢；干燥后期曲線趨于平緩，水分比變化小。低溫+紅外輻射和低溫+紅外+紫外輻射下的臘腸，水分比變化趨勢大致相同，在前55 h呈直線下降趨勢，下降速率基本相似；至55 h后曲線平緩，結束時兩種干燥環(huán)境下臘腸的水分比都達到0.250左右。低溫+紅外輻射和低溫+紅外+紫外輻射工藝的總體干燥效率較低，脫水過程相對緩慢，用時較長，且紫外輻射對廣式臘腸的干燥影響不明顯。

圖1 不同環(huán)境下廣式臘腸干燥曲線

2.1.2 干燥模型擬合 以菲克第二定律為基礎建立起的薄層干燥模型常用于描述物料的熱質傳遞過程。為了描述廣式臘腸干燥過程的脫水規(guī)律，采用Newton(指數(shù)模型)、Page、Henderson and Pabis(單項擴散模型)、Logaritlunic、Two-Term和Wang and Singh 6個常用的薄層干燥經(jīng)驗模型對干燥時間與水分比的干燥曲線(圖1)進行擬合，結果如表1～3所示。

通過比較模型的擬合結果可知，在熱風干燥環(huán)境中Two-Term模型的擬合程度最大，Page模型在低溫+紅外環(huán)境和低溫+紅外+紫外環(huán)境中有較高的擬合度，能較好地模擬廣式臘腸的干燥過程。各環(huán)境條件的干燥動力學公式：

表1 熱風干燥廣式臘腸的干燥模型擬合結果

表2 低溫+紅外干燥廣式臘腸的干燥模型擬合結果

表3 低溫+紅外+紫外輻射干燥廣式臘腸的干燥模型擬合結果

(1) 熱風干燥：

MR=1.03exp(-0.057t)+0.019exp(0.049t)。

(3)

(2) 低溫+紅外干燥：

MR=exp(-0.009t1.209)。

(4)

(3) 低溫+紅外+紫外干燥：

MR=exp(-0.011t1.16)。

(5)

2.2 干燥方式對廣式臘腸干燥過程中亞硝酸鹽殘留量的影響

適量地加入亞硝酸鈉可使產(chǎn)品色澤鮮艷，風味獨特，還可抑制肉毒桿菌的生長。由圖2可見，經(jīng)熱風干燥的臘腸，前期亞硝酸鹽含量急劇升高；干燥至28 h，亞硝酸鹽含量由44.73 mg/kg減少至9.78 mg/kg；干燥后期緩慢下降，成品亞硝酸鹽殘留量為7.53 mg/kg。經(jīng)低溫+紅外輻射的臘腸，在前8 h亞硝酸鹽含量升高至45.17 mg/kg，后快速下降，干燥后期(43～70 h)緩慢減少，成品亞硝酸鹽殘留量為14.17 mg/kg。經(jīng)低溫+紅外+紫外輻射的臘腸，在干燥初期(0～8 h)亞硝酸鹽含量升高，在8～55 h持續(xù)穩(wěn)定下降，成品亞硝酸鹽殘留量為13.79 mg/kg。

圖2 干燥方式對臘腸干燥過程中亞硝酸鹽殘留量的影響

對比圖1分析可認為水分蒸發(fā)是亞硝酸鹽殘留量升高的主要因素，但亞硝酸鹽參與了發(fā)色反應，總體為減少趨勢。3種干燥條件下臘腸的亞硝酸鹽殘留量在干燥前期都是先升高后下降，但下降速率有明顯區(qū)別。可能是熱風干燥環(huán)境比人工環(huán)境溫度高，亞硝酸鹽分解快。亞硝酸鹽在微酸條件下形成亞硝酸，亞硝酸不穩(wěn)定分解出亞硝基，亞硝基與原料肉中的肌紅蛋白反應產(chǎn)生亞硝基肌紅蛋白，亞硝基肌紅蛋白預熱后放出巰基生成具有鮮紅色的穩(wěn)定的亞硝基血色原，在臘腸中起到發(fā)色作用。另外兩種物理調控環(huán)境下臘腸的亞硝酸鹽含量下降的趨勢相對緩慢，且亞硝酸鹽的最終殘留量相接近，都比熱風干燥的要高。

2.3 干燥方式對廣式臘腸干燥過程中色澤的影響

圖3(a)表明，在熱風干燥環(huán)境下，臘腸的明度值由47.92下降到27.23，干燥前28 h急劇下降；后期下降趨勢變緩。低溫+紅外環(huán)境輻射下臘腸的明度值在前中期下降得較明顯，后期變化平緩，總體上呈上升趨勢，終產(chǎn)品紅度值為10.21。低溫+紅外+紫外輻射下臘腸的明度值在干燥前期減少，在20～32 h變化平緩，中后期緩慢下降。由圖3(b)可知，在熱風干燥環(huán)境下，廣式臘腸的紅度值在前半段時間呈上升趨勢，后半段時間變化不大，最終紅度值為8.6。低溫+紅外+紫外輻射下臘腸的紅度值先是快速增加，中期變化不大，此時與明度值的變化趨勢相似；但干燥后期又呈上升趨勢，終產(chǎn)品紅度值為9.74。

由圖3可看出，熱風干燥環(huán)境下臘腸色澤的變化主要發(fā)生在烘烤的前半段時間，推測其發(fā)色主要是在烘烤的前期和中期，至23 h左右發(fā)色基本完成。在低溫+紅外環(huán)境下，廣式臘腸在第8 h開始發(fā)色，此時亞硝酸鹽含量不斷減少，紅度值一直在增加，說明紅度值的變化與亞硝酸鹽含量變化有關；同樣因為亞硝酸鹽減少的速率比熱風干燥的低，造成發(fā)色速率較低。低溫+紅外+紫外輻射環(huán)境下臘腸發(fā)色基本在前期完成，與熱風干燥的相近；中后期臘腸的發(fā)色速率降低，與亞硝酸鹽減少的速率相似。在低溫+紅外環(huán)境和低溫+紅外+紫外輻射環(huán)境下的臘腸的亞硝酸鹽終含量、明度值和紅度值均比熱風干燥的大，這兩種人工環(huán)境下成品的明度值和紅度值均相差不大。

2.4 干燥方式對廣式臘腸干燥過程中脂肪氧化的影響

肉制品在腌制干燥過程中，脂肪會發(fā)生水解和氧化反應，產(chǎn)生游離脂肪酸、醛、醇等物質，使臘腸產(chǎn)生特殊風味，增加臘腸的香氣，被認為是腌臘肉制品風味形成的主要途徑之一[16-17]。如圖4(a)所示，熱風干燥環(huán)境下，烘烤前期臘腸的酸價上升緩慢，中期迅速上升至1.36 mg/g，至烘烤結束酸價仍呈上升趨勢。在低溫+紅外輻射和低溫+紅外+紫外輻射環(huán)境下，前期酸價變化不大，然后逐漸提高，到中后期酸價上升趨勢明顯，且至干燥結束時這兩種環(huán)境下臘腸的酸價相近。

圖3 不同干燥方式下臘腸干燥過程中明度和紅度的變化

如圖4(b)所示，3種環(huán)境下制作的臘腸的過氧化值出現(xiàn)波動性變化。在干燥開始時由于溫度高而促進脂肪的氧化，中間產(chǎn)物不斷生成和累積進而分解成小分子物質，臘腸的過氧化值下降。熱風干燥環(huán)境下，臘腸的過氧化值先快速上升，后以一定的速率下降，最終過氧化值為0.012 g/100 g左右。在低溫+紅外環(huán)境下的廣式臘腸，紅外輻射使臘腸內部快速產(chǎn)生熱效應，過氧化值總體呈升高趨勢，最終過氧化值為0.019 g/100 g左右。在低溫+紅外+紫外輻射環(huán)境下臘腸最終的過氧化值為0.018 g/100 g 左右。原料品質或加工條件控制不當，則會誘使脂肪和蛋白質過度氧化產(chǎn)生大量有害的過度氧化產(chǎn)物，對臘腸風味呈現(xiàn)和消費者健康帶來潛在危害[18]。

圖4 不同干燥方式下臘腸干燥過程中酸價和過氧化值的變化

2.5 干燥方式對廣式臘腸質構的影響

肉類制品的質構特性是影響肉類制品口感的重要指標。在臘腸的干燥過程中，除了發(fā)生生物化學反應和微生物變化，還伴隨著硬度、膠黏性、咀嚼性和彈性等的變化。

如圖5(a)所示，低溫+紅外輻射條件下臘腸成品的硬度值為49.3 N，而低溫+紅外+紫外輻射條件下的為47.4 N，熱風干燥條件下的硬度最小。產(chǎn)品含水率低于21.5%時，硬度會隨水分含量的下降而減小[19]。結合圖1分析，低溫+紅外環(huán)境的臘腸水分含量最高，可能是其硬度最大的原因。劉成國等[20]研究發(fā)現(xiàn)升溫干燥模式能明顯提高臘腸的硬度。Pawlak等[21]研究表明硬度與咀嚼性呈極顯著正相關。臘腸的咀嚼性在熱風干燥環(huán)境下為53.11 mJ，在低溫+紅外和低溫+紅外+紫外環(huán)境下分別為131.71，120.45 mJ。由此可見，低溫+紅外和低溫+紅外+紫外輻射能提高廣式臘腸的硬度和咀嚼性。

由圖5(b)可得，在低溫+紅外干燥條件下的臘腸成品的膠黏性和彈性最大，分別為27.1 N和4.86 mm；低溫+紅外+紫外輻射條件次之，膠黏性和彈性分別為25.7 N 和4.69 mm；膠黏性和彈性最小的是熱風干燥工藝。在熱風干燥階段，臘腸因高溫烘烤而水分大量散失，腸體變得堅硬，脆性增加，此時臘腸彈性下降。劉成國等[20]研究發(fā)現(xiàn)干燥后臘腸的彈性下降，脆性升高，水分含量基本穩(wěn)定。在低溫條件下，臘腸接受紅外輻射，腸體內部產(chǎn)生熱效應而溫度又不會過高，內部的物理化學反應較溫和，可能是臘腸具有較好彈性的原因。與熱風干燥相比，低溫+紅外和低溫+紅外+紫外輻射可能對廣式臘腸的膠黏性和彈性有增加作用，而紅外輻射對臘腸的作用較明顯。

圖5 不同干燥環(huán)境下廣式臘腸硬度、咀嚼性、膠黏性和彈性的變化

3 結論

研究表明，低溫+紅外和低溫+紅外+紫外輻射均會增加臘腸的亞硝酸鹽殘留量、酸價和過氧化值，但總體干燥效率相對較低，水分比變化小，成品的指標都在GB 5009.33—2010的正常范圍內。以熱風干燥工藝為對照，低溫+紅外和低溫+紅外+紫外輻射均能增加臘腸的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性，提升臘腸的色澤和質構特性，紅外輻射對產(chǎn)品質構影響較明顯。該研究增加了廣式臘腸的干燥工藝，這兩種新的干燥工藝同樣影響廣式臘腸的風味，這也是后期試驗亟待研究的問題。