兩種調味基料對提高重組培根品質的效果研究

徐文怡，陳文靜，任小青，梁麗雅，馬儷珍

（天津農學院食品科學與生物工程學院，國家大宗淡水魚加工技術研發分中心（天津），天津300384）

培根是低溫西式肉制品重要的一類，其風味濃郁、咸味適口、食用方便。重組培根是經過真空腌制、灌裝壓模、蒸煮、煙熏、冷卻制成。重組培根加工中以添加亞硝酸鹽來達到發色及抑制微生物生長的目的，但亞硝酸鹽會與其中的二級胺類物質發生反應形成致癌物N-亞硝基化合物，危害人體健康[1]。降低肉制品中亞硝酸鹽殘留量可以降低亞硝胺的形成。因此，應盡可能限制亞硝酸鹽在肉制品加工中的使用。控制肉制品中N-亞硝胺形成常添加天然抗氧化劑，如抗壞血酸、VE、茶多酚等[2-3]。WANG 等[4]將植物多酚和α-生育酚添加到干腌培根中，發現植物多酚特別是綠茶多酚（green tea polyphenols，GTP）可以用于加工干腌培根來提高產品質量、保質期及安全性。本研究前期以冷凍牛骨肉末為原料，開發出兩種調味基料[5-6]：一種是以冷凍牛骨肉末為原料，經過高壓浸提、酶解、美拉德反應得到牛骨調味基料（beef flavorings，BF），另一種是在BF 的基礎上為了增香而增加了發酵工藝環節，得到的發酵牛骨調味基料（fermented beef flavorings，FBF）[7]。

目前FBF 在牛肉腸、牛肉餅、紅腸[8-10]上的應用已表明FBF 具有增強產品的抗氧化、抑菌效果以及提高風味的作用，可以起到降低亞硝酸鹽使用量的目的。本研究將前期研制的BF 和FBF 兩種調味基料應用于重組培根的加工中，通過測定各組培根的理化指標、貯藏過程中菌落總數和硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid value，TBARs）的變化以及貨架期預測加速試驗，研究BF 和FBF 對重組培根理化特性和貯藏品質的影響，分析BF 和FBF 是否具有抑制微生物生長及抗氧化的效果，是否可以部分替代亞硝酸鹽的作用，為FBF、BF 在重組培根生產加工中的應用提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬背部肉（背最長肌）、豬肥膘：天津市康寧肉制品有限公司；食鹽、復合磷酸鹽、亞硝酸鈉、抗壞血酸鈉、煙酰胺、雞蛋、白糖、葡萄糖、卡拉膠、大豆分離蛋白粉、白酒、味精、辣椒、花椒、胡椒、生姜（均為食品級）：天津市紅旗農貿批發市場；VHI-41 發酵劑（木糖葡萄球菌+戊糖片球菌+植物乳桿菌）：意大利薩科公司；冷凍牛骨肉末、木糖、葡萄糖、半胱氨酸、甘氨酸、丙氨酸、維生素B1（均為食品級）：頂興（天津）食品科技發展有限公司；高氯酸、丙酮、丹磺酰氯（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；氯化鈉、乙腈、無水硫酸鈉、硼酸（分析純）：天津市風船化學試劑科技有限公司；二氯甲烷（色譜純）：天津科密歐化學試劑有限公司；8 種生物胺標品（色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺、精胺及亞精胺）、9 種N-亞硝胺標品[N-亞硝基二甲胺（N-nitrosodimethylamine，NDMA）、N-亞硝基二乙胺（N-nitrosodiethylamine，NDEA）、N-亞硝基吡咯烷（N-nitrosopyrrolidine，NPYR）、N-亞 硝 基 二 丁 胺（N-nitrosodibutylamide，NDBA）、N-亞 硝 基 哌 啶（N-nitrosopiperidine，NPIP）、N - 亞 硝 基 二 丙 胺（N -nitrosodipropylamine，NDPA）、N-亞硝基甲乙胺（N-nitrosomethylethylamine，NMEA）、N-亞硝基嗎啉（N-nitrosomorpholine，NMOR）、N-亞 硝 基 二 苯 胺（N -nitrosodiphenylamine，NDPheA）]：美國Sigma 公司。

1.2 儀器與設備

7890A 氣相色譜儀（配備氮磷檢測器）、1260 高效液相色譜儀：美國安捷倫公司；PB-10 酸度計：德國賽多利斯科學儀器有限公司；RE-2000A 旋轉蒸發儀：上海亞榮生化儀器廠；DW-5120 低溫泵：上海振捷實驗設備有限公司；LLJ-A10T1 攪拌機：廣東小熊電器有限公司；HS07-314 恒溫水浴鍋：天津華北實驗儀器有限公 司；BJRJ-82 絞 肉 機、BVBJ-30F 真 空 攪 拌 機、BYXX-50 煙熏爐：浙江嘉興艾博實業有限公司；ST40R離心機：美國Thermo 公司；18Basic 勻漿機：德國IKA公司；FA2004 精密電子天平：上海精科儀器公司；TU-1800 紫外分光光度計：日本SHIMADZU 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 重組培根的制備

共設置4 組產品，每組5 kg，按如下的設計方案進行加工。

1.3.1.1 工藝流程

腌制液配制→原料解凍→分割→絞肉→腌制→灌裝壓模→蒸煮→煙熏→脫模→冷卻、速凍→切片→包裝→成品。

1.3.1.2 操作要點

1）原料選擇：選取豬背部的純精瘦肉，剔除筋膜等，用絞肉機絞碎（3 mm 篩板），豬背膘用切片機切片。

2）腌制：將配制好的腌制液與絞碎的豬瘦肉和肥肉片在真空攪拌機中攪拌均勻，置于0 ℃～4 ℃的冷庫中腌制24 h。

3）壓模：在清洗干凈的不銹鋼網孔模具上鋪一層聚乙烯薄膜，將腌制好的肉餡裝入，固定好模蓋的卡扣。

4）蒸煮、脫模：將壓模完成的培根放入煙熏爐中在85 ℃的條件下蒸煮90 min，取出、冷卻、脫模。

5）干燥、煙熏、冷卻：將脫模后的培根再次放入煙熏爐中在65 ℃條件下干燥60 min，然后在55 ℃的條件下煙熏7 h，取出冷卻。

6）速凍、切片：將加工好的培根在-35 ℃速凍箱中速凍1 h，取出用凍肉切片機切成2 mm 的薄片，真空包裝。

1.3.2 試驗設計方案

按照1.3.1 重組培根的工藝流程加工培根，試驗設計4 組：陰性對照組（NC），腌制液配方為：豬肉5 kg、食鹽90 g、復合磷酸鹽15 g、抗壞血酸鈉2.5 g、煙酰胺1 g、雞蛋液2 g、白糖50 g、葡萄糖20 g、卡拉膠5 g、大豆分離蛋白8 g、白酒10 mL、味精7.0 g、香料水1 000 g（辣椒2 g、花椒2 g、胡椒1 g、生姜6 g）；陽性對照組（PC）、添加BF 的試驗組（BF）和添加FBF 的試驗組（FBF）分別在NC 腌制液配方的基礎上，添加0.12 g/kg NaNO2（0.6 g/5 kg）、2%BF（100 g BF/5 kg）和2%FBF（100 g FBF/5 kg）。

1.3.3 重組培根貨架期加速試驗預測貨架期公式

將4 組重組培根分別置于27、32、37 ℃下貯藏，并在不同時間間隔下測定菌落總數變化，具體方法參照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗菌落總數測定》具體計算方法如下。

t2=t1Q5ΔT/5

式中：t1為最高試驗溫度37 ℃下每次測試的時間間隔，h；Q5為溫度相差5 ℃時貨架壽命的比值；t2為所求較低試驗溫度下每次測試的最大時間間隔，h；ΔT 為兩個溫度的差值，℃。

綜合實際試驗條件，將27 ℃下的樣品每12 h 測定1 次菌落總數，將32、37 ℃下的樣品每8 h 測定一次菌落總數。當菌落總數超過105CFU/g，可視為達到貨架期終點，停止測定，繪制貯藏期間菌落總數增長曲線[11]。根據產品在特定溫度下的貨架期時間計算Q5，計算公式如下。

Q5=fT÷fT+5

式中：T 為溫度，℃；fT為在溫度T 下的貨架期，h；

fT+5為在溫度T+5 的貨架期，h。

1.4 指標測定的方法

1.4.1 感官評定

挑選10 名人員組成感官評價小組，對4 組產品的進行感官評價。用加權平均法從重組培根的色澤、氣味、滋味和質地4 個方面進行綜合評分，滿分5 分，色澤、氣味、滋味和質地4 個因素的級別權重依次為0.4、0.3、0.2、0.1[12]。感官評價標準見表1。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.4.2 菌落總數的測定

按照GB/T 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》的方法測定[13]。

1.4.3 pH 值測定按照GB/T 5009.237—2016《食品安全國家標準食品pH 值的測定》的方法測定[14]。

1.4.4 亞硝酸鹽殘留量測定

參考GB/T 5009.33—2016《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》亞硝酸鹽含量測定中的分光光度法進行測定[15]。

1.4.5 TBARs 值的測定

參考FAUSTMAN 等[16]的方法。

1.4.6 N-亞硝胺測定

按照GB/T 5009.26—2016《食品安全國家標準 食品中N-亞硝胺類化合物的測定》中的氣相色譜-質譜法進行測定[17]。

1.4.7 生物胺測定

參照杜智慧[18]的方法測定樣品中的8 種生物胺。樣品處理：稱取5 g 待測樣品加入20 mL 高氯酸（0.4 mol/L）進行勻漿，4 ℃、4 000 r/min 條件下離心10 min，重復離心兩次，合并上清液，用0.4 mol/L 高氯酸定容至50 mL。

標準溶液和樣品的衍生化：分別稱取1 mL 上述標準混合溶液和樣品溶液，依次加入0.2 mL 的2 mol/L NaOH、0.3 mol/L 飽和碳酸氫鈉溶液進行緩沖，2 mL 10 mg/mL 的丹黃酰氯溶液，40 ℃水浴避光反應30 min。反應結束后加入100 μL 水終止反應，取出殘留丹黃酰氯溶液。用乙腈定容至5 mL，4 ℃、3 000×g 條件下離心5 min，上清液過膜，待上機檢測；色譜條件：波長254 nm下檢測，流速為1 mL/min，進樣量20 μL，柱溫30 ℃。

1.5 數據處理

用WPS Excel 2019 計算各指標的平均值和標準差，用Sigmaplot 13.0 進行繪圖，Statistix 8.1 進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 感官評價結果

4 組重組培根感官評價結果見表2。

表2 感官評價結果Table 2 The results of sensory evaluation

從感官評價總分可以看出，PC 組得分最高，為4.31；FBF 和BF 組次之，分別為4.19 和4.00，NC 組得分最低，為3.48。其中FBF 組氣味評分最高，為4.43±0.11，這是因為FBF 調味基料的加工中增加了發酵環節，其中含硫化合物和醛類化合物，特別是2-甲基-3-呋喃硫醇和雙（2-甲基-3-呋喃基）二硫及壬醛[5]含量增加，從而使FBF 組培根香味濃郁。4 組產品的色澤得分依次為PC＞FBF＞BF＞NC，4 組之間差異顯著（P＜0.05）。由此說明調味基料可明顯改善產品色澤，而發酵工藝的引入對培根色澤的改善有增強作用，這是因為乳酸菌可在不添加亞硝酸鹽的條件下，將高鐵肌紅蛋白轉化，生成具有紅色色澤的肌紅蛋白衍生物——氧合肌紅蛋白或亞硝基肌紅蛋白，替代亞硝酸鹽起呈色作用[19]。SEN 等[20]報道精氨酸能夠提高發酵乳桿菌體內一氧化氮合酶的活性，使精氨酸轉化為一氧化氮，以促進肉制品中肌紅蛋白轉化為亞硝基色素的反應，最終提高肉制品的a*。感官評價的結果表明，調味基料BF 和FBF 應用于重組培根的加工中，可以起到類似亞硝酸鹽的作用，改善產品風味，FBF 的改善效果更佳。

2.2 對理化指標的影響

各組理化指標的變化見表3。

表3 重組培根理化指標結果Table 3 The results of physical and chemical indexes of recombinant bacon

由表3 可以看出，PC 組的pH 值最高，NC 組最低，BF 組、FBF 組與對照組差異不顯著（P＞0.05），說明BF或FBF 的添加對產品的pH 值影響不大。分析4 組產品a*值的差異，a*值從高到低依次為PC＞FBF＞BF＞NC，與感官評價結果一致。PC 組含有（14.59±0.08）mg/kg的亞硝酸鹽殘留量，而其它3 組的亞硝酸鹽殘留量均處于極低的水平，說明BF、FBF 的添加可以部分取代亞硝酸鹽，改善重組培根色澤，顯著降低產品亞硝酸鹽殘留量，其中，FBF 對色澤的改善作用效果更好（P＜0.05）。

2.3 對產品中生物胺含量的影響

生物胺是一類含氮的脂肪族、芳香族或雜環類有機化合物，肉制品中生物胺的形成主要是氨基酸在氨基酸脫羧酶的作用[21-22]。肉制品中的產胺菌屬主要由乳酸菌、腸桿菌、假單胞菌組成，且腸桿菌具有極高的脫羧酶活力[19]。乳酸桿菌中的植物乳桿菌、彎曲乳桿菌和清酒乳桿菌的部分菌株具有氨基酸脫羧酶活性。國際上對食品中的生物胺尚無統一限量標準，現有的各項法規只限定魚類及其制品中的組胺含量。美國食品藥品監督管理局規定金槍魚、鬼頭刀及相關魚類組胺含量＜50 mg/kg。酪胺和苯乙胺含量建議上限分別為100 mg/kg ～800 mg/kg 和30 mg/kg[23]。

培根中生物胺的含量變化見表4。

由表4 可以看出，4 組中均未檢測到毒性最強的組胺，亞精胺也未檢測到。毒性較強的酪胺、苯乙胺在FBF 組中未檢測出，而具有一定的生理作用的精氨酸產物精胺含量在FBF 組最高，與其它3 個處理組差異顯著（P＜0.05），這可能是因為FBF 的加工過程中增加了VHI-41 發酵劑（木糖葡萄球菌+戊糖片球菌+植物乳桿菌）進行發酵，由于部分植物乳桿菌具有氨基酸脫羧酶活性導致精氨酸含量升高[2]。整體上看，FBF 的添加對除精胺和總量外的生物胺影響與其它處理組差異不顯著（P＞0.05），組胺、酪胺、苯乙胺都沒有形成，說明添加FBF 加工的重組培根是安全的。

表4 各組培根中生物胺的含量變化Table 4 Changes in the content of biogenic amine in each group mg/kg

2.4 各組培根中N-亞硝胺含量變化

根據GB 2762—2017《食品安全標準食品中污染物限量》中對NDMA 限量的規定，肉及肉制品（肉制罐頭除外）中NDMA 含量不得超過3.0 μg/kg。N-亞硝胺中毒性較大的分別是NDMA、NDEA 和NPYR[24]。在加工、貯藏過程中，肉中蛋白質的降解產物[25]可為N-亞硝胺的生成提供前體物。各組重組培根中N-亞硝胺的含量變化見表5。

表5 各組重組培根中N-亞硝胺胺的含量Table 5 Changes in the content of N-nitrosamine in each group

由表5 可以看出，PC 組中的NDMA 含量為（2.74±0.97）μg/kg，顯著高于NC 組、BF 組和FBF 組（P＜0.05），這是因為PC 組中添加了NaNO2的緣故，但4 組重組培根中的NDMA 含量均未超過3.0 μg/kg，符合國標限量要求。各組重組培根中除了NDPheA 外，其余8 種N-亞硝胺均有檢測到，BF 組和FBF 組的NDPA 含量分別達到（10.91±0.49）、（13.40±0.27）μg/kg，這是導致BF 組和FBF 組N-亞硝胺總量顯著高于NC 組和PC 組的主要原因。NDPA 形成可能是因為BF、FBF 的制備是牛骨肉經過高壓浸提、酶解、發酵或不發酵、美拉德反應等工序，底物中的蛋白質分解形成小分子肽、氨基酸或胺類物質，成為NDPA 形成的前體物。本實驗室對市售10 種西式培根品牌產品營養及安全品質分析中，10 種培根品牌產品的NDMA 含量在1.98 μg/kg～4.85 μg/kg，N-亞硝胺總量在20.89 μg/kg～33.60 μg/kg。相比較而言，本試驗的BF 組和FBF 組的NDMA 含量符合國標限量要求，BF 組和FBF 組的N-亞硝胺分別為（17.25±0.38）μg/kg 和（20.64±0.25）μg/kg。

2.5 加速試驗預測貨架期

利用ASLT 構建的Q5預測公式，預測得到PC、FBF、BF 組在4 ℃下貨架期均為518.48 h，在25 ℃下貨架期均為88.10 h；NC 組在4 ℃下貨架期為239.47 h，在25 ℃下貨架期為55.39 h。試驗說明，PC 組、BF 組和FBF 組在4 ℃下的貨架期比NC 組延長了279.01 h，25 ℃下的貨架期比NC 組延長了32.71 h。由此說明，BF、FBF 和亞硝酸鹽的抑菌效果類似，可以抑制產品中微生物生長，延長成品的貨架期。

圖1 是各組重組培根在27、32、37 ℃下的菌落總數變化情況。

圖1 4 組重組培根在27、32、37 ℃貯藏期間菌落總數變化Fig.1 Changes of arobic bacterial count of four groups during storage at 27，32 ℃and 37 ℃

由圖1 可得，隨著溫度升高，4 組重組培根的貨架期縮短；FBF 組、BF 組與PC 組結果接近，均比NC 組的貨架期延長。這是因為調味料的制作過程中酶解、發酵、美拉德反應都會產生抑菌物質。發酵過程中使用的VHI-41 發酵劑中含有乳桿菌，其生長過程中可以影響有害微生物的生長繁殖。美拉德反應可以改善食品的色澤和風味，產生了大量的抗氧化和抑菌物質[26]。美拉德反應后期會形成一種棕黑色物質——類黑精[27]，這類物質有一定的抗氧化、抗誘變功能，對某些微生物也具有較好的抑菌活性[28]。

2.6 4 組重組培根在37 ℃加速氧化試驗中TBARs 值變化

為了解BF、FBF 對重組培根的抗氧化效果，試驗對4 組重組培根在37 ℃下貯藏期間TBARs 值的變化進行監控，如圖2 所示。

圖2 4 組重組培根在37 ℃加速試驗中TBARs 值的變化Fig.2 Changes of TBARs value of four groups in the acceleration experiment at 37 ℃

由圖2 可以看出，4 組重組培根的TBARs 值在前8h 變化緩慢，8h 后迅速增加。8 h～24 h 貯藏期間，NC 組的TBARs 值顯著高于其它3 組（P＜0.05）。貯藏32 h 時TBARs 值從低到高的順序依次為：PC（0.409 mg/kg）＜FBF（0.463 mg/kg）＜BF（0.583 mg/kg）≈NC（0.589 mg/kg）。PC 組TBARs 值始終較低，這是因為PC 組中添加了亞硝酸鹽，亞硝酸鹽具有強的抗氧化性。亞硝酸鈉和碳碳雙鍵發生復雜反應，從而影響了肉質；與血紅素蛋白中的鐵發生反應，生成絡合物，從而間接阻止了血紅素蛋白與過氧化氫的結合，發生契合反應；與肉中的某些物質產生反應，生成類似抗氧化活性的物質，如亞硝基和亞硝酰基化合物，從而發揮作用[29]。試驗說明，FBF 可以提高重組培根的抗氧化性，這是因為在FBF 的制備過程中，牛骨肉末經過高壓浸提可以提高蛋白浸出率，再經過酶解、發酵，可以得到抗氧化肽，加之美拉德反應產物也具有一定的抗氧化性[30]，可通過自身發生氧化還原反應來抑制其它物質的氧化；然而，FBF 的制備過程中也會產生游離脂肪酸導致脂肪的氧化，所以，FBF 組可以提高產品的抗氧化能力，但效果不及添加亞硝酸鹽的PC 組。

3 結論

本試驗研究了兩種調味料在重組培根中的應用效果。感官評價結果表明FBF 可以改善培根風味；4 組培根的pH 值沒有顯著差異（P ＞0.05），a*值、亞硝酸鹽殘留量結果表明FBF、BF 具有發色效果，能降低亞硝酸鹽在重組培根中的使用量；FBF、BF 組的生物胺總含量、N-亞硝胺總量較高，但NDMA 含量小于3 μg/kg，符合國標規定的限量要求；加速試驗預測貨架期的試驗結果表明，PC 組、BF 組和FBF 組在4 ℃下的貨架期比NC 組延長279.01 h，25 ℃下的貨架期比NC 組延長32.71 h。在37 ℃加速試驗過程中4 組產品的TBARs由低到高順序依次為PC＜FBF＜BF≈NC。綜上所述，FBF 和BF 在重組培根中應用可以替代部分亞硝酸鹽的使用，但在控制N-亞硝胺、生物胺總量的形成和抑制脂肪氧化方面仍需更進一步深入研究。