L-精氨酸與迷迭香提取物聯(lián)合處理對低鈉低脂乳化香腸品質(zhì)的影響

胡 躍，周存六

（合肥工業(yè)大學食品與生物工程學院，安徽 合肥 230009）

乳化香腸因其多汁、口感獨特和食用方便而深受消費者喜愛。在傳統(tǒng)乳化腸加工工藝中，通常添加2%～3%鈉鹽[1]和30%動物脂肪[2]來改善其風味、出品率和質(zhì)構(gòu)等特性。然而，大量研究表明，過量攝入鈉鹽和動物脂肪將大幅增加高血壓等心血管疾病的發(fā)病幾率[3-4]。因此，降低乳化香腸中氯化鈉和動物脂肪的添加量符合消費者對健康飲食的需求。目前，通常使用氯化鉀部分替代氯化鈉[5]、植物油部分替代動物脂肪[6]以降低乳化香腸中鈉鹽和飽和脂肪酸的含量。但是，上述方法制備的乳化香腸仍存在口感差[7]、漏水、漏油和結(jié)構(gòu)松散等問題[6]。因此，亟需尋找一種安全、有效的方法來克服上述問題。

近年來，L-精氨酸（L-arginine，Arg）和L-賴氨酸（L-lysine，Lys）已被證明能有效改善乳化香腸的保水保油、質(zhì)構(gòu)、色澤等性質(zhì)以及掩蓋鉀鹽部分替代鈉鹽產(chǎn)生的苦澀味[5-6,8]，改善調(diào)理豬排和鹵煮雞胸肉 的嫩度[9-10]。因此，Arg和Lys在改善肉制品的品質(zhì)特性方面展現(xiàn)出廣闊的前景。此外，食品級Arg、Lys已商業(yè)化，便宜易得，目前主要用于營養(yǎng)強化食品和調(diào)味品等領域[11]。然而，Xu Peng等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在貯藏后期，Arg和Lys會促進雞肉腸的脂肪氧化。Wang Yan等[13]發(fā)現(xiàn)，Arg和Lys會促進豬肉腸的脂肪和蛋白氧化。脂肪和蛋白的過度氧化會影響肉制品的色澤、風味、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)價值和安全性，使產(chǎn)品失去應有的商品價值[14]，限制了Arg和Lys在肉制品中的應用。尋求一種有效的手段提高Arg和Lys處理的乳化腸氧化穩(wěn)定性，對于Arg和Lys應用到低鈉低脂肉制品加工中具有重要意義。

添加抗氧化劑是延緩肉制品脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化最直接、最有效的手段。相比于合成抗氧化劑，天然抗氧化劑因安全、健康而受到廣泛關注。其中，迷迭香提取物（rosemary extract，RE）是目前應用最廣泛的天然抗氧化劑之一，主要成分為迷迭香酚、鼠尾草酸和鼠尾草酚。已有研究表明，RE可以有效延緩肉制品中脂肪和蛋白質(zhì)的氧化[15-16]。然而，也有相關文獻報道，添加過量的酚類物質(zhì)會破壞肉制品原有的保水保油能力，使其結(jié)構(gòu)松散甚至加速蛋白質(zhì)氧化[17-18]。因此，有必要進一步研究優(yōu)化RE的合適添加量，以充分發(fā)揮其延緩肉制品中脂肪和蛋白質(zhì)氧化等作用。

因Arg和Lys性質(zhì)相似，本研究以Arg為例，在添加0.5%氯化鉀和1.5%氯化鈉的基礎上，重點考察0.6% Arg與不同添加量（0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）的RE聯(lián)合處理對乳化豬肉腸硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值和羰基含量的影響；同時考察上述聯(lián)合處理對乳化豬肉腸蒸煮損失、色澤、質(zhì)構(gòu)、組織切片、pH值和感官評價等的影響，以期為低鈉低脂肉制品加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬后腿精肉（長白豬×大白豬×杜洛克雜交豬，約6 月齡，75～80 kg） 安徽福潤肉制品加工廠；豬肥膘、大豆油 本地合家福超市。

Arg、RE、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（2,6-di-tertbutyl-4-methylphenol，BHT）、氯化鉀、白砂糖、味精、亞硝酸鈉 合肥思銘生物科技有限公司；硫代巴比妥酸、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、三氯乙酸、乙酸乙酯、鹽酸胍、2,4-二硝基苯肼（2,4-dinitrophenylhydrazine，DNPH）（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

MG-1220電動絞肉機 佛山順德金儀美電器有限公司；JYL-F901斬拌乳化機 山東九陽股份有限 公司；SU-50打扣機 北京民生興業(yè)機械制造有限公司； HH-S4恒溫水浴鍋 江蘇金壇金城國勝實驗儀器廠；Kylin-Bell旋渦混合器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司；CT14RD臺式高速冷凍離心機 上海天美生化儀器設備有限公司；TA-XT Plus物性質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Syetems公司。

1.3 方法

1.3.1 乳化香腸的制備

原料肉的處理：去除所有可見結(jié)締組織和脂肪后，新鮮豬后腿肉經(jīng)裝有5 mm和3 mm孔板的絞肉機絞碎2 次，真空包裝，并在4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

大豆油的處理：在實驗前，將大豆油按照Yang Jiayi等[19]的方法，除去大豆油中生育酚等抗氧化物質(zhì)。

乳化香腸配方：豬瘦肉、豬肥膘、大豆油質(zhì)量比85∶10∶5，其他配料均以豬瘦肉、豬肥膘和大豆油的總質(zhì)量計。除表1的配方，各組均添加1.5%氯化鈉、0.5%氯化鉀、0.5%白砂糖、0.4%味精、0.01%亞硝酸鈉及10%冰蒸餾水。為了比較RE的抗氧化效果并確定合適的RE添加量，本研究選擇肉制品加工中常用的抗氧化劑BHT作為陽性對照。

表1 乳化香腸配方Table 1 Formulations of emulsion-type sausages%

乳化香腸的制作：在4 ℃條件下，將上述物料充分混合后，用斬拌機斬拌10 min，裝入真空袋熱封后，在4 ℃貯藏室腌制12 h；將大約20 g腌制后的肉糜裝入直徑為24 mm的聚乙烯腸衣中，兩端打扣并裝入真空袋熱封，置于80 ℃的水浴中煮制30 min，用自來水冷卻至室溫；在4 ℃條件下分別貯藏0、7、14 d，用于相關指標的測定。

1.3.2 蒸煮損失測定

根據(jù)許鵬等[8]的方法測定乳化香腸的蒸煮損失， 按式（1）進行計算。

式中：m1為蒸煮前乳化肉糜、卡扣和腸衣的總質(zhì)量/g；m2為表面水分已擦干的乳化香腸質(zhì)量/g；m3為腸衣和卡扣的質(zhì)量/g。

1.3.3 色澤測定

將香腸切成20 mm高的圓柱形，用黑白板校準后，將儀器垂直緊貼樣品表面，采用D65光源，分別測量樣品的亮度值（L*）、紅度值（a*）和黃度值（b*）。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性測定

根據(jù)許鵬等[8]的方法，采用質(zhì)構(gòu)儀測定乳化香腸的質(zhì)構(gòu)特性。將乳化香腸切成高度約為2.0 cm的圓柱體。測定條件為：P/36R探針，測前速率2.0 mm/s，測中速率1.0 mm/s，測后速率1.0 mm/s，觸發(fā)力5 g，2 個壓縮周期之間的時間間隔5 s，壓縮程度40%。

1.3.5 組織切片觀察

根據(jù)Bao Pengqi等[20]的方法，將乳化香腸切成大小約為2 cm×2 cm×0.5 cm的薄片，并放入4 g/100 mL多聚甲醛溶液固定24 h，經(jīng)脫水、包埋、切片、染色等一系列處理后，放在普通光學顯微鏡下進行觀察并拍照。

1.3.6 pH值測定

根據(jù)Bao Pengqi等[20]的方法，將5 g剁碎的乳化香腸加入含有45 mL蒸餾水的燒杯中，使用勻漿器在10 000 r/min下均質(zhì)30 s，然后用精密pH儀直接測定勻漿的pH值。

1.3.7 TBARs值測定

根據(jù)Xu Peng等[12]的方法，測定乳化香腸的TBARs值。

1.3.8 蛋白質(zhì)羰基含量測定

根據(jù)Berardo等[21]的方法，采用DNPH比色法測定乳化香腸中蛋白質(zhì)羰基含量。

1.3.9 感官評價

參考Wang Xuping等[22]的方法進行感官評價。將乳化香腸切成高為5 mm的圓柱體，在安靜的房間中將樣品隨機分配給12 名經(jīng)過預培訓的小組成員，從乳化香腸色澤、香味、滋味、質(zhì)構(gòu)及整體可接受性方面進行評定，確保小組成員之間無任何交流。感官評價標準如表2所示，整體可接受性按式（2）計算。

表2 感官評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of emulsion-type sausages

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有的數(shù)據(jù)均以平均值±標準差表示，使用IBM Statisstics SPSS 19軟件進行單因素方差分析。不同樣品數(shù)據(jù)之間的顯著性差異使用Duncan’s法進行檢驗，P＜0.05時有顯著性差異。并采用Origin 2015軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 Arg和不同RE添加量對乳化香腸蒸煮損失的影響

肉制品在熟制過程中會導致蛋白質(zhì)變性，其保水能力和乳化性能下降，進而導致產(chǎn)品的水分和脂肪流失，影響產(chǎn)品的出品率和營養(yǎng)價值[23]。蒸煮損失是衡量乳化香腸蒸煮過程中保水保油能力的一個重要指標。由圖1可知，在貯藏過程中，所有處理組的蒸煮損失略微下降。與C組相比，B組和R3組蒸煮損失沒有顯著差異，表明BHT和RE對乳化香腸的蒸煮損失沒有明顯影響。C組貯藏0、7、14 d的蒸煮損失分別為13.53%、11.80%和11.75%，而A組的蒸煮損失分別為4.16%、3.88%和3.17%。這表明Arg在整個貯藏期可以顯著降低乳化香腸的蒸煮損失（P＜0.05），這與Zhu Xiaoxu等[6]的結(jié)果相同。Arg的加入可能提高肌原纖維蛋白的溶解度，改變肌原纖維蛋白的構(gòu)象，有利于形成更致密、均勻的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高蛋白質(zhì)的保水保油能力[24]。而AR1、AR2、AR3、AR4與A組的蒸煮損失沒有明顯差異，表明不同添加量的RE不會破壞Arg提高乳化香腸保水保油性 的能力。

圖1 Arg和不同RE添加量對乳化香腸蒸煮損失的影響Fig. 1 Effects of adding Arg and different amounts of RE on cooking loss of emulsion-type sausages

2.2 Arg和不同RE添加量對乳化香腸色澤的影響

肉及肉制品的色澤直接影響消費者的購買欲望[8]。由表3可知，隨著貯藏時間的延長，L*基本沒有變化，a*逐漸降低，b*逐漸升高。樣品的a*與肌紅蛋白的氧化狀態(tài)相關[20]，目前結(jié)果可能與貯藏期間肌紅蛋白氧化相關。不同處理組之間的L*和b*沒有顯著差異。與C組相比，B組、A組和R3組在整個貯藏期均具有更高的a* （P＜0.05），表明BHT、Arg和RE均可以顯著提高乳化香腸的a*。貯藏第0天，A、AR1、AR2、AR3和AR4組的a*依次為11.41、11.66、11.74、12.34和12.37。這表明隨著RE添加量逐漸增加，乳化香腸的a*逐漸增加，與 Liu等[25]研究結(jié)果相同，可能與BHT、Arg和RE均能延緩肌紅蛋白氧化相關。

表3 Arg和不同RE添加量對乳化香腸色澤的影響Table 3 Effects of adding Arg and different amounts of RE on color of emulsion-type sausages

2.3 Arg和不同RE添加量對乳化香腸質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)是肉制品的重要品質(zhì)特性之一，與凝膠的保水保油特性直接相關。其中，肉制品的硬度對消費者的口感起著重要作用[26]。由表4可知，各個處理組乳化香腸的硬度隨著貯藏期的延長并未發(fā)生明顯變化。B組和R3組與C組硬度沒有顯著性差異，這表明BHT和RE對肉制品的質(zhì)構(gòu)特性沒有明顯的影響。而Zhou Yajun等[27]研究發(fā)現(xiàn)，RE的加入會降低西式煙熏香腸的硬度。造成這種差異的原因可能是香腸的配方及加工工藝不同。A組比C組具有顯著較高的硬度（P＜0.05），表明Arg可以顯著影響乳化香腸的質(zhì)構(gòu)特性。這可能是因為Arg提高乳化香腸的pH值，促進肌原纖維蛋白的溶出，有利于形成均勻、致密的三維網(wǎng)狀蛋白凝膠，從而具有更大的 硬度[24]。AR1、AR2、AR3與A組的硬度沒有顯著性差異，但是AR4組的硬度顯著低于A組（P＜0.05）。這表明低添加量的RE對添加Arg的乳化香腸硬度沒有顯著影響，高添加量的RE則破壞其質(zhì)構(gòu)特性。一方面，過量的多酚會屏蔽蛋白質(zhì)中的氨基、巰基等活性基團，阻礙蛋白質(zhì)有序凝膠網(wǎng)絡的形成；另一方面，過量的多酚更易與蛋白質(zhì)結(jié)合，促進蛋白質(zhì)的聚集，從而破壞蛋白質(zhì)的功能 特性[28]。同時，不同處理對乳化香腸的彈性、黏聚性均沒有顯著影響，而咀嚼度的變化趨勢與硬度相類似。

表4 Arg和不同RE添加量對乳化香腸質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effects of adding Arg and different amounts of RE on texture of emulsion-type sausages

2.4 Arg和不同RE添加量對乳化香腸微觀結(jié)構(gòu)的影響

組織切片可以清晰地觀察乳化香腸中脂肪的形態(tài)和分布，以及蛋白質(zhì)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大的空腔代表脂肪球，而小的空腔代表蛋白質(zhì)的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[29]。由圖2可知，在貯藏期間，各個處理組的脂肪分散模式基本沒有發(fā)生變化。B組和R3組與C組的微觀結(jié)構(gòu)較為相似，即脂肪形狀不規(guī)則、分布較散、蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡粗糙且不連續(xù)。這種結(jié)構(gòu)會加速水和油從蛋白凝膠中流失[30]，這與上述蒸煮損失的結(jié)果一致。A組與C組相 比具有更小、更規(guī)則的脂肪球，蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更緊密。這表明Arg的添加可以顯著影響乳化香腸的微觀結(jié)構(gòu)，可能與Arg提高肌纖維蛋白的溶解度、降低脂肪/ 油水的界面張力和增強油滴之間的排斥力[6,24]相關。更小的脂肪球意味著更高的物理穩(wěn)定性，從而蒸煮損失更低[31]。AR1、AR2、AR3、AR4組與A組有相似的微觀結(jié)構(gòu)，表明RE的加入并不會改變Arg乳化香腸的微觀結(jié)構(gòu)，一定程度上為這些樣品蒸煮損失沒有明顯差異這一現(xiàn)象提供了解釋。

圖2 Arg和不同RE添加量對乳化香腸微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 2 Effects of adding Arg and different amounts of RE on microstructure of emulsion-type sausages

2.5 Arg和不同RE添加量對乳化香腸pH值的影響

乳化香腸pH值的變化在一定程度上可以反映其微生物腐敗程度。由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，各個處理組的pH值逐漸降低。這可能是因為肌肉中的氨基酸在長期貯藏過程中被分解，產(chǎn)生羧酸和酮酸等酸 性物質(zhì)；此外，在乳化香腸中占主導地位的乳酸菌可以產(chǎn)生乳酸和其他有機酸，進一步降低pH值[13]。貯藏0 d時，B組和R3組的pH值與C組無顯著差異。但是貯藏14 d時，R3組的pH值顯著高于B和C組（P＜0.05），這表明RE可以有效延緩乳化香腸pH值的變化。殷燕等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在調(diào)理豬肉餅冷藏過程中，RE呈現(xiàn)出一定抑菌效果。因此，這一結(jié)果可能與RE可以有效抑制微生物的增長有關[25]。A組比C組有更高的pH值（P＜0.05），說明Arg可以顯著提高乳化香腸的pH值。pH值的升高會導致肌原纖維蛋白進一步遠離其等電點，溶解度升高，進而提高其乳化能力[24]，這與Arg顯著降低乳化香腸的蒸煮損失和改善其微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果相一致。A、AR1、AR2、AR3和AR4組貯藏0 d的pH值沒有顯著差異，但是貯藏14 d時，pH值隨著迷迭香的添加量增高而逐漸增高。這可能是因為迷迭香的抑菌效果隨著其添加量的增加而逐漸增加[25]。

圖3 Arg和不同RE添加量對乳化香腸pH值的影響Fig. 3 Effects of adding Arg and different amounts of RE on pH of emulsion-type sausages

2.6 Arg和不同RE添加量對乳化香腸TBARs值的影響

TBARs值是衡量油脂氧化程度的一個重要指標。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，各處理組的TBARs值逐漸增加，表明脂肪發(fā)生了氧化。在整個貯藏期，B組和R3組的TBARs值沒有顯著差異，且與C組相比 TBARs值顯著降低（P＜0.05）。這表明添加0.02%的BHT和0.15%的RE均能顯著抑制乳化香腸的油脂氧化，且它們的抗氧化效果類似。貯藏0、7、14 d，A組的TBARs值依次為0.60、1.64、2.33 mg/kg，而C組的TBARs值依次為0.65、1.44、2.13 mg/kg，這表明在貯藏過程中，Arg促進油脂的氧化。如上文所述，Arg導致pH值進一步偏離肌原纖維蛋白的等電點，使肌原纖維蛋白攜帶更多的負電荷，理論上油滴表面將會聚集更多的金屬陽離子（如Fe2＋、Cu2＋），加速油脂的氧化[13,24]。在整個貯藏期，TBARs值按照A、AR1、AR2和AR3組的順序逐漸降低，表明Arg誘導加速油脂氧化的現(xiàn)象隨著迷迭香添加量的增加而得到更有效地抑制。然而，與AR3組相比，AR4組有略微較高的TBARs值，表明添加過量的RE可能會促進油脂的氧化。這可能是因為RE具有強還原力，過量的RE使內(nèi)源性其他類型的鐵被還原成還原型亞鐵，后者通過Fenton反應誘導高活性自由基的產(chǎn)生，加速脂質(zhì)氧化[33]。

圖4 Arg和不同RE添加量對乳化香腸TBARs值的影響Fig. 4 Effects of adding Arg and different amounts of RE on TBARs value of emulsion-type sausages

2.7 Arg和不同RE添加量對乳化香腸羰基含量的影響

蛋白質(zhì)的氧化通常伴隨著氨基酸側(cè)鏈的修飾，如蘇氨酸、脯氨酸、精氨酸和賴氨酸的氧化會導致羰基的形成。羰基含量的變化是衡量蛋白質(zhì)氧化程度的一個重要指標。由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，各個處理組的羰基含量不斷增加，這是蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團不斷受到自由基攻擊的結(jié)果。與C組相比，B組和R3組具有顯著更低的羰基含量（P＜0.05），表明添加BHT和RE可以抑制蛋白質(zhì)的氧化，這與上述TBARs值的結(jié)果相類似。與C組相比，A組貯藏0 d的羰基含量無明顯變化，但是貯藏7、14 d的羰基含量顯著升高（P＜0.05）。這表明在貯藏過程中，Arg促進了蛋白質(zhì)的氧化。如上所述，Arg導致肌原纖維蛋白攜帶更多的負電荷，將吸附更多的金屬陽離子，加速蛋白質(zhì)的氧化[13,24]；另一方面，外源性Arg受到自由基的攻擊而氧化，也會導致羰基的生成[34]。與A組相比，添加不同添加量的RE，羰基含量呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢。這表明低添加量的RE可以延緩蛋白質(zhì)的氧化，但是高添加量的RE會加速蛋白質(zhì)的氧化，這與上述TBARs值的變化趨勢相同。

圖5 Arg和不同RE添加量對乳化香腸羰基含量的影響Fig. 5 Effects of adding Arg and different amounts of RE on carbonyl content of emulsion-type sausages

2.8 Arg和不同RE添加量對乳化香腸感官品質(zhì)的影響

感官評價是直接判斷該產(chǎn)品是否符合大眾消費需求最直接有效的方法[35]。由表5可知，隨著貯藏時間的延長，色澤評分逐漸降低，而BHT、Arg、RE均能有效提高乳化香腸的色澤得分。這與a*變化趨勢相一致，與b*變化趨勢相反，表明a*和b*對于乳化香腸色澤的重要性。不同處理對乳化香腸的香味沒有明顯影響，但是隨貯藏時間的延長，產(chǎn)品的香味評分逐漸降低，這可能是肉質(zhì)發(fā)生氧化酸敗引起的[31]。Arg可以有效提高乳化香腸的滋味得分（P＜0.05），這可能與Arg有效降低乳化香腸的蒸煮損失、減少其風味物質(zhì)損失，以及掩蓋鉀鹽引入的苦澀味[5]有關。加入不同添加量的RE對乳化香腸的滋味沒有顯著影響。同時，Arg可以顯著提高乳化香腸質(zhì)構(gòu)得分；在添加Arg的基礎上，添加低含量的RE（0.05%～0.15%）不會影響乳化香腸的質(zhì)構(gòu)得分，添加高含量的RE（0.20%）顯著降低乳化香腸的質(zhì)構(gòu)得分，這與上述質(zhì)構(gòu)儀檢測的結(jié)果相一致。根據(jù)整體可接受性結(jié)果，Arg與0.15% RE聯(lián)合處理（AR3組）乳化香腸評分最高，表明上述聯(lián)合處理有利于提高消費者對乳化香腸產(chǎn)品的接受度。

表5 Arg和不同RE添加量對乳化香腸感官品質(zhì)的影響Table 5 Effects of adding Arg and different amounts of RE on sensory quality of emulsion-type sausages

3 結(jié) 論

本研究表明，添加0.6% Arg可以顯著降低乳化香腸的蒸煮損失，提高乳化香腸的a*、pH值、硬度、咀嚼度和整體可接受性，有利于均勻、小且規(guī)則脂肪球的形成，但加速油脂和蛋白質(zhì)氧化。而添加0.15%的RE可以有效抑制Arg誘導的油脂和蛋白質(zhì)氧化，進一步提高乳化香腸的a*和整體可接受性，延緩pH值的變化，同時對乳化香腸的蒸煮損失、質(zhì)構(gòu)特性和微觀結(jié)構(gòu)等不產(chǎn)生負面影響。表明0.6% Arg與0.15% RE聯(lián)合處理可用于低鈉低脂肉制品品質(zhì)的改善，具有較好應用前景。