香菇粉對降鹽乳化腸品質及其體外消化特性的影響

蒙志明，喬智飛，郭尚，凌亮，朱迎春*

（1.山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801；2.山西農業大學功能食品研究院，山西 太原 030031）

大量流行病學研究表明，長期高鈉飲食會導致高血壓、心血管疾病、胃癌、腎臟疾病等發病率增加。世界衛生組織（World Health Organization，WHO）建議成人每日食鹽攝入＜5 g/d。《“健康中國2030”規劃綱要》也提出，全國人均每日食鹽攝入量到2030年要降低20%。但是在肉制品產品中，食鹽是不可缺少的材料，不僅起著調味保鮮的作用，還可以改善肉的品質特性。發酵香腸的含鹽量一般在8%左右，成熟火腿的含鹽量在6%～12%之間[1]，而乳化腸含鹽量在2%～3%之間。相比其他產品，乳化腸不僅質構特性較好，而且含鹽量還相對較低，因此乳化腸在我國肉制品市場中占有較高的份額。如果可以在不影響乳化香腸品質特性的基礎上進一步降低它的食鹽含量，那么它在消費市場中將更受歡迎。據文獻報道，可以采用超高壓技術、食鹽替代物、外源物添加等措施來降低乳化腸的食鹽含量。如張鑫等[2]采用超高壓技術生產降鹽（食鹽含量1.4%）牛肉香腸，香腸在200 MPa下作用15 min品質最好；而張歡等[3]采用替代40%NaCl的KCl復合鹽能夠可以降低食鹽的含量并保證哈爾濱紅腸的品質；Mendoza等[4]在法蘭克香腸中添加不同濃度的膳食纖維（菊粉和果膠的復合）后發現，膳食纖維有助于提升香腸的整體品質。

香菇屬于藥食同源的食用菌，不僅含有豐富的營養物質，濃郁的風味，且香菇中的多糖、酚類、核酸物質具有很好的抗氧化、降血壓和降血脂作用[5]。研究報道，用香菇替代部分豬瘦肉制作香腸能夠提高香腸的抗氧化能力，降低蒸煮損失，并且當香菇替代25%豬瘦肉時，香腸的感官特性最佳[6]；陳坤朋等[7]將香菇添加至鴨肉腸中，發現鴨肉的脂肪氧化受到了明顯的抑制，鮮味強度得到提高；Pérez-montes等[8]研究發現，香菇是替代肉制品中鹽、磷酸鹽、蛋白質和脂肪的較佳選擇。

在前期試驗中確定了1.2%NaCl+0.5%KCl+0.3%CaCl2為生產降鹽乳化香腸的最佳配方，但是降鹽香腸存在風味不足、略帶苦味、質構特性較差的問題，故本試驗將具有濃郁香氣且富含碳水化合物、蛋白質的香菇粉添加到低鹽乳化腸中，探究不同添加量的香菇粉對降鹽乳化腸感官特性和理化特性的影響，并在體外模擬胃腸消化體系中考察香菇降鹽乳化腸消化特性的變化，從而為降鹽肉制品的開發提供一定的理論依據和數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干制香菇：山西農業大學食用菌中心；豬肉、食鹽、玉米淀粉、黑胡椒粉、五香粉和黑胡椒粉（均為食品級）：市售；氯化鉀、氯化鈣、復合磷酸鹽、抗壞血酸鈉、亞硝酸鈉（均為分析純）：天津化學試劑一廠。

1.2 儀器與設備

質構儀（SMSTA.XTPlus）：英國Stable Micro Systems公司；紫外/可見分光光度計（UV-1100）：上海MAPADA公司；酸度計（FE28）：梅特勒-托利多國際有限公司；恒溫水浴鍋（HH-S4）：北京科偉永興儀器有限公司；高速剪切乳化分散機（FA25）：上海FLUKO公司；斬拌機（ZB-5）：上海青浦食品機械廠；臺式絞肉機（MM-12）：廣東省韶關市新通力食品機械有限公司；美能達分光測色儀（CM-5）：日本KONICA MINOLTA公司；灌腸機（S-Z200）：廣州輝輝廚房設備有限公司；電子分析天平（FA2004）：上海華巖儀器設備有限公司；冷凍離心機（5804R）：EPPENDERF中國有限公司；電子天平（BSA-124S-CW）：上海精密科學儀器公司；調速多用振蕩器（HY-2）：國華電器有限公司；消化爐（KDN-08）：上海新嘉電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計

以豬瘦肉和豬肥肉（肥瘦肉質量比3∶7）為主要原料，添加不同比例香菇粉制成降鹽（普通乳化腸食鹽含量為2.0%～3.0%，本試驗中食鹽的添加量為1.2%食鹽，同時添加 0.5%KCl、0.3%CaCl2）乳化豬肉腸，香菇粉添加量分別為1%、3%、5%、7%，并且以不添加香菇粉的試驗組作為空白對照，測定離心損失、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid resctive substances，TBARS）值、白度值等理化指標和組成成分分析，并進行感官評價，從而確定香菇的最佳添加量；并在此基礎上建立體外模擬消化體系，通過測定蛋白消化率、蛋白水解度、蛋白粒徑和Zeta電位，探究香菇的添加對乳化腸的消化特性的影響。

1.3.2 香菇降鹽乳化腸的制作

香菇的處理：將干制香菇用粉碎機磨成粉，過80目篩，密封備用。

將肥、瘦肉分別切塊，剔除結締組織，以豬肉質量為基準，添加 1.2%食鹽、0.5%KCl、0.3%CaCl2、0.045%D-異抗壞血酸鈉、0.25%復合磷酸鹽和0.005%亞硝酸鈉混勻后置于4℃腌制24 h，之后將腌制好的豬肉和0.126%黑胡椒粉、0.6%五香粉和20%冰水進行斬拌，在斬拌過程中加入不同比例的香菇粉，溫度始終保持在12℃以下。將肉糜填充至塑料腸衣中，置于90℃恒溫水浴鍋中加熱30 min至中心溫度為72℃，流水冷卻至室溫時置于4℃貯藏備用。

1.3.3 理化指標測定

1.3.3.1 離心損失率測定

離心損失率的測定參考Cao等[9]的方法，將乳化腸從冰箱取出后室溫靜置2 h，切取約5 g并準確稱取其質量G1，然后用濾紙包裹，置于100 mL離心管中在4℃離心10 min（5 000 r/min）。離心后稱取肉樣質量記為G2，計算公式如下。

式中：G1為離心損失前樣品質量，g；G2為離心后樣品質量，g。

1.3.3.2 營養成分測定

水分、蛋白質、脂肪、灰分等營養物質的測定，按照國家安全標準中水分含量GB 5009.3—2010《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[10]、蛋白質含量GB 5009.5—2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》[11]、脂肪含量GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》[12]和灰分GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》[13]進行測定。

1.3.3.3 色差測定

色差的測定參考崔躍慧等[14]的方法進行。測定香腸的亮度（L*）、紅度（a*）和黃度值（b*），并通過公式計算其白度值（W）。W值公式如下。

1.3.3.4 質構特性的測定

質構特性參考樊曉盼等[15]的方法測定。

1.3.3.5 硫代巴比妥酸值（TBARS值）的測定

TBARS值參考John等[16]的方法測定。

1.3.4 體外模擬人體胃腸消化

1.3.4.1 體外模擬消化體系的建立

參考Chen等[17]的方法，將空白組和優選試驗組降鹽乳化腸絞碎成肉糜，準確稱取兩組肉糜2.5g于100mL離心管中，加入47.5 mL蒸餾水，調pH2.0后置于水浴鍋（37℃）預熱5 min，然后添加0.1 g胃蛋白酶37℃振蕩2 h，以此模擬人體胃消化環境。消化完成后沸水浴滅酶5 min，待冷卻至常溫，于離心機中5 000 r/min離心10 min，將沉淀和上清液分別貯藏于-80℃冰箱貯存，備用；

取胃消化樣液用1 mol/L的NaOH調pH7.4，后置于37℃水浴鍋預熱5 min，然后添加0.1 g胰蛋白酶，37℃消化2h，以此模擬人體腸消化環境。消化完成后沸水浴滅酶5 min，待冷卻至常溫，于離心機中5 000 r/min離心10 min，分離沉淀和上清液，于-80℃冰箱貯存，備用。

1.3.4.2 蛋白體外消化率的測定

蛋白體外消化率的測定參考劉萍等[18]的方法。

1.3.4.3 蛋白水解度的測定

通過凱氏定氮法[19]測定消化液中的總氮量，記為N1，通過甲醛滴定法[20]測定消化液中的游離氨基酸態氮，記為N2。蛋白水解度[21]計算公式如下。

式中：N1為消化液中的總氮量；N2為消化液中的游離氨基酸態氮含量。

1.3.4.4 粒徑的測定

將消化液用pH7.0的磷酸緩沖液稀釋為2 mg/mL，采用粒度儀測定平均粒徑。

1.3.4.5 Zeta電位的測定

Zeta電位的測定參考Crudden等[22]的方法。

1.3.5 感官評價

由10名經專業培訓的感官評價人員組成評價小組（5名男性、5名女性）。采用盲評的方式對降鹽乳化腸的色澤、香味、滋味、組織結構及彈性、總體可接受性5個方面進行評價打分，各指標滿分為9分，總分45分。具體評分標準如表1。

表1 香菇降鹽乳化腸感官評定標準Table 1 Sensory evaluation standards of the salt-reducing emulsified sausage with shiitake mushroom powder

1.4 數據統計與分析

試驗均重復3次，結果以平均數±標準偏差表示。通過Microsoft Excel 2010計算平均值及標準偏差，Statistix 8.1軟件進行數據顯著性差異分析（顯著水平為P＜0.05），使用OriginPro 9.0繪圖軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 香菇粉添加量對降鹽乳化腸營養成分的影響

圖1為香菇粉添加量對降鹽乳化腸營養成分的影響。

圖1 香菇粉添加量對降鹽乳化腸營養成分含量的影響Fig.1 Effect of shiitake mushroom powder addition on nutrient content of the salt-reducing emulsified sausage

由圖1可知，降鹽乳化腸的水分、脂肪、蛋白質、灰分及碳水化合物的含量分別為54.99g/100g、19.65g/100 g、13.16 g/100 g、2.06 g/100 g、12.22 g/100 g，隨著香菇粉添加量的增加，降鹽乳化腸的水分含量先上升后下降，并且當添加量為1%時，水分含量達到最大值57.51 g/100 g，這是由于香菇粉的添加量改變了蛋白質的持水能力，且隨添加量的增加持水性呈先上升后下降的趨勢，因此其水分含量也隨之變化；在脂肪方面，由于香菇粉中沒有脂肪，因此，香菇粉的添加會降低降鹽乳化腸的脂肪含量（P＜0.05）；在碳水化合物方面，由于香菇粉大部分成分為碳水化合物，因此，隨著香菇粉添加量的增加，降鹽乳化腸的碳水化合物含量大致呈上升的趨勢；灰分變化不顯著（P＞0.05）。

2.2 香菇粉添加量對降鹽乳化腸離心損失率的影響

離心損失率代表在離心的狀態下香腸丟失的水分，是評價香腸保水性的重要指標，離心損失率越小，香腸保水性能越強。圖2為香菇粉添加量對降鹽乳化腸離心損失率的影響。

圖2 香菇粉添加量對降鹽乳化腸離心損失率的影響Fig.2 Effect of shiitake mushroom powder addition on centrifugal loss of the salt-reducing emulsified sausage

由圖2可知，添加香菇粉會導致降鹽乳化腸離心損失率的變化。對照組的離心損失率為13.77%，隨著香菇粉添加量的增加，降鹽乳化腸的離心損失率顯著降低（P＜0.05），特別是添加量為7%時，離心損失率降低至8.36%。這可能是由于香菇中膳食纖維含量較高，本身具有較強的吸水性與持水性，使降鹽乳化腸在加熱過程中水分被很好地束縛，并且膳食纖維會促使蛋白質分子之間交聯作用加強，從而改善凝膠結構，降低離心損失率[23]。Kim等[24]將南瓜纖維加入到香腸中后發現，香腸的持水性提高；Pi?ero等[25]通過將燕麥粉添加到牛肉餅中提高了牛肉餅的持水性。

2.3 香菇粉添加量對降鹽乳化腸色差的影響

表2為香菇粉添加量對降鹽乳化腸色差的影響。

表2 香菇粉添加量對降鹽乳化腸色差的影響Fig.2 Effect of shiitake mushroom powder addition on color of the salt-reducing emulsified sausage

由表2可知，香菇粉的添加會導致降鹽乳化腸色差（L*值、a*值、b*值、W值）發生改變。具體來看，隨著香菇粉添加量的增大，降鹽乳化腸的L*值、a*值顯著下降（P＜0.05）。當香菇粉添加量為7%時L*和a*值達到最小值，分別為41.13和10.26。這是由于香菇粉自身為棕褐色，色澤較暗，從而使降鹽乳化腸的L*值和a*值降低。香菇粉添加量對b*值和W值影響不顯著（P＞0.05）。

2.4 香菇粉添加量對降鹽乳化腸質地特性的影響

表3為香菇粉添加量對降鹽乳化腸質地特性的影響。

表3 香菇粉添加量對降鹽乳化腸質地特性的影響Fig.3 Effect of shiitake mushroom powder on texture characteristics of the salt-reducing emulsified sausage

由表3可知，香菇粉的添加會導致降鹽乳化腸質構特性（彈性、內聚性、咀嚼性、硬度）發生改變。與對照組（香菇粉添加量為0%）相比，香菇粉的添加使彈性下降，這可能是由于香菇中含量較高的不溶性纖維或者不溶性糖類肉肌原纖維的交聯有一定的破壞作用[26]；但由于香菇富含碳水化合物和蛋白質，一定程度上增強了香腸網狀凝膠結構，在一定香菇粉添加量范圍內聚性升高；隨著香菇粉添加量的增大，降鹽乳化腸的咀嚼性和硬度升高，可能是當香菇粉添加量增大時，肌肉蛋白與香菇蛋白相互交聯，形成了更為穩定的凝膠結構，當香菇粉添加量為5%時，咀嚼性達到最大值15.15 mJ，當香菇添加量為7%時，硬度達到最大值15.42 N。

2.5 香菇粉添加量對降鹽乳化腸硫代巴比妥酸（TBARS）值的影響

TBARS被廣泛應用于評估肉類食品中脂肪氧化的程度，TBARS值越大，脂肪氧化程度越高，產生的小分子物質如醛、酮、酸等越多，酸敗越嚴重[27]。圖3為香菇粉添加量對降鹽乳化腸TBARS值的影響。

圖3 香菇粉添加量對降鹽乳化腸TBARS值的影響Fig.3 Effect of shiitake mushroom powder addition on TBARS value of the salt-reducing emulsified sausage

由圖3可知，隨著香菇粉添加量的增加，降鹽乳化腸的TBARS值不斷降低。當香菇粉添加量在0%～3%時，降鹽的TBARS值沒有顯著性變化（P＞0.05）；而在添加量為5%～7%時TBARS值顯著降低（P＜0.05），這是由于香菇本身具有很強的抗氧化能力，有研究表明，以香菇為代表的食用菌中的活性肽能夠抑制和清除自由基，具有很強的抗衰老和抗氧化功效[28]。Choe等[29]與Wang等[30]將金針菇添加至降鹽乳化腸后發現脂肪氧化程度顯著降低。

2.6 香菇粉添加量對降鹽乳化腸感官評價的影響

圖4為香菇粉添加量對降鹽乳化腸感官評分的影響。

圖4 香菇粉添加量對降鹽乳化腸感官評分的影響Fig.4 Effect of shiitake mushroom powder addition on sensory evaluation of the salt-reducing emulsified sausage

由圖4可知，香菇粉的添加改變了降鹽乳化腸的感官評分（色澤、香味、滋味、質構和總體可接受性）。隨著香菇粉添加量的增大，降鹽乳化腸的色澤、香味和滋味和總體可接受性值均先上升后降低，感官質構呈先下降后上升的趨勢。這是由于香菇自身風味較好，與降鹽乳化腸結合后，不僅使降鹽乳化腸色澤發生改變，而且會改善降鹽乳化腸的滋味和氣味，但由于香菇自身菇味較重，過量添加會影響其口感，掩蓋肉本身的香氣并加重色澤，所以當香菇粉添加量≥5%時，降鹽乳化腸的色澤、香味、滋味和總體可接受值降低。綜合評價，當香菇粉添加量為5%時，降鹽乳化腸的色澤、香味、滋味和總體可接受性均達到最大值，分別為 8.75、8.25、8.75、8.25。因此確定香菇的添加量為5%時，降鹽乳化腸具有較好的感官品質。

基于上述試驗結果，確定香菇粉的添加量為5%時，降鹽乳化香腸理化性質及感官品質最佳，故以5%香菇粉降鹽乳化腸為研究對象，并以空白組作為對照開展下述體外模擬消化試驗。

2.7 香菇對降鹽乳化腸蛋白消化率的影響

蛋白消化率表示消化酶作用下食物的消化狀況，能定量反映蛋白質的分解程度，可以用來評價膳食蛋白質的生物利用率[31]。圖5為香菇粉對降鹽乳化腸蛋白消化率的影響。

圖5 香菇粉對降鹽乳化腸蛋白消化率的影響Fig.5 Effect of shiitake mushroom powder on protein digestibility of the salt-reducing emulsified sausage

由圖5可知，對照組降鹽乳化腸在胃消化階段蛋白消化率為71.23%，至腸消化階段提高到89.89%；試驗組降鹽乳化腸在胃消化階段蛋白消化率為92.65%，至腸消化階段提高至95.18%，故試驗組樣品經胃消化和腸道消化后，蛋白消化率分別提高21.60%和5.29%。這是因為香菇中膳食纖維含量豐富，這些膳食纖維可以促進蛋白質二級結構中的β-折疊的形成，增強胃蛋白酶的酶切作用，從而提高蛋白消化率[32]。此外，對照組降鹽乳化腸的蛋白質更易被氧化，從而無法與蛋白酶相結合，而香菇中的酚類等抗氧化物可以有效抑制降鹽乳化腸中的蛋白氧化，因此，試驗組蛋白消化率較高。

2.8 香菇對降鹽乳化腸蛋白水解度的影響

蛋白水解度是蛋白質酶切效率的表征。在酶的作用下蛋白質可發生水解，產生多肽以及以谷氨酸為代表的系列氨基酸，對人體生理代謝起一定的調節作用[33]。圖6為香菇對降鹽乳化腸蛋白水解度的影響。

圖6 香菇粉對降鹽乳化腸蛋白水解度的影響Fig.6 Effect of shiitake mushroom powder on proteolysis degree of the salt-reducing emulsified sausage

由圖6可知，對照組降鹽乳化腸在胃消化階段蛋白水解度為3.64%，至腸消化階段提高至6.42%；試驗組降鹽乳化腸在胃消化階段蛋白消化率為4.06%，至腸消化階段顯著提高至9.18%（P＜0.05）。二者比較，在胃消化階段，試驗組的蛋白水解度高于對照組但是沒有顯著性的差異（P＞0.05）；在腸消化階段，試驗組降鹽乳化腸比對照組高2.76%，說明對照組蛋白質被分解為多肽和氨基酸的程度較低，香菇有助于蛋白質水解。這與蛋白體外消化率結果一致。

2.9 香菇粉對降鹽乳化腸蛋白粒徑的影響

蛋白粒徑是評價消化產物的一項重要理化指標，可以間接反映消化程度。圖7為香菇粉對降鹽乳化腸蛋白粒徑的影響。

圖7 香菇粉對降鹽乳化腸蛋白粒徑的影響Fig.7 Effect of shiitake mushroom powder on protein size of the salt-reducing emulsified sausage

由圖7可知，對照組降鹽乳化腸在消化前蛋白粒徑為208 nm，在胃消化階段蛋白粒徑為189.8 nm，至腸消化階段下降至174.23 nm；試驗組降鹽乳化腸在消化前蛋白粒徑為204 nm，在胃消化階段蛋白粒徑為176.23 nm，至腸消化階段下降至144.2 nm，故兩組樣品經2次消化后其平均粒徑均顯著降低（P＜0.05）。二者比較，在胃消化階段，試驗組降鹽乳化腸的平均粒徑比對照組小13.57 nm；在腸消化階段，試驗組降鹽乳化腸的平均粒徑比對照組小30.03 nm，說明香菇可以促進降鹽乳化腸中蛋白質分解為粒徑較小的顆粒，這與蛋白消化率和蛋白水解度的結果相符合。

2.10 香菇粉對降鹽乳化腸Zeta電位的影響

Zeta電位對維持體系穩定性具有重要意義，一般來說，電位絕對值高，乳化液中的離子之間則不容易發生聚集而保持穩定的狀態；電位絕對值低，體系內排斥力小于引力作用，內聚性提高，蛋白趨向于凝結[34]。圖8為香菇粉對降鹽乳化腸zeta電位的影響。

圖8 香菇粉對降鹽乳化腸zeta電位的影響Fig.8 Effect of shiitake mushroom powder on Zeta size of the salt-reducing emulsified sausage

由圖8可知，經胃消化后對照組降鹽乳化腸的Zeta電位值絕對值為16.6 mV，腸消化后其絕對值顯著增加為21.53 mV（P＜0.05），而試驗組降鹽乳化腸經胃消化后其絕對值為15.2 mV，與未消化前（絕對值為7.53 mV）比較顯著增大（P＜0.05），而腸消化后則無顯著性變化（P＞0.05），但是比對照組降低了6.3 mV，說明香菇可以使降鹽乳化腸蛋白凝結而提高內聚力。

3 結論

探究香菇粉添加量對降鹽乳化腸品質及其體外消化特性的影響，結果表明，適量香菇粉的添加提高了降鹽乳化腸的蛋白質含量、碳水化合物含量，降低了脂肪含量、離心損失率和TBARS值，改善了質構和感官品質，且當香菇添加量為5%時，降鹽乳化腸的整體感官評分最高，并且在此基礎上發現5%的香菇添加量顯著提高了降鹽乳化腸的蛋白消化率和蛋白水解度，降低了蛋白質粒徑和Zeta電位，因此，添加香菇粉能提高降鹽乳化腸的食用品質，并且5%的添加量為最優并能有效提高降鹽乳化腸的消化特性。