9种腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸的变化、影响因素及其来源途径的研究

李莹莹,宋永青,郭文萍,车颜波,陈 超,任 南,田寒友,李贺楠,王守伟*

(中国肉类食品综合研究中心,北京 100068)

摘 要:选取9种腌腊肉制品,通过比较肥瘦质量比例、贮藏温度、不同产地、灭酶与不灭酶产品游离脂肪酸的含量及酸性脂肪水解酶、中性脂肪酶、碱性脂肪酶的酶解后酶活力,饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸组成,分析腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸的变化及其影响因素,进而考察游离脂肪酸的来源途径。结果表明:相同条件下,全瘦肠、肥瘦质量比3∶7腊肠、肥瘦质量比4∶6腊肠游离脂肪酸的含量依次降低;不同产地游离脂肪酸含量差异显著;贮存温度37 ℃时游离脂肪酸的含量明显高于25 ℃;灭酶腌腊制品比不灭酶产品的游离脂肪酸增幅较小,且差异逐渐增大。脂肪水解酶在腌腊肉制品游离脂肪酸产生过程中发挥了重要的作用,贮存前期,酶促反应的持续进行,游离脂肪酸不断产生,脂肪水解是主导作用,而贮存后期不饱和脂肪酸不稳定逐渐被氧化,脂肪氧化起到关键作用。

关键词:腌腊肉制品;脂肪酸;影响因素;脂肪酶;水解;氧化

腌腊肉制品是我国传统肉制品的典型代表,具有悠久的文化历史背景,深受广大群众的喜爱 [1]。脂肪水解及氧化对于腌腊肉制品特有风味的形成有着极为重要的意义 [2],脂质对风味所起的作用是由于甘油三酯和磷脂的水解以及脂肪氧化而产生的 [3-5]。油脂在脂肪酶和磷脂酶的作用下发生水解,产生大量带羧酸基团的游离脂肪酸,腌腊肉制品由于未经过高温加热工序,肉组织中的脂肪酶和磷脂酶不会被完全灭活,所以在加工和贮藏过程中脂肪的酶促反应能不断产生游离脂肪酸,游离脂肪酸以及脂肪氧化降解产生的挥发性物质都是腌腊肉制品风味形成的重要前体物质 [6]。游离脂肪酸比甘油三脂更易于发生氧化,当氧化产生的小分子物质超过阈值,就会发生酸败 [7-8],导致产品品质劣变。目前,国内腌腊肉制品游离脂肪酸来源途径研究仅限于理论研究,实验研究内容较少,所以研究腌腊肉制品加工和贮藏过程中游离脂肪酸的变化、关键影响因素以及产生的来源途径十分必要。本实验重点研究腌腊肉制品代表性产品在贮藏过程中游离脂肪酸的组成变化以及关键影响因素,并从脂肪水解和氧化两大途径分析游离脂肪酸产生的途径,对于腌腊肉制品风味的形成、氧化过程控制以及产品品质控制具有重大意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

9 种腌腊肉制品均为真空包装产品,包含腊肠、腊肉和腊鸭三大类产品。所有产品均按照研究需求由企业提供,详细信息见表1。所有样品由企业在生产完成后2~3 d内送达实验室,并将其作为贮存的0 点。

表1 9 种腌腊肉制品样品信息
Table 1 Information about nine cured meat products

样品名称商标肥瘦质量比生产日期保质期/d生产单位湖南腊肠唐人神2013.6.6180 湖南唐人神肉制品有限公司湖南腊鸭唐人神2013.6.2180 湖南唐人神肉制品有限公司深圳一级腊肠喜上喜3∶72013.6.9180 深圳市喜上喜食品加工有限公司广州普通腊肠皇上皇4∶62013.6.12300 广州食品企业集团有限公司广州鸭肝肠皇上皇2013.6.12300 广州食品企业集团有限公司中山优级腊肠图形2∶82013.6.7180 中山市得福肉食制品有限公司中山全瘦腊肠泰上王全瘦肠2013.6.13180 中山市黄圃镇泰和食品有限公司广东腊肉千腊村2013.6.15180 中山市千腊村食品有限公司哈尔滨风干香肠哈肉联2013.6.29120 哈尔滨大众肉联食品有限公司

牛血清白蛋白、Tris、4-甲基伞形酮油酸酯 美国Sigma公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、EGTA、Triton X-100、柠檬酸、氟化钠、五水合硫酸铜、酒石酸钾钠、石油醚、无水乙醚、无水乙醇、三氯甲烷、碘化钾、硫代硫酸钠、冰醋酸均为分析纯。

1.2 仪器与设备

荧光分光光度计 日本Finnigan公司;2010气相色谱仪日本岛津公司;贮存箱(25、37℃) 实验室自制设备。

1.3 方法

1.3.1 实验方案

腌腊肉制品贮存要求常温(20~25 ℃)保存,考虑到南北方温度的差异,本研究选择25 ℃为样品正常贮存温度。同时考虑到腌腊肉制品保质期一般在120~180 d,周期较长,另选择37 ℃作为加速实验温度,实现在相对较短的时间内得到游离脂肪的变化情况。37 ℃贮存条件作为加速实验,平均隔3 d取一次样,25 ℃条件每隔10 d取一次样。

1.3.2 游离脂肪酸的测定

参考GB/T 5009.37ü 2003《食用植物油卫生标准的分析方法》中KOH滴定法测定。

1.3.3 脂肪酶的测定

酸性脂肪酶、中性脂肪酶、磷脂酶的测定按照参考文献[9]进行。

1.3.4 脂肪酸的测定

参考GB/T 9695.2ü 2008《肉与肉制品脂肪酸测定》方法。

2 结果与分析

2.1 腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸的变化

9 种腌腊肉制品37 ℃条件下游离脂肪变化曲线如图1所示。随着贮存时间的增加,9 种产品的游离脂肪酸基本上呈现上升的趋势,只是不同种类的产品上升速率不同。其中湖南腊肠、湖南腊鸭、广州鸭肝肠、中山全瘦肠、深圳一级腊肠、广东腊肉和哈尔滨风干肠游离脂肪酸先升高到一定程度后呈下降趋势,即峰形分布,其中中山全瘦肠和深圳一级腊肠的游离脂肪酸升高下降后,又略有升高;中山优级腊肠和广州普通腊肠游离脂肪酸变化幅度较小,缓慢上升。

图1 9 种腌腊肉制品游离脂肪酸的变化
Fig.1 Changes in free fatty acid content of nine cured meat products

2.2 腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸变化的影响因素

2.2.1 肥瘦质量比影响

本研究选择了全瘦肠、肥瘦质量比3∶7的深圳一级腊肠、肥瘦质量比4∶6的广州普通腊肠,分别考察3 种腊肠在37 ℃贮存条件下游离脂肪酸的变化情况。

图2 肥瘦质量比对游离脂肪酸影响
Fig.2 Effects of ratio of fat to lean on free fatty acid content

由图2可知,全瘦肠,在所有产品中脂肪含量最低,约6.5 g/100 g,刚出厂游离脂肪酸已达到4.8 mg/g,整个贮藏过程中游离脂肪酸上升最快,最高值已达到31 mg/g左右。肥瘦质量比3∶7一级腊肠,脂肪含量约为35 g/100 g,变化幅度居中。肥瘦质量比4∶6的添福腊肠,脂肪含量约45 g/100 g,刚出厂游离脂肪酸值最低为1.9 mg/g,在整个贮藏过程中变化幅度最小。在腊肠的加工过程中,瘦肉与肥肉的比例影响到腊肠的感官评价和出品率,肥肉提供多汁、鲜嫩的口感和丰富的风味。传统腊肠加工制作过程中,肥瘦质量比多为4∶6或3∶7,而现代较好的中式腊肠肥瘦质量比多采用2∶8 [10],有的企业为了迎合大众口味,生产出了全瘦肠 [11-12]。肥肉脂肪含量约为88.6 g/100 g左右,水分含量约为8.8 g/100 g,而瘦肉脂肪含量约为6.2 g/100 g左右,水分含量约为71 g/100 g,所以现代优质腊肠脂肪总含量较低,水分含量比较高。由于瘦肉中糖原酵解产生大量的乳酸,pH值比较低,同时高的水分含量容易导致脂肪发生酶促水解导致游离脂肪酸的增高 [13]。由此可见肥瘦质量比对脂肪水解,尤其是游离脂肪酸影响较为显著。

2.2.2 产地影响

本研究选择了腌腊肉制品代表性产品,湖南腊肠、哈尔滨风干肠、广东腊肠包括深圳一级腊肠、中山优级腊肠、广州普通腊肠,涵盖了湖南腊味、黑龙江腊味、广东腊味。由图3可知,产地差异对游离脂肪酸影响显著。虽都为腊肠,各地区工艺差别很大,湖南、广东地区腊肠出厂游离脂肪酸就偏高。就连广东地区内,广州、中山、深圳的腊味都有区别,游离脂肪酸变化趋势都有明显差异。

图3 产地对游离脂肪酸影响
Fig.3 Free fatty acid contents of sausages from different producers

2.2.3 酶活力影响

图4 灭酶对游离脂肪酸的影响
Fig.4 Effects of enzyme inactivation on free fatty acid content

选择湖南腊鸭、中山全瘦腊肠、广东腊肉3 种产品,分为2 组,一组放在90 ℃水中加热20 min灭酶处理(湖南腊鸭、中山全瘦腊肠、广东腊肉),另一组不处理(湖南腊鸭、中山全瘦腊肠、广东腊肉),然后按照贮存温度及取样时间分别进行贮存、取样测定。由图4可知,腊鸭、腊肠、腊肉3种产品在灭酶前灭酶组和不灭酶组游离脂肪酸一致,灭酶后两者游离脂肪酸开始出现差异,不灭酶组游离脂肪酸升高较快,而灭酶组游离脂肪酸升高缓慢,3 种产品游离脂肪酸的变化规律一致。腊鸭、腊肠、腊肉3 种产品都是在27 d后测得两组游离脂肪酸差异显著。产品在37 ℃条件下贮存对酶活力有极大地促进作用,酶活力较高 [14-15],所以灭酶组和不灭酶组在贮存前期相差不大,随着贮存时间延长,不灭酶组的酶活力优势逐渐体现,和灭酶组拉开差距,但高温灭酶会对腌腊制品的感官品质产生不利影响,腌腊制品的风味、色泽等都随贮藏时间的变化而急剧下降。

2.2.4 贮存温度影响

由图5可知,温度对腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸变化影响显著。37 ℃贮存下样品,游离脂肪酸含量增长显著,25 ℃贮存下的样品,游离脂肪酸增长幅度较小,整体水平也比37 ℃贮存条件下的游离脂肪酸水平低。在一定温度范围内,贮存温度越高,游离脂肪酸升高越快,脂肪水解程度越高。脂肪水解作为脂肪变化的重要组成部分,在肉品质的形成中有非常重要的作用。它不仅是衡量腊肉脂肪水解程度的重要标志之一,而且还为后续的脂肪氧化提供了底物 [16]

图5 贮存温度对游离脂肪酸影响
Fig.5 Effects of storage temperature on free fatty acid content

腌腊肉制品制作没有经过高温处理,脂肪水解酶仍旧保持一定活性 [17-18];酶活力受温度的影响较大 [19],37 ℃是脂肪水解酶活性较为适宜的温度。故而在37 ℃贮存条件下,由于产品中残存有酶活力的脂肪水解酶,致使腌腊肉制品中的脂质水解较快,产生大量游离脂肪酸,导致游离脂肪酸升高较快。25 ℃贮存条件下,酶活力较37 ℃偏弱,水解速度相对较慢,因而游离脂肪酸升高速率相对较低。

2.3 腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸的主要来源途径

2.3.1 脂肪水解

利用相关性函数CORREL对游离脂肪酸与3 种脂肪酶活力变化进行计算,得出相关系数,考察两者之间的相关程度,结果见表2。相关系数越接近1,相关程度越好。考虑到刚出厂产品脂肪酶活力依然保留,计算相关性函数时,从贮藏10 d后开始计算。由图6和表2可知,游离脂肪酸和脂肪水解酶活力有显著相关性,游离脂肪酸呈现上升趋势,酸性脂肪酶、中性脂肪酶、磷脂酶其中的一种或多种同样呈现活力增大的趋势。产品游离脂肪酸的峰值和酸性脂肪酶、中性脂肪酶、磷脂酶其中的一种或多种酶活力峰值出现的时间非常接近,而且酶活力的峰值稍早于游离脂肪酸变化的峰值,这与理论分析的结论一致,即当酶活力增大时,脂肪水解随之加速,脂肪酸的积累在加剧,而酶活力达到最大时,脂肪水解仍在继续,脂肪酸含量也在增加,逐渐达到了最高值。进一步证明了脂肪水解酶在腌腊肉制品游离脂肪酸产生过程中发挥了重要的作用,脂肪水解是游离脂肪酸的重要来源。

图6 产品磷脂酶、脂肪酶37℃贮存过程中的变化
Fig.6 Changes in phospholipase and lipase activities during storage at 37 ℃

表2 游离脂肪酸与脂肪酶活力变化的相关系数
Table 2 Correlation coefficient between free fatty acid content and lipase activity

相关系数 湖南腊鸭深圳一级腊肠中山全瘦腊肠游离脂肪酸与磷脂酶相关系数-0.0160.7580.745游离脂肪酸与中性脂肪酶相关系数0.5110.5050.537游离脂肪酸与酸性脂肪酶相关系数0.2880.1450.547

不同产品的脂肪含量、种类、组成有差异,脂肪水解酶的作用方式不同。中性脂肪酶是主要的脂肪水解酶类,其次是磷脂酶,酸性脂肪酶较少。湖南腊肠的主要作用酶为中性脂肪酶;深圳一级腊肠的主要作用酶为中性脂肪酶、磷脂酶;湖南腊鸭主要作用酶为磷脂酶、中性脂肪酶、酸性脂肪酶。

2.3.2 脂肪氧化

游离脂肪酸反映的是脂肪酸含量的变化,本研究通过建立饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)、多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)比例变化,分析脂肪酸变化的趋势。其中SFA主要包括肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸等,MUFA包括油酸和棕榈油酸,PUFA包括亚油酸和亚麻酸。为了分析更直观,将SFA含量作为1,MUFA和PUFA含量与SFA进行参照。由表3可知,MUFA和PUFA呈现先升高后下降的趋势,这与游离脂肪酸变化的趋势相似,随着酶促反应的进行,游离脂肪酸逐渐增多,MUFA和PUFA含量相对升高,脂肪水解作用大于脂肪氧化。随着贮存时间的增加,PUFA和MUFA含量逐渐减小,说明不饱和脂肪酸发生了氧化,脂肪氧化作用起主导作用 [20]。由此可见,在贮存前期,酶促反应的持续进行,游离脂肪酸不断产生,游离脂肪酸升高,脂肪水解是主导作用,而贮存后期不饱和脂肪酸不稳定逐渐被氧化,脂肪氧化起到关键作用 [21]

表3 饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸变化
Table 3 Changes in saturated fatty acids and unsaturated fatty acids

时间/d湖南腊肠广州普通腊肠湖南腊鸭深圳一级腊肠SFA MUFA PUFASFAMUFA PUFASFAMUFA PUFASFA MUFA PUFA 011.230.3511.450.3211.370.3411.200.24 411.430.3611.450.3211.370.3511.250.23 711.240.3811.360.3411.320.3610.330.25 1211.260.3811.290.3211.450.3411.200.26 1911.210.3711.400.3211.500.3711.240.27 2911.310.3911.490.4711.540.3911.540.35 3411.320.4111.420.4811.500.4111.320.35 4311.100.4210.920.2611.580.4011.060.24 6111.010.3810.770.2311.570.3410.880.23 8110.900.2810.770.2311.530.3210.860.21

3 结 论

肥瘦质量比、产地、温度、脂肪酶活力等关键因素对腌腊肉制品贮存过程中游离脂肪酸变化的影响显著,其中瘦肉质量比越高、温度越高、脂肪水解酶活力强度越容易导致腌腊肉制品贮藏过程中游离脂肪酸的增加。

脂肪水解酶在腌腊肉制品游离脂肪酸产生过程中发挥了重要的作用,脂肪水解是游离脂肪酸的重要来源。不同产品,脂肪含量、种类、组成有差异,脂肪水解酶的作用方式不同,中性脂肪酶是主要的脂肪水解酶类,其次是磷脂酶,酸性脂肪酶较少。腌腊肉制品贮存前期,酶促反应的持续进行,游离脂肪酸不断产生,游离脂肪酸升高,脂肪水解是主导作用,而贮存后期不饱和脂肪酸不稳定逐渐被氧化,脂肪氧化起到关键作用。

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Changes, Influencing Factors and Generation Pathwaysof Free Fatty Acids in Nine Cured Meat Products during Storage

LI Ying-ying, SONG Yong-qing, GUO Wen-ping, CHE Yan-bo, CHEN Chao, REN Nan, TIAN Han-you, LI He-nan, WANG Shou-wei*

(China Meat Food Research Center, Beijing 100068, China)

Abstract:In this study, nine cured meat products were selected to study changes, influencing factors and generation pathways of free fatty acids during storage by determining the total amount of free fatty acids under different conditions including the ratio of fat to muscle, producers, temperature and lipase activity, and determining lipase activity, phospholipase activity and fatty acid composition. The results showed that under the same conditions, pure-lean sausages, sausages with fat/lean ratio = 3:7, and sausages with fat/lean ratio = 4:6 contained decreasing amounts of free fatty acids. Sausages from different producers showed a significant difference in the contents of free fatty acids. Samples stored at 37 ℃ were significantly richer in free fatty acids than those stored at 25 ℃. The increments in free fatty acids could be reduced by enzymatic inactivation and the difference tended to be enhanced. Lipase played an important role in the generation of free fatty acids in cured meat products during storage. As the enzymatic reactions proceeded during the early stages, free fatty acids were produced continuously. In fact, fat hydrolysis played a dominant role in the process. Nevertheless, the unsaturated fatty acids were unstable and could be easily oxidized during the later stages of storage and this process was dominated by fat oxidation.

Key words:cured meat products; free fatty acid; influencing factors; lipase; hydrolysis; oxidation

中图分类号:TS251.5

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2014)08-0019-05

收稿日期:2014-04-07

基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201303082)

作者简介:李莹莹(1984ü),女,工程师,硕士,研究方向为食品安全检验。E-mail:ying_sky@126.com

*通信作者:王守伟(1961ü),男,教授级高级工程师,硕士,研究方向为食品安全研究与风险监测。E-mail:cmrcwsw@126.com