复合过滤处理熏烟对湖南腊肉品质的影响

腊肉是一种传统腌腊肉制品，在我国已有几千年历史[1]。因腊肉风味独特、腊香浓郁、色泽鲜艳、保质期较长而深受人们喜爱[2]。烟熏作为腊肉加工中的重要工艺，是用木材或其他原料不充分燃烧所产生的熏烟对食材进行熏制的加工方法[3]。烟熏工艺能够赋予产品独特的风味、鲜美柔和的色泽，延缓产品中脂肪氧化，抑制微生物生长，使最终产品具有良好的品质及贮藏性[4-6]。在腊肉生产过程中，烟熏工艺产生的熏烟会排放到空气中污染环境；同时，烟熏材料不充分燃烧产生的熏烟中会含有苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽等多环芳烃类致癌有害物质[7-9]。

随着科技的不断进步，减少烟熏工艺中熏烟带来的危害成为学者研究的热点。姚文生等[10]研究不同烟熏材料对熏制鸡腿肉中挥发性物质的影响，结果表明，不同烟熏材料熏制鸡腿肉中的主要特征风味物质不同；通过主成分分析发现不同样品间特征风味物质存在一定差异。Alexander等[11]通过研究不同木材对熏制肉中多环芳烃形成的影响，结果表明，以苹果木为烟熏材料的熏制样品中多环芳烃含量最低，以云杉木为烟熏材料熏制样品中的多环芳烃含量最高。潘玉霞等[12]研究烟熏火腿色泽工艺技术发现，梨木烟熏火腿的色泽变化程度显著低于苹果木等其他烟熏材料熏制的火腿。研究[13]表明，与传统的直接烟熏方式相比，间接烟熏方式采用外部烟发生器，熏烟被引入烟熏室前经粗棉花或刚毛过滤可以一定程度减少熏烟中苯并(a)芘含量。

烟熏对腊肉的风味、色泽和贮藏具有重要意义，烟熏材料以及控制熏烟减少最终产品中有害物质含量的研究也十分必要。本研究采用复合过滤处理熏烟熏制腊肉，以期减少腊肉生产过程中多环芳烃苯并(a)芘等有害物质的产生。对比复合过滤处理前后3种不同材料熏烟对湖南腊肉色泽、香味、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARs）值、苯并(a)芘含量及风味物质组成的影响，了解复合过滤处理及不同材料熏烟对腊肉品质及安全性的影响，为现代化工业生产安全美味腊肉中烟熏工艺的改进提供基础理论。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冷冻带皮后腿肉湖南唐人神肉制品有限公司；食盐、白酒、白砂糖、味精购于超市；苹果木、稻壳、松木渣购于当地批发市场。

亚硝酸钠（分析纯）郑州拓洋实业有限公司。

1.2 仪器与设备

GR-100滚揉机山东省诸城佳利机械厂；DZ-700/2S真空包装机山东希尔包装机械科技有限公司；AUY120电子天平、UV-2450紫外分光光度计日本岛津公司；RXY-W-DL烟熏炉浙江瑞邦智能装备股份有限公司；CR-400/410彩色色差计日本柯尼卡美能达公司；L-80-XP Ultracentrifuge离心机美国贝克曼公司；T25高速匀浆器德国艾卡公司；5975C气相质谱-色谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪、1200高效液相色谱仪美国安捷伦公司；57330-U固相微萃取手动进样手柄、CAR/PDMS萃取头美国思必可公司；DF-101S集热式磁力加热搅拌器江苏省金坛市医疗仪器械厂。

1.3 方法

分别选取苹果木、稻壳、松木渣作为烟熏材料，对3种烟熏材料产生的熏烟进行复合过滤处理，分别采用复合过滤处理前后3种熏烟熏制湖南腊肉，共6 组：A1组：未过滤苹果木熏烟；A2组：复合过滤处理苹果木熏烟；B1组：未过滤稻壳熏烟；B2组：复合过滤处理稻壳熏烟；C1组：未过滤松木渣熏烟；C2组：复合过滤处理松木渣熏烟。

1.3.2 腊肉的制作

工艺流程：原料选料→腌制→打条→上杠→清洗→烟熏、烘烤→干燥→冷却→包装

操作要点：1）选料：猪后腿肉要求无骨、无粗筋、无较大淋巴、无瘀血、无杂物；冷冻原料在15 ℃左右解冻12 h后切胚，原料腿胚修除四周多余的皮、碎肉及脂肪，控制胚块整体高度8～10 cm，超出部分肌肉用刀修除；要求下刀规矩、整齐，肉面完整无划伤。2）腌制：将100 kg腿胚、2.5 kg食盐、1.5 kg白酒、0.5 kg白砂糖、0.1 kg味精倒入滚揉机中，真空慢速呼吸式滚揉30 min，确保所有辅料能均匀分布并初步渗透；然后将腿胚置于环境温度4～8 ℃的腌制间内，层层码放，腌制72 h，腌制期间每12 h将腿胚上下移位1 次。3）打条：将上述腿胚放入自动打条机中，腿胚在机器作用下直接打成长18～30 cm、厚2.0～2.5 cm的腊肉条。4）上杠：产品在正式上杠前1 h内推入上杠车间，产品穿线应确保腊肉条形完整、美观，如有皮肉分离情况应进行整形。5）清洗：穿杠后胚条用45～50 ℃温水漂洗1 次，上车摆放后用清水冲洗；上柜时胚条间距8 cm，杠距15 cm；穿杠上车后2 h内上柜。6）烘烤：温度控制：肉胚进入烟熏炉后2 h内升温到55 ℃，2～8 h控制温度56～58 ℃，8～20 h控制温度54～55 ℃，20 h后温度降到50～52 ℃；通风控制：每小时通风3～5 min；上烟控制：木材在发烟室内发烟，经烟雾处理后产品干燥6 h，至产品表面干爽无水珠时，瘦肉发色完全即可开始开烟阀上烟，36 h后视产品干湿度及烟色情况，及时调整烘烤温度、烟雾浓度及烟熏时间。7）冷却：产品出炉后，均匀摆放于料车中冷却，以产品最终表面温度不超过室温为准。8）真空包装：要求内容物无异物，包装袋封口严实平整，常温存放，待测。

1.3.3 烟雾复合过滤处理

强效烟雾过滤主要针对熏烟中风味物质分子大小和种类进行过滤，以在此过程中有效去除有害物质并保留有效风味物质。烟雾处理主要在发烟器至烟熏炉管道中进行，与普通熏烟相比，复合过滤处理增加以下步骤：首先，通过第1层活性炭过滤板去除大的颗粒分子；然后，通过第2层由PP棉与离体膀胱膜2种材料复合而成的交换滤网，且采取一层PP棉一层离体膀胱膜交叉叠放的组合形式，截留苯并(a)芘分子；最后，通过水雾过滤再次净化得到纯净烟尘，同时借助烟熏炉功能将纯净的烟雾喷淋到产品表面。

1.3.4 腊肉指标测定

采用彩色色差计测定样品表面亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。每组样品均在腊肉平整表面避开肥肉和结缔组织，取6 个不同点重复测定，结果取平均值。色差值（ΔE）按下式计算。

式中：ΔL*、Δa*、Δb*分别表示复合过滤处理前后熏烟熏制腊肉L*、a*和b*的差值。

1.3.4.2 感官评定

选择男女比例1∶1、经过专业训练的18 名感官评定员进行培训。将不同组腊肉打开包装，切成厚度约3 mm的肉片，要求包含肥肉和瘦肉，分为2 份，一份直接由感官评定员进行色泽和香味评价，另一份用清水洗净表面异物，100 ℃蒸煮15 min后，由感官评定员再对蒸煮腊肉进行色泽和香味评价。

将加工好的腊肉冷却至室温后立即进行TBARs值测定。按照Andres等[14]的方法，每组样品测定3 次。结果以每千克腊肉样品中丙二醛含量（mg/kg）表示。

1.3.4.4 苯并(a)芘含量

参照GB 5009.27—2016《食品安全国家标准食品中苯并(a)芘的测定》[15]中高效液相色谱法。

1.3.4.5 挥发性风味物质的提取与分析

参照罗青雯等[16]的方法，采用顶空固相微萃取方法提取挥发性风味物质。不同处理组样品各取20 g，每组3 个重复，切碎后混匀，再称取混合腊肉样品5 g于带盖的玻璃顶空萃取瓶中，将老化完成的萃取头插入玻璃瓶内，用手柄缓慢推出碳纤维头，注意不要与样品接触以免损坏纤维头。在70 ℃下恒温水浴萃取40 min，再于250 ℃解吸15 min，进行GC-MS分析。

GC条件：DB-5MS毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气氮气；流速1 mL/min；进样口温度250 ℃；分流比5∶1；起始温度35 ℃，保持3 min，以4 ℃/min升温至130 ℃并保持2 min，最后以8 ℃/min升温至230 ℃并保持5min。

MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；接口温度250 ℃；离子源温度230 ℃；灯丝电流150 μA；质量扫描范围35～450 μ。

1.4 数据处理

每组实验均重复3 次，结果用平均值±标准差表示。应用SPSS v.18.0软件（SPSS Inc., USA）对数据进行单因素方差分析，当P＜0.05时，组间存在显著差异。

2 结果与分析

2.1 不同熏烟对湖南腊肉色泽和香味感官评分的影响

由表2可知，复合过滤处理前，不同熏烟制得的腊肉中，苹果木熏烟熏制腊肉的色泽和风味评分分别为46.90 分和45.43 分，均为最高值，松木渣熏烟熏制腊肉的品质较差，尤其是在色泽方面，评分最低，仅为32.26 分。这可能是由于苹果木作为硬木，纤维素、半纤维素和木质素成分比例合适，且熏烟中酚类、酯类及酮类等物质赋予了腊肉纯正浓郁的风味[17]；松木渣中则因树脂含量过高，熏烟浓黑，导致腊肉产品色泽变差。与未经复合过滤处理熏烟熏制腊肉相比，复合过滤处理苹果木、稻壳熏烟熏制腊肉的色泽评分差异均不显著（P＞0.05），风味评分有不同程度降低，但最低值仍有43.10 分，在可接受范围内；结果表明，复合过滤处理苹果木及稻壳熏烟对最终腊肉产品香味和色泽感官评分影响甚小。复合过滤处理后，松木渣熏烟熏制腊肉的色泽评分略有提升，但与其他产品相比仍差异显著（P＞0.05）；这可能是复合过滤处理减少了松木渣熏烟中的不良风味及浓烟中的大分子颗粒物质，对产品色泽有一定的提升作用。

2.2 不同熏烟对湖南腊肉色泽的影响

L*越高，表示产品越亮，L*越低，表示产品越黑。由表3可知，苹果木熏烟熏制腊肉L*最高，为48.43，松木渣熏烟熏制腊肉L*仅为28.46，松木渣熏烟熏制产品更黑，这与感官评价色泽评分结果一致。复合过滤处理稻壳熏烟熏制腊肉a*最高，复合过滤处理苹果木熏烟熏制腊肉b*最高。为比较复合过滤处理熏烟对腊肉色泽的影响，计算得到复合过滤处理前后苹果木、稻壳、松木渣熏烟熏制产品ΔE分别为1.72、2.29、10.11。ΔE越大，表示两者色泽差异越大。复合过滤处理前后苹果木熏烟熏制腊肉的ΔE最小，松木渣熏烟熏制腊肉的ΔE最大，这可能是由于复合过滤对大颗粒物质影响较大，使得处理后熏烟中大颗粒物质极大减少，最终影响了产品的色泽[18]。

2.3 不同熏烟对湖南腊肉中苯并(a)芘含量及TBARs值的影响

烟熏材料不充分燃烧产生的苯并(a)芘在烟熏过程中会直接污染食品，同时食品中脂肪、胆固醇等成分在高温条件下经热裂解反应，再经过环化和聚合反应也会产生苯并(a)芘[19]。苯并(a)芘具有强致癌性、致突变性，对人体肝脏、肠胃、肺等器官均有致癌作用，在腌腊肉制品中，国家标准严格规定苯并(a)芘含量不超过5 μg/kg[20-21]。

由表4可知，不同熏烟对湖南腊肉中苯并(a)芘含量影响显著，其中松木渣熏烟熏制腊肉中苯并(a)芘含量高达3.526 μg/kg，复合过滤处理苹果木熏烟熏制腊肉中苯并(a)芘含量最低，仅为0.310 μg/kg。不同烟熏材料熏制湖南腊肉中苯并(a)芘含量由高到低依次为松木渣＞稻壳＞苹果木。软木中树脂会产生高浓度苯并(a)芘，同时也会促进烟尘的强烈生成，从而使烟熏产品中苯并(a)芘含量过高。而硬木苹果木熏烟熏制腊肉中苯并(a)芘含量较低，更适合作为熏制腊肉的烟熏材料[22]。该实验结果与Alexander等[11]研究结果一致。复合过滤处理可以有效降低腊肉产品中的苯并(a)芘含量，松木渣熏烟经复合过滤处理后，腊肉中苯并(a)芘含量降低最多，但与复合过滤处理苹果木、稻壳熏烟熏制腊肉相比仍较高（P＜0.05）。复合过滤处理一定程度上可以减少熏烟中苯并(a)芘含量，但并不能完全去除，同时由于熏制过程中脂肪等物质反应也会产生一定量的苯并(a)芘，因此，最终产品中仍含有少量苯并(a)芘，但含量远低于国家标准限量（5 μg/kg）。

TBARs值通常可以反映腊肉中脂肪的最终氧化程度[23]。不同材料熏烟制得腊肉的TBARs值存在显著差异（P＜0.05），稻壳熏烟熏制腊肉的TBARs值最高，可能是由于烟熏材料不同，在熏制过程中熏烟温度存在一定差异，影响脂肪水解酶、磷脂酶等脂肪酶的活性，最终导致TBARs值的差异。苹果木、稻壳和松木渣熏烟熏制腊肉的TBARs值均较低，且熏烟经复合过滤处理后，最终产品的TBARs值与复合处理前相比差异不显著，说明复合过滤处理对烟熏腊肉TBARs值影响较小。

2.4 不同熏烟对湖南腊肉中挥发性风味物质的影响

由表5可知，苹果木、稻壳、松木渣熏烟熏制湖南腊肉中共鉴定出72种挥发性物质，其中包含6种酸类、10种醛类、3种酯类、9种酮类、14种碳氢化合物、23种酚类、4种醇类及3种其他类化合物。其中酚类化合物种类最多、相对含量最高；碳氢化合物、醛类以及酮类化合物的种类较复杂，相对含量也较高；酸类、酯类和醇类化合物在湖南腊肉中种类较少，相对含量均较低。

酚类化合物是腊肉中的主要风味成分，同时有一定的抗氧化性及抗菌性[24-25]。对比分析不同烟熏材料发现，稻壳熏烟熏制腊肉中的酚类化合物种类最多，但苹果木熏烟熏制腊肉中酚类化合物的总相对含量最高。苹果木中富含纤维素、半纤维素以及木质素，这些成分可以产生大量酚类化合物[26]，所以，以苹果木为烟熏材料制得的湖南腊肉中酚类化合物含量最高。与复合过滤处理前相比，复合过滤处理后，苹果木熏烟熏制腊肉中酚类化合物的种类几乎不变，但相对含量由52.72%下降至45.72%；复合过滤处理后稻壳熏烟熏制腊肉中的酚类化合物减少3种，但相对含量有所增加，这可能是由于复合过滤处理除去熏烟中部分分子，进而影响熏制腊肉中挥发性化合物的种类及含量，导致酚类化合物相对含量不降反升；复合过滤处理后，松木渣熏烟熏制腊肉中增加2种酚类化合物，相对含量增加2.54%，这是由于松木渣中树脂含量高，熏烟浓黑，复合过滤处理极大地减少了大颗粒物质，降低了最终产品中其他挥发性物质的含量，使得酚类化合物相对含量增加。酚类化合物作为腊肉中的主要风味物质，复合过滤处理对酚类化合物影响较小，经过复合过滤处理熏烟制得的湖南腊肉仍有较高含量的酚类化合物[27]。

醛类化合物在挥发性物质中相对含量少于酚类化合物，但是醛类化合物风味阈值低且在脂质氧化中生成速率快，也是腊肉风味形成的重要物质[28]。在苹果木、稻壳、松木渣熏烟熏制湖南腊肉中鉴定出的壬醛、己醛及糠醛等醛类化合物具有不同类型的芳香味，这些醛类化合物间的相互协同作用可赋予湖南腊肉更佳浓郁的风味[29]。复合过滤处理前后苹果木熏烟熏制腊肉中壬醛相对含量均较高，稻壳熏烟熏制腊肉中糠醛相对含量最高。大多数物质特别是烃类、部分酮类和酸类等阈值均较高，因此鉴定出的大部分挥发性物质都不是腊肉的特征风味成分[30-31]。复合过滤处理对不同种类化合物的相对含量有一定影响，但影响很小，主要特征风味物质酚类化合物及醛类化合物相对含量仍有较高水平，复合过滤处理熏烟对产品最终风味的影响在可接受范围内。

3 结论

烟熏工艺中熏烟中的有害物质会附着在腊肉表面污染产品。本实验对比复合过滤处理前后苹果木、稻壳、松木渣6种熏烟对最终腊肉产品色泽、风味、苯并(a)芘含量及TBARs值等的影响。结果表明：苹果木、稻壳、松木渣3种烟熏材料中，苹果木最适合用于烟熏腊肉，熏制出的腊肉色泽、风味评分分别为46.90、45.43 分，评分均最高；松木渣熏烟熏制腊肉的感官评分最低，且苯并(a)芘含量高达3.526 μg/kg，不宜作为腊肉烟熏材料。对于苹果木和稻壳，复合过滤处理熏烟对腊肉色泽影响较小，复合过滤处理前后熏制腊肉的ΔE仅为1.72、2.29；对最终产品风味有一定影响，但风味评分最低仍有43.10 分，在可接受范围内；复合过滤处理苹果木熏烟熏制腊肉中的苯并(a)芘含量由1.465 μg/kg降低至0.310 μg/kg，减少了最终产品中有害物质的含量，远低于国家标准规定限量。

通过分析不同熏烟对湖南腊肉中挥发性物质的影响发现，复合过滤处理前后苹果木熏烟熏制腊肉中酚类化合物的种类几乎不变，但相对含量由52.72%降低至45.72%；复合过滤处理前后稻壳熏烟熏制腊肉中酚类化合物种类减少3种，但相对含量有所提升。复合过滤处理熏烟对最终产品挥发性物质中酚类和醛类化合物影响较小，处理后制得产品中特征风味物质含量仍有较高水平。复合过滤处理熏烟可以用于工业化腊肉生产，不仅可以减少烟雾中有害物质的空气排放量和产品中的有害物质含量，同时最终产品品质不会受到不良影响。

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