2 种复合香辛料精油对西式培根安全品质的影响

陈文静1,张永敏1,姜 皓1,杨 华2,任小青1,马俪珍1,*

(1.天津农学院食品科学与生物工程学院,天津 300384;2.天津农学院动物科学与动物医学学院,天津 300384)

摘 要:为验证前期研究的2 种对N-亚硝胺具有阻断作用的复合香辛料精油(compound spice essential oil,CSEO)在西式培根中的实际应用效果,在西式培根加工腌制环节设计3 组实验:1)空白对照组:注射20 mL/100 g基础腌制液(含亚硝酸钠、异抗坏血酸钠、复合磷酸盐等);2)CSEO-ND组:在基础腌制液中添加由胡椒精油、姜精油、花椒精油、八角精油和丁香精油组成的对N-二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine,NDMA)具有较强抑制作用的CSEO-ND;3)CSEO-NP组:在基础腌制液中添加由花椒精油、八角精油、麻椒精油、丁香精油和迷迭香精油组成的对N-亚硝基吡咯烷(N-nitrosopyrrolidine,NPYR)有较强抑制作用的CSEO-NP。对西式培根产品烧烤(200 ℃,5 min)后的感官评分、烧烤前后pH值、亚硝酸盐、生物胺以及N-亚硝胺含量进行测定,并将西式培根产品置于(36±1) ℃条件下进行破坏性实验。结果表明:CSEO-ND可赋予西式培根特有的风味,提高产品的整体可接受性,降低产品中亚硝酸盐残留量(23.52 mg/kg),提高抗氧化性,抑制生物胺总量的增加(抑制率为43.95%),有效控制NDMA(抑制率为60.18%)和NPYR(抑制率为64.88%)的形成;CSEO-NP具有较强的抑菌性,能很好地控制产品中组胺、酪胺、腐胺等毒性较强的生物胺形成,对NDMA(65.99%)和NPYR的抑制率(66.13%)均高于CSEO-ND,但产品风味受到一定影响,亚硝酸盐残留量(40.00 mg/kg)超过国家限量标准(30 mg/kg)。

关键词:复合香辛料精油;西式培根;亚硝酸盐;生物胺;N-亚硝胺

西式培根是由猪的肋腹部肉经过盐水注射、真空滚揉、干燥、烟熏等工艺制成的一种低温西式肉制品[1],其肥瘦均匀,咸淡适中,具有特殊的烟熏风味,适用于煎、炒、烤、炸等多种烹饪方式,成为国人餐桌上必不可少的食物。亚硝酸盐同时具有发色、抑菌、抗氧化和提高风味等作用,是西式培根加工过程中常用的食品添加剂,但是亚硝酸盐极易与肉制品加工中所产生的二级胺类物质发生反应,生成具有致癌、致畸、致突变作用的N-亚硝胺。到目前为止,仍没有发现同时具有亚硝酸盐上述4 个方面作用的亚硝酸盐替代物。所以,在使用亚硝酸盐的同时,如何有效控制N-亚硝胺的形成,已成为人们关注的焦点。

许多学者将阻断N-亚硝胺形成的研究从添加抗坏血酸盐/异抗坏血酸盐[2]转移到微生物亚硝化抑制剂[3-4]、果蔬提取液[5]、香辛料精油[6]和天然产物(如黄酮、酚类)方面[7-8]。其中,香辛料精油作为肉制品加工中的天然辅料,不仅可以提高风味、改善香气,还具有增色、防腐、抗菌和抗氧化的作用,可以通过和亚硝酸盐发生氧化还原反应,达到清除亚硝酸盐,进而阻止N-亚硝胺生成的目的。常红等[9]研究发现,黑胡椒精油复合涂层通过抑制微生物繁殖,进而降低产品中生物胺的生成量,提高了产品的食用品质和安全性。张健斌[10]通过体外模拟研究表明,八角精油和丁香精油对N-二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine,NDMA)形成的阻断效果在其超临界萃取液体积分数1%~5%范围内,分别随着添加量的增加而增强,抑制率最高可达90%以上。李佳栋等[11]发现,桂皮、丁香和花椒提取液可以很好地清除风干肠中的亚硝酸盐,阻断风干肠中N-亚硝胺的生成。刘文营等[12]研究表明,在迷迭香精油添加限量内(0.0~0.3 g/kg),添加量与其对猪脂肪的抗氧化作用具有一定的量效关系。

在肉类制品加工中,常将多种香辛料进行互补搭配,形成风味协调且具有饱满口感的复合香辛料,本实验室前期基于这一理念,在保证肉制品风味优良的前提下,利用体外模拟亚硝化反应体系,采用单因素和响应面中心组合试验设计,分别筛选出2 种复合香辛料精油(compound spice essential oil,CSEO)配比,其中对NDMA抑制作用较强的配比用CSEO-ND表示(抑制率达到65.39%),对N-亚硝基吡咯烷(N-nitrosopyrrolidine,NPYR)抑制作用较强的配比用CSEO-NP表示(抑制率达到68.40%)。为验证前期筛选的CSEO-ND和CSEO-NP在西式培根中的实际应用效果,本研究分别在西式培根加工腌制过程中添加CSEO-ND和CSEO-NP,并以不添加CSEO为空白对照(control check,CK),通过对西式培根成品和烧烤后西式培根进行感官评定、pH值、亚硝酸盐、生物胺及N-亚硝胺含量测定,同时将西式培根产品在(36±1) ℃贮藏0~3 d进行快速破坏实验,每天测定产品的菌落总数、过氧化值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid resctive substances,TBARs)值,探究CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根品质和安全指标的影响,以期为提高肉制品安全性提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪肋条肉 天津市康宁肉制品有限公司;胡椒精油、姜油、花椒精油、八角精油、麻椒精油、丁香精油、迷迭香精油(超临界萃取) 天津市春合科技开发有限公司;食盐、白糖、鸡蛋、味精、白酒、葡萄糖天津市红旗农贸综合批发市场。

亚硝酸钠、抗坏血酸钠、烟酰胺、大豆分离蛋白粉、单、双硬脂酸甘油酯(均为食品级)、复合磷酸盐、卡拉胶 郑州凯之裕食品添加剂有限公司;二氯甲烷、乙腈(均为色谱纯)、氯化钠、无水硫酸钠天津市风船化学试剂科技有限公司;硫酸、高氯酸、丙酮、丹磺酰氯、氨水、氢氧化钠、碳酸钠、硼砂、亚铁氰化钾、乙酸锌、无水对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、硫代巴比妥酸(thiobarbital acid,TBA)、三氯乙酸、丁基羟基茴香醚、乙二胺四乙酸、氯仿、氯化钾、甲醇、乙酸、碘化钾、可溶性淀粉 国药集团化学试剂有限公司;7 种N-亚硝胺标品(NDMA、N-二乙基亚硝胺(N-nitrosodiethylamine,NDEA)、N-甲基乙基亚硝胺(N-nitrosomethylethylamine,NMEA)、N-二丁基亚硝胺(N-nitrosodibutylamide,NDBA)、N-二丙基亚硝胺(N-nitrosodipropylamine,NDPA)、N-亚硝基哌啶(N-nitrosopiperidine,NPIP)、NPYR)、8 种生物胺标品(色胺、苯乙胺、腐胺、尸胺、组胺、酪胺、精胺及亚精胺) 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

7890A气相色谱仪(配备氮磷检测器)、1260高效液相色谱仪(配备紫外吸收检测器) 美国安捷伦公司;PB-10酸度计 德国赛多利斯科学仪器有限公司;RE-2000A旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;DW-5120低温泵 上海振捷实验设备有限公司;HS07-314恒温水浴锅 天津华北实验仪器有限公司;JJ-10/30均质机 廊坊市恒诺机械有限公司;BZSQ-II盐水注射机、BVRJ-40真空滚揉机、BYXX-50烟熏炉、BDQJ-I冻肉切片机 浙江嘉兴艾博实业有限公司;ST40R离心机美国Thermo公司;18Basic匀浆机 德国IKA公司;T6新世纪型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;CM-5色差仪 日本Konica-Minolta公司;UKOEO猛犸象烤箱 珠海家宝德科技有限公司;SX-500高压蒸汽灭菌锅 日本Tomy有限公司;Friocell 22恒温恒湿培养箱 艾力特国际贸易有限公司;NO.NU-425-400E超净工作台 天美(中国)科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西式培根的制作

1.3.1.1 基础腌制液配方

100 kg猪肋条肉,配制腌制液20 L(腌制液注射量20 mL/100 g)。在20 L冷开水中,添加食盐1.8 kg、复合磷酸盐0.3 kg、白糖1.0 kg、大豆分离蛋白粉0.16 kg、亚硝酸钠12.0 g、异抗坏血酸钠11.0 g、单、双硬脂酸甘油酯0.1 kg、烟酰胺0.2 kg、葡萄糖0.4 kg、鸡蛋液0.4 kg。将配制好的腌制液置于0~2 ℃冷库中冷却过夜,备用。

1.3.1.2 工艺流程

原料肉选择、整理→盐水注射→真空滚揉→静腌→干燥→烟熏→冷却→速冻→切片→真空包装→冷冻贮藏

1.3.1.3 操作要点

1)原料肉选择、整理:选择肥瘦比例适中的猪肋条肉,切成宽6~8 cm、长40~45 cm的肉条,置于0~2 ℃冷库中备用;2)盐水注射:将配制好的腌制液用盐水注射机注入原料肉中,控制注射量为20 mL/100 g;3)真空滚揉:将注射后的原料肉放入真空滚揉机中,设置正反滚揉各15 min,间歇5 min,完成第1次真空滚揉,取出放入不锈钢容器中,上覆保鲜膜,放入0~2 ℃冷库中静腌2 h,再进行相同方式的第2次真空滚揉,然后在0~2 ℃冷库中静腌12 h;4)干燥、烟熏、冷却:将真空滚揉后的原料肉吊挂在架车上,推入烟熏炉中,在80 ℃条件下热风干燥1 h,然后在55 ℃条件下烟熏5 h,烟熏结束后,取出、冷却;5)速冻、切片、真空包装:将冷却至室温的西式培根在-35 ℃速冻箱中速冻1 h,之后用冻肉切片机切成2 mm薄片,真空包装,-18 ℃冷冻贮藏。

1.3.2 实验设计方案

共设计3 组:1)CK组:根据加工西式培根的原料肉质量计,注射20 mL/100 g基础腌制液;2)CSEO-ND组:基础腌制液添加量20 mL/100 g,向基础腌制液中添加415.6 μL/kg胡椒精油、623.6 μL/kg姜油、738.4 μL/kg花椒精油、566.6 μL/kg八角精油和43.6 μL/kg丁香精油(按照肉质量计,下同);3)CSEO-NP组:基础腌制液添加量20 mL/100 g,向基础腌制液中添加441.0 μL/kg花椒精油、337.0 μL/kg八角精油、17.0 μL/kg麻椒精油、14.0 μL/kg丁香精油和137.0 μL/kg迷迭香精油。按照1.3.1节西式培根的制作工艺加工出3 组西式培根成品,经速冻、切片、真空包装后,-18 ℃冷冻贮藏,2 周内完成所有指标测定。

通过对烧烤西式培根进行感官评分,对西式培根成品和烧烤西式培根pH值、亚硝酸盐残留量、8 种生物胺及7 种N-亚硝胺含量进行测定,分析CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根感官、理化特性及安全品质的影响。同时将西式培根成品在(36±1) ℃贮藏0~3 d进行快速破坏实验,每天测定产品的菌落总数、过氧化值、TBARs值,了解CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根抑菌性和抗氧化性的作用。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 感官评定

选择10 位食品专业富有经验的师生成立感官评定小组,将冷冻的真空包装西式培根产品0~4 ℃缓慢解冻至中心温度达到-3~0 ℃,摆放在铺好锡纸的烤盘中,放入烤箱,上下火皆为200 ℃的条件下烤制5 min。对烧烤后的西式培根按照表1评定标准进行评定,样品采用统一碟子盛装,3 位数随机编号,要求感官评定人员每评定1 个样品后,均以清水漱口,且整个评定过程中各评定人员相互独立,杜绝交谈。评分结果去掉一个最高分和一个最低分,取剩下8 组数据的平均值作为样品的最终得分。

表1 烧烤西式培根的感官评定标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of roasted bacon

评价指标 评分标准9~10 分 6~8 分 3~5 分 0~2 分气味 有西式培根特有芳香,香气浓郁,无异味香气较好,无异味香气一般,有轻微异味无香气,有异味无滋味,口感粗糙,酸败味较浓整体可接受度切面光泽暗淡,肌肉呈暗灰色,脂肪发黄滋味 滋味鲜美,肉质细嫩,咸淡适中,无酸败味色泽切面有光泽,肌肉呈鲜红或枣红色,脂肪呈透明或乳白色切面有光泽,肌肉呈灰红色,脂肪略有黄色切面光泽不亮,肌肉呈暗红色,脂肪发黄滋味较好,肉质较细嫩,咸淡适中,无酸败味滋味一般,口感较粗糙,有轻微酸败味外观、色泽、咀嚼度等接受度高外观、色泽、咀嚼度等接受度较好外观、色泽、咀嚼度等接受度一般外观、色泽、咀嚼度等接受度低

1.3.3.2 pH值测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》。

1.3.3.3 亚硝酸盐残留量测定

参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》。

1.3.3.4 生物胺含量测定

参照杜智慧[13]的方法测定样品中的8 种生物胺。称量5 g样品,前后2 次分别加入20 mL高氯酸后匀浆,将匀浆后的样液再次离心(2 500 r/min,10 min),合并上清液并定容至50 mL。取1 mL上述样品溶液进行衍生化反应后,过膜上机检测。

色谱条件:色谱柱:Agilent Zorbax Extend-C18柱(4.6 mm×150 mm,5 μm);检测器:紫外检测器;波长254 nm;流速1 mL/min;柱温箱温度30 ℃;进样量20 μL;流动相A为水,流动相B为乙腈,进行梯度洗脱,洗脱程序如表2所示。

表2 梯度洗脱程序
Table 2 Gradient elution procedure

洗脱时间/min 流动相A体积分数/% 流动相B体积分数//%0.0 35 65 5.0 30 70 20.0 0 100 24.0 0 100 25.0 35 65 30.0 35 65

8 种生物胺混标的系列质量浓度为1、5、10、15、25、50 mg/L,以峰面积为纵坐标,生物胺质量浓度为横坐标绘制标准曲线。

试样中生物胺含量的计算公式如下。

式中:X为试样中被测组分的含量/(mg/kg);ρ为试样溶液中被测组分的质量浓度/(mg/L);V为试样溶液体积/mL;n为稀释倍数;m为试样质量/g。

1.3.3.5 N-亚硝胺含量测定

参照GB 5009.26—2016《食品安全国家标准 食品中N-亚硝胺类化合物的测定》。

1.3.3.6 菌落总数测定

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》,微生物限量超过GB 2726—2016《食品安全国家标准 熟肉制品》中规定的105 CFU/g时,即停止测定。

1.3.3.7 过氧化值测定

参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中的滴定法进行测定。

1.3.3.8 TBARs值测定

参照Faustman等[14]的方法。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2010软件进行数据的基本运算,运用Statistix 8.1软件进行显著性分析,应用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根感官品质和理化指标的影响

2.1.1 CSEO-ND和CSEO-NP对烧烤西式培根感官品质的影响

表3 CSEO-ND和CSEO-NP对烧烤西式培根感官品质的影响
Table 3 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on sensory quality of bacon

注:同列大写字母不同,表示差异显著(P<0.05)。

组别 气味评分 色泽评分 滋味评分 整体可接受度评分 总分CK组 7.6±0.6A 7.2±0.4B 8.0±0.6A 8.1±0.6A 30.9±CSEO-ND组 8.0±0.7A 7.8±0.3AB 8.1±0.8A 8.4±0.7A 32.3±CSEO-NP组 7.9±0.2A 8.4±0.5A 7.4±0.2B 7.0±0.4B 30.7±0.9A 1.3A 1.1A

由表3可知,CSEO-NP组烧烤西式培根的感官总评分最低,主要表现在滋味和整体可接受度评分显著低于CK组和CSEO-ND组(P<0.05),这可能是由于CSEO-NP组中含有迷迭香精油,迷迭香精油浓烈的香气影响了西式培根应有的滋味,但CSEO-NP组的色泽评分显著高于CK组(P<0.05),说明添加的CSEO-NP对肉制品具有着色作用[15];而CSEO-ND组烧烤西式培根的气味、滋味最佳,整体可接受度和感官总评分最高,说明亚硝酸钠、异抗坏血酸钠和CSEO-ND同时添加不仅赋予西式培根特有的风味,而且也提高了产品的整体可接受度。

2.1.2 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根烧烤前后pH值的影响

图1 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根pH值的影响
Fig. 1 Effect of CSEO-ND and CSEO-NP on pH value of raw and roasted bacon

由图1可知:3 组西式培根成品的pH值从高到低依次为CSEO-NP组>CK组>CSEO-ND组,3 组之间差异达显著水平(P<0.05),说明CSEO-NP组的花椒精油、八角精油、麻椒精油、丁香精油和迷迭香精油复配后,可以使西式培根成品的pH值升高至6.21;CSEO-ND组中,胡椒精油、姜油、花椒精油、八角精油和丁香精油复配后可使西式培根成品的pH值降低至5.85。将西式培根成品烧烤后,相比烧烤前,CSEO-ND组pH值显著升高(P<0.05),CSEO-NP组显著降低(P<0.05),而CK组烧烤前后变化不显著。分析其原因,可能是测定取样时样品肥瘦不均匀造成的[16]

2.1.3 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根烧烤前后亚硝酸盐残留量的影响

图2 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根亚硝酸盐含量的影响
Fig. 2 Effect of CSEO-ND and CSEO-NP on nitrite content in raw and roasted bacon

由图2可知,3 组西式培根成品中,亚硝酸盐残留量从高到低的顺序依次为CK组>CSEO-NP组>CSEO-ND组,且3 组之间的差异均达到显著水平(P<0.05),说明CSEO对西式培根成品中的亚硝酸盐具有一定的清除作用,但CSEO-NP组的清除作用不及CSEO-ND组强,这可能是由于CSEO-ND组西式培根成品中的亚硝酸盐在酸性条件下(pH 5.85)易与脂肪氧化的次级产物丙二醛发生反应[17],从而降低产品中亚硝酸盐残留量(23.52 mg/kg),且低于国家限量标准(30 mg/kg)。CK组和CSEO-NP组西式培根烧烤后的亚硝酸盐残留量显著降低(P<0.05),而CSEO-ND组烧烤后的亚硝酸盐残留量则显著升高(P<0.05),这可能是由于CSEO-NP组西式培根腌制液配方中添加的迷迭香精油在发挥作用。研究表明,迷迭香精油能够抑制多种N-亚硝胺的形成,且迷迭香精油使风干肠中的亚硝酸盐残留量显著降低[18],这可能是由于迷迭香精油中某些物质(如不饱和脂肪酸、硫化物、酚类和黄酮类等[19])与亚硝酸盐发生氧化还原反应,从而达到阻断亚硝胺生成的效果。

2.1.4 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根烧烤前后生物胺含量的影响

生物胺是普遍存在于动植物体内的物质,是一类在生物细胞中具有重要生理功能的低分子质量有机碱性化合物[20]。然而,生物胺是生成致癌物质N-亚硝胺类化合物的前体物,且8 种生物胺中组胺的毒性最大,酪胺次之,腐胺和尸胺还会加强组胺的毒性,美国食品和药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)标准规定,除水产品外,其他食品中组胺含量应<50 mg/kg,过量则会对人体健康构成威胁,生物胺总量应≤1 000 mg/kg[21]

表4 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根生物胺含量的影响
Table 4 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on biogenic amine content of raw and roasted bacon mg/kg

注:腐胺、酪胺、亚精胺、精胺均未检出;/. 未检出;同列大写字母不同,表示同种西式培根不同组间差异显著(P<0.05);同列小写字母不同,表示同组西式培根烧烤前后差异显著(P<0.05)。表5同。

组别 处理方式 色胺含量 苯乙胺含量 尸胺含量 组胺含量 总量CK组 西式培根成品 50.90±0.24B 71.83±2.59Ba 114.91±3.88Ca 32.74±0.92Aa 270.38±7.21Ba烧烤西式培根 / 54.34±2.63Cb 89.17±1.95Db 24.49±0.72Db 168.00±0.37Db CSEO-ND组 西式培根成品 / 67.72±1.10Bb 54.13±2.80Eb 29.71±0.30Ba 151.56±2.88Eb烧烤西式培根 64.95±0.95A 85.70±3.56Aa 198.10±1.85Aa 26.74±0.63Cb 375.48±4.50Aa CSEO-NP组 西式培根成品 / 52.28±3.48Ca 130.82±3.52Ba / 183.10±4.70Ca烧烤西式培根 / 54.17±4.08Ca 111.91±5.18Cb / 166.08±4.01Db

由表4可知,3 组西式培根烧烤前后检测到组胺、尸胺、色胺和苯乙胺,其他4 种生物胺(酪胺、腐胺、亚精胺和精胺)均未检出。CK组西式培根成品检测到毒性较强的组胺(32.74 mg/kg),CSEO-ND组的组胺含量(29.71 mg/kg)显著低于CK组(P<0.05),而CSEO-NP组未检测到组胺;CK组西式培根成品检测到色胺(50.90 mg/kg),其他2 组均未检测到;CK组西式培根成品生物胺总量(270.38 mg/kg)显著高于CSEO-ND组和CSEO-NP组(P<0.05),但远低于FDA规定的限量标准(≤1 000 mg/kg)。西式培根烧烤后的生物胺含量有的比烧烤前增加,有的降低,呈现不规律的变化趋势。CSEO-ND和CSEO-NP的添加可以适当降低西式培根中生物胺的含量,提高产品安全性,尤其是CSEO-NP可以使产品中8 种生物胺仅检测到2 种(尸胺和苯乙胺),毒性较强的组胺和酪胺均未检测到。

2.1.5 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根烧烤前后N-亚硝胺含量的影响

N-亚硝胺是一类由亚酸酸盐和胺类物质为前体物,以亚硝基(-NO)的氮原子与氨基中的氮原子连接,并在氨基上发生取代反应而生成的具有强致癌性的食品污染物[22]。我国在GB 2762—2017《食品安全标准 食品中污染物限量》中对NDMA限量作出了规定,肉及肉制品(肉制罐头除外)中含量不得超过3.0 μg/kg。

由表5可知,CK组西式培根成品中NDMA含量(3.29 μg/kg)超过国家限量标准(3.0 μg/kg),NPYR含量高达7.29 μg/kg,CSEO-ND组和CSEO-NP组西式培根成品中NDMA和NPYR含量均显著低于CK组(P<0.05),其中CSEO-NP组的NDMA(1.11 μg/kg)和NPYR(2.46 μg/kg)含量又显著低于CSEO-ND组的NDMA(1.31 μg/kg)和NPYR(2.56 μg/kg)含量(P<0.05)。从西式培根成品N-亚硝胺总量上分析,3 组从高到低依次为CK组(14.95 μg/kg)>CSEO-ND组(9.11 μg/kg)>CSEO-NP组(6.57 μg/kg),3 组之间差异显著(P<0.05)。而3 组西式培根烧烤后的其他5 种N-亚硝胺含量整体上高于烧烤前的含量,其中,CSEO-NP组西式培根烧烤前后的5 种N-亚硝胺,除NMEA外,其他4 种N-亚硝胺含量均低于CK组。以上结果充分证明,将前期利用体外亚硝化模拟反应体系优化的CSEO-ND和CSEO-NP应用到西式培根中,对其NDMA和NPYR的形成均具有显著的阻断效果,而且CSEO-NP的应用效果更强于CSEO-ND。在西式培根加工过程中,CSEO-NP与亚硝酸钠和异抗坏血酸钠同时添加不仅可以延缓产品的氧化,抑制毒性最大的组胺生成,而且还可显著降低产品中N-亚硝胺的形成量。

表5 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根N-亚硝胺含量的影响
Table 5 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on the content of N-nitrosamines in raw and roasted bacon μg/kg

组别 处理方式 NDMA含量 NMEA含量 NDEA含量 NDPA含量 NDBA含量 NPIP含量 NPYR含量 总量西式培根成品 3.29±0.14Aa0.83±0.16Ba1.15±0.11Db0.81±0.11Cb1.23±0.16BCb0.35±0.03Db7.29±0.65Bb14.95±0.72Db CK组烧烤西式培根 2.33±0.05Bb0.76±0.16Ba3.76±0.19Aa3.17±0.16Aa2.08±0.14Aa2.32±0.03Aa11.14±0.02Aa25.56±0.30Aa西式培根成品 1.31±0.05Db1.42±0.01Aa1.63±0.16Ca1.04±0.07Ba0.57±0.07Db0.59±0.06Ba2.56±0.05Db9.11±0.33Ba CSEO-ND组烧烤西式培根 1.70±0.04Ca1.42±0.03Aa1.62±0.03Ca0.57±0.06Db1.05±0.09Ca0.47±0.03Cb4.42±0.06Ca11.26±0.05Cb西式培根成品 1.11±0.08Eb0.52±0.05Cb1.06±0.04Db0.54±0.04DEa0.56±0.03Db0.32±0.10Da2.46±0.10Ea6.57±0.02Eb CSEO-NP组烧烤西式培根 1.66±0.13Ca1.27±0.15Aa1.88±0.17Ba0.38±0.10Eb1.44±0.25Ba0.34±0.01Da2.84±0.14Ea9.81±0.44Fa

2.2 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间菌落总数和脂肪氧化的影响

2.2.1 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间菌落总数的影响

表6 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品菌落总数的影响
Table 6 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on total bacterial number of bacon during accelerated storage
lg(CFU/g)

注:同列大写字母不同,表示同一贮藏时间组间差异显著(P<0.05);同行小写字母不同,表示同一处理组不同贮藏时间差异显著(P<0.05)。

组别 贮藏时间/d 0 1 2 3 CK组 3.93±0.01Ad 5.81±0.00Ac 7.89±0.01Ab 9.04±0.02 Aa CSEO-ND组 3.77±0.00Bd 5.67±0.01Bc 7.69±0.00Bb 8.72±0.00Ba CSEO-NP组 3.76±0.00Cd 5.04±0.02Cc 7.52±0.01Cb 8.67±0.00Ca

由表6可知,在整个贮藏期间,CSEO-ND组和CSEO-NP组西式培根成品的菌落总数均显著低于CK组(P<0.05),且CSEO-NP组又显著低于CSEO-ND组(P<0.05),说明优选的CSEO-ND和CSEO-NP均具有一定的抑菌性,且CSEO-NP的抑菌作用强于CSEO-ND。分析CSEO-NP抑菌作用较强的原因,一是CSEO-NP是由花椒精油、八角精油、麻椒精油、丁香精油和迷迭香精油合理组合,可以发挥协同增效作用,二是有报道称迷迭香精油含有α-蒎烯、樟脑和1,8-桉叶素等成分,具有很强的抑菌作用[23-24]

西式培根成品在(36±1) ℃贮藏3 d期间,贮藏第1天时,3 组产品的菌落总数均未超过GB 2726—2016《食品安全国家标准 熟肉制品》中规定的微生物限量标准(5 (lg(CFU/g))),但贮藏第2天时,3 组产品的菌落总数急速升高到7.0 (lg(CFU/g))以上,这是由于本研究制作的3 组西式培根产品速冻后,用冷冻切片机切片、真空包装,未经过杀菌处理,直接放入(36±1) ℃恒温恒湿培养箱中进行破坏性实验。感官评定结果也可以看出(数据未列出),贮藏第2天时,3 组样品打开包装后均有酸味等异味出现,但CK组的异味明显强于CSEO-ND组和CSEO-NP组。贮藏第3天时,3 组样品打开包装后有不同程度的臭味出现,但CSEO-ND组和CSEO-NP组明显弱于CK组。

2.2.2 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间过氧化值的影响

图3 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间过氧化值的影响
Fig. 3 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on peroxide value of bacon during accelerated storage

过氧化值是衡量脂肪初级氧化产物羟基过氧化物的一项指标[25]。由图3可知,3 组西式培根成品过氧化值在贮藏前2 d呈缓慢变化趋势,到贮藏第3天时急剧升高,CK组、CSEO-ND组和CSEO-NP组分别达到0.045、0.041、0.041 g/100 g,3 组之间差异不显著,均远低于GB 2730—2015《食品安全国家标准 腌腊肉制品》中规定的限量(不得超过0.5 g/100 g)。3 组样品的菌落总数已经很高时,过氧化值却很低,分析这一现象的原因,过氧化值反映脂肪酸初级氧化的程度,它只说明脂肪氧化酸败的中间产物羟基过氧化物的累积程度,这些中间产物随着积累很快会进一步发生其他氧化反应,生成低分子物质,进而导致脂肪完全酸败,最终产生醛、酮、酸和羟基酸等[26]。由于羟基过氧化物不稳定,过氧化值也不一定会随着脂肪氧化酸败程度的升高而升高,因此本实验条件下用过氧化值来衡量脂肪氧化程度存在一定局限性。

2.2.3 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间TBARs值的影响

图4 CSEO-ND和CSEO-NP对西式培根成品贮藏期间TBARs值的影响
Fig. 4 Effects of CSEO-ND and CSEO-NP on TBARs value of bacon during accelerate storage

TBARs值是客观反映肉制品脂肪氧化程度的重要指标[27]。由图4可知,西式培根成品在(36±1) ℃高温贮藏3 d期间,3 组样品的TBARs值均呈快速上升趋势,TBARs值从低到高的顺序依次为CSEO-ND组<CSEO-NP组<CK组,且3 组间差异显著(P<0.05),这说明CSEO-ND和CSEO-NP均具有较强的抑制脂肪氧化作用,相比较而言,CSEO-ND组的抗氧化作用强于CSEO-NP组,这可能是由于CSEO-ND配比中的花椒精油、八角精油和丁香精油含量皆高于CSEO-NP配比中相应的含量。研究表明,花椒精油[28]、八角精油[29]和丁香精油[30]的抗氧化能力在一定添加量范围内随着添加量的增大而增强,其抗氧化活性可能与花椒精油中的柠檬烯和β-蒎烯[27]、八角精油中的茴香醛[31]以及丁香精油中的丁香酚和乙酰基丁香酚[32]等物质有关。同时,香辛料精油中含有的这些抗氧化成分之间也会产生协同增效作用[33]。此外,从3 组TBARs值的大小可以看出,最大值也仅为0.23 mg/kg,未超过0.5 mg/kg,这是由于TBARs值测定的是脂肪氧化次级产物丙二醛的含量,但本研究样品是放置在(36±1) ℃高温贮藏条件下,样品中微生物数量快速增长,会分解脂肪,产生脂肪酸等代谢产物,脂肪酸败形成过氧化物,进一步产生聚合物、缩合物、醇酸、低级脂肪酸、醛类、酮类等小分子物质[34],脂肪氧化不仅表现为丙二醛的形成,所以本研究测定的TBARs值较低。

3 结 论

研究CSEO-ND和CSEO-NP的添加对西式培根品质的影响,结果表明:与CK组相比,CSEO-ND和CSEO-NP的添加均能不同程度地提高西式培根的品质和安全性,但CSEO-ND和CSEO-NP在各个指标的表现程度上存在一定的差别;添加CSEO-ND可赋予西式培根特有的风味,提高产品的整体可接受性,西式培根成品亚硝酸盐残留量较低(23.52 mg/kg),抗氧化性强,对生物胺总量的抑制率为43.95%,对NDMA和NPYR的抑制率分别为60.18%和64.88%,西式培根成品pH值略低(5.85);而CSEO-NP具有较强的抑菌性,能很好地控制组胺、酪胺、腐胺等毒性较强的生物胺形成,对NDMA的抑制率(65.99%)和NPYR的抑制率(66.13%)均高于CSEO-ND,但产品的风味不太被大众所接受,CSEO-NP组西式培根成品亚硝酸盐残留量(40.00 mg/kg)超过了国家限量标准(30 mg/kg)。综上所述,CSEO-ND可提高西式培根产品的品质和安全性,有望在腌肉制品中推广应用,这对于提高肉制品的安全性具有重要意义。

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Effects of Two Composite Spice Essential Oils on Safety and Quality of Bacon

CHEN Wenjing1, ZHANG Yongmin1, JIANG Hao1,YANG Hua2, REN Xiaoqing1, MA Lizhen1,*
(1.College of Food Science and Bioengineering, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China;2.College of Animal Science and Animal Medicine, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China)

Abstract: In order to evaluate the application of the two compound spice essential oils (CSEO) blocking N-nitrosamine formation developed in our previous research in bacon, herein we designed 3 marinade solutions, namely 1) blank control:20 mL/100 g marinade solution (containing sodium nitrite, sodium isoascorbate, compound phosphate, etc.); 2) CSEOND: 20 mL/100 g marinade solution added with the mixed essential oil of pepper, ginger, prickly ash, star anise and clove with a strong inhibitory effect on the formation of N-nitrosodimethylamine (NDMA); 3) CSEO-NP: 20 mL/100 g marinade solution added with the mixed essential oil of prickly ash, star anise, green prickly ash, clove and rosemary with a strong inhibitory effect on the formation of N-nitrosopyrrolidine (NPYR). Sensory evaluation was carried out on the three bacons after being roasted at 200 ℃ for 5 min, and pH value and the contents of nitrite, biogenic amine and N-nitrosamine in the raw and roasted bacons were determined. Also, oxidative stability of the bacons was evaluated during accelerated storage at(36 ± 1) ℃. The results showed that CSEO-ND could impart a unique flavor to bacon, improve the overall acceptability of the product, reduce the residual amount of nitrite (23.52 mg/kg), enhance antioxidant properties, and inhibit the formation of total biogenic amines (by 43.95%), NDMA (by 60.18%) and NPYR (by 64.88%). CSEO-NP had a strong bacteriostatic effect and could signi ficantly inhibit the formation of toxic biogenic amines such as histamine, tyramine and putrescine, and give a higher inhibition rate against NDMA (65.99%) and NPYR (66.13%) than did CSEO-ND, but it negatively affected the flavor, and resulted in residual nitrite (40.00 mg/kg) exceeding the national standard limit (30 mg/kg).

Keywords: compound spice essential oil; bacon; nitrite; bioamine; N-nitroso compounds

收稿日期:2020-03-23

基金项目:“十三五”国家重点研发计划重点专项(2018YFD0401200)

第一作者简介:陈文静(1992—)(ORCID: 0000-0003-2463-1600),女,硕士研究生,研究方向为肉制品安全控制。E-mail: 1105411298@qq.com

*通信作者简介:马俪珍(1963—)(ORCID: 0000-0003-2744-7171),女,教授,博士,研究方向为水产品加工原理与技术。E-mail: Malizhen-6329@163.com

DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200323-082

中图分类号:TS251.5

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2020)08-0013-08

引文格式:陈文静, 张永敏, 姜皓, 等. 2 种复合香辛料精油对西式培根安全品质的影响[J]. 肉类研究, 2020, 34(8): 13-20.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200323-082. http://www.rlyj.net.cn

CHEN Wenjing, ZHANG Yongmin, JIANG Hao, et al. Effects of two composite spice essential oils on safety and quality of bacon[J]. Meat Research, 2020, 34(8): 13-20. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20200323-082. http://www.rlyj.net.cn