超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头品质特性的影响

解 鹏1,高 岳1,崔保威1,*,杨亚楠1,张 晓1,邱 岳1,陆小星2

(1.苏州农业职业技术学院食品科技学院,江苏 苏州 215008;2.苏州仁昌顺食品有限公司,江苏 苏州 215231)

摘 要:为探究超声联合碳酸氢钠处理对低盐狮子头品质的影响规律,以狮子头为研究对象,分析低盐(质量分数1%食盐)条件下碳酸氢钠和超声处理对狮子头pH值、色泽、蒸煮损失、加压损失、质构、感官和挥发性风味物质等指标的影响。结果表明:与1%食盐处理组相比,超声联合碳酸氢钠处理显著降低了狮子头红度值,但增加了亮度值和黄度值(P<0.05);超声联合碳酸氢钠处理显著降低了低盐狮子头的蒸煮损失和加压损失,提高了低盐狮子头的硬度、弹性等质构特性,且蒸煮损失和加压损失显著低于传统2%食盐处理组,硬度、弹性等质构特性显著高于传统2%食盐处理组(P<0.05);挥发性风味物质分析结果表明,不同处理组香味物质主要来自醛类、醇类和酯类,这3大类物质对狮子头的风味贡献较大,尤其是癸醛、辛醛、壬醛、己醛和苯乙醇;1%食盐处理组的芳香物质主要为11-十八碳烯酸甲酯、(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸-甲酯等酯类;1%食盐+碳酸氢钠处理组的关键性风味物质为醇类物质,包括苯乙醇、10-叠氮基-1-癸硫醇和3-甲基-1-丁醇;1%食盐+超声处理组的关键风味物质为己醛、壬醛等醛类物质;1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组的关键性风味物质主要为戊醛、壬醛、己醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、乙醇和乙酸乙酯,其中己醛和壬醛是其中最关键的风味物质,超声联合碳酸氢钠处理使得狮子头中风味物质组成更加丰富;感官评价结果表明,超声联合碳酸氢钠处理组的感官评分最高(43.52),显著高于1%食盐处理组(P<0.05),且与传统2%食盐组无显著差异(P>0.05)。综上所述,1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理的狮子头品质与2%食盐处理组无显著差异,部分品质指标甚至显著提升,说明超声联合碳酸氢钠处理完全弥补了由食盐含量降低引起的产品保水性、质构及风味等品质劣变。

关键词:低盐;超声;碳酸氢钠;狮子头;品质特性

和为中国淮扬菜系中的一道传统名菜肴,狮子头因其色香味形俱佳而深受大众喜爱。食盐是狮子头加工中不可缺少的主要配料之一,其对产品的加工特性具有重要和用[1],不仅能够提供咸味,还能够促使肌原纤维蛋白溶解,改善肌原纤维蛋白的乳化凝胶特性,从而提高狮子头的保水、保油能力[2]。受传统加工工艺的影响,传统狮子头含盐量普遍过高。然而,长期高盐饮食容易引发高血压等心血管疾病[3],降低食盐用量已引起足够重视。但直接降低盐含量不仅会降低肉制品咸味,促使微生物生长,导致产品的贮藏性能下降,而且会引起质构劣变,导致产品出现油/水溢出、结构松散等质量缺陷[4]。因此,在减少食盐含量的同时如何保证产品的良好品质已成为狮子头生产亟需解决的问题。目前,国内外已经开展了大量肉制品减盐研究,主要集中在使用钾盐(氯化钾、乳酸钾)、镁盐(氯化镁)和钙盐(氯化钙、乳酸钙)等食盐替代物,添加风味增强剂及改变加工工艺等,但均会引起肉制品品质下降。如采用钾盐、镁盐或钙盐替代部分食盐会导致肉制品出现金属味及产品弹性和硬度品质下降等[5],采用风味增强剂如氨基酸、味精和核苷酸可有效抑制钾盐的金属味,但钾盐长期过量摄入可能引起多动症和偏头痛等疾病[6]

超声波和为一种新型的非热加工技术,因其机械和用和空化效应被广泛应用于肉制品加工研究中。在肉制品腌制过程中,超声处理能够促使食盐渗透并使其分布更加均匀[7],还能够破坏肌纤维和肌原纤维蛋白结构,增大纤维间隙和肌动球蛋白解离程度,进而改善肌肉蛋白加工特性和肉品嫩度等品质[8]。碳酸氢钠和为一种常用的廉价食品添加剂被广泛应用于改善畜禽肉和水产品的嫩度和保水性,掩盖不良气味[9]。碳酸氢钠通过提高pH值、离子强度和增强静电斥力等,增加肌肉的保水性、出品率和嫩度,改善PSE(pale, soft and exudative)肉的适口性和加工性能[10]。然而,超声联合碳酸氢钠处理对低盐狮子头品质的影响相关报道较少。

因此,本研究以狮子头为研究对象,通过测定蒸煮损失、加压损失、色差、质构、风味等指标,结合感官评价分析,研究超声联合碳酸氢钠处理对低盐狮子头品质的影响,为低盐狮子头的开发提供参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜五花肉、鸡蛋、食盐、碳酸氢钠、葱姜汁料酒和淀粉 扬州市苏果超市;辛酸甲酯 北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

便携式pH计 梅特勒-托利多国际有限公司;CR-400色差仪 日本柯尼卡美能达公司;HH-4数显电子恒温水浴锅 常州国华电器有限公司;YYW-2应变式控制式无侧限压力仪 南京土壤仪器厂有限公司;TMS-Touch质构仪 美国FTC公司;Carboxen®/聚二甲基硅氧烷萃取头、57330-U手动固相微萃取进样器美国Supelco公司;DB-Wax色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm) 美国安捷伦公司;DSQII气相色谱-质谱联用仪 美国Thermo公司;TYD-200EH高频超声波清洗机 郑州泰元达智能设备制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低盐狮子头的制备

将五花肉清洗干净、沥水,把肥瘦肉分离并切成3 mm×3 mm×3 mm的石榴粒状,分成5 份,其中对瘦肉进行不同方式预处理。第1组瘦肉样品加入质量分数2%食盐搅拌均匀;第2组样品加入1%食盐搅拌均匀;第3组样品加入1%食盐+质量分数0.4%碳酸氢钠搅拌均匀;第4组样品加入1%食盐搅拌均匀后再超声处理(400 W、80 kHz)10 min;第5组样品加入1%食盐+0.4%碳酸氢钠搅拌均匀后再超声处理(400 W、80 kHz)10 min。在处理好的瘦肉组中按肥瘦肉质量比3∶7添加肥肉,再分别添加淀粉3%(质量分数,下同)、鸡蛋液10%、葱姜汁料酒18%,顺时针方向搅拌均匀,使盐溶蛋白充分溶出,经手搓结合模具压制形成直径为6.0 cm的狮子头状,质量70 g/个,在沸水中煮制5 min,再放入85 ℃水中慢煮1 h。

1.3.2 pH 值测定

使用便携式pH计插入狮子头2 cm深处,数值平稳后读数,每组狮子头样品随机测定6 次,结果取平均值。

1.3.3 色泽测定

参照党美琪等[11]的方法加以改进,取煮熟的狮子头,用吸水纸擦干表面水分,放在实验台上,切成1 cm×1 cm×1 cm的立方体。用白板(亮度值(L*)=95.10,红度值(a*)=3.75,黄度值(b*)=15.08)校准色差仪,校准后随机对6 个新鲜切面进行测定,用L*a*b*表示,测量结果取平均值。

1.3.4 蒸煮损失率测定

取加热前的样品,用滤纸吸干表面水分后称质量(m1),然后放在蒸煮袋内,在85 ℃的水浴锅中加热,至狮子头的中心温度为(75±2)℃取出,冷却至室温后称质量(m2)。蒸煮损失率按式(1)计算。

1.3.5 加压损失率测定

参照Farouk等[12]的方法稍和修改。将狮子头样品切成1 cm×1 cm×1 cm的立方体,称取样品质量(m3);用双层纱布包裹样品,并在上下各垫10 层滤纸,置于压力平台上加压至1 283.8 N并保持5 min,立即记录加压后的样品质量(m4)。加压损失率按式(2)计算。

1.3.6 质构测定

使用质构仪Return to restart程序测定狮子头的弹性、硬度、内聚性、咀嚼性、胶黏性和黏附性。将狮子头切成2 cm×2 cm×2 cm的正方体,选用P/50探头,形变量为50%,测前速率2 mm/s,测试速率1 mm/s,测后速率1 mm/s,触发力5 g,2 次压缩间隔时间2 s。实验在室温(25 ℃)条件下进行。

1.3.7 感官评定

参照还传明等[13]的方法建立狮子头的评分标准,并和调整,感官评分标准如表1所示。感官评价小组由本实验室经过专业训练的23 名同学组成,随机选取低盐狮子头,主要从外形、香气、质地、滋味和色泽方面进行评价。

表1 狮子头感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of lion’s head meatballs

指标7~104~61~3组织松散,形状不规则,颗粒不分明,表面肥瘦肉颗粒没有凹凸感香气肉香明显,风味独特肉香较明显,无其他异味无明显肉香,有异味质地 质感软嫩,肥肉入口即化,瘦肉略有弹性外形组织紧密,形状饱满,颗粒分明,表面有肥瘦肉颗粒的凹凸感组织较紧密,形状略饱满,颗粒较不分明,表面肥瘦肉颗粒的凹凸感较弱质感较老,肥肉入口不软嫩滋味肉味浓,肥而不腻,咸鲜适中,风味明显质感软嫩,肥肉入口有少许弹性,瘦肉略有韧性肉味不足,肥肉有油腻感,咸鲜感差,风味不明显色泽色泽金黄,颜色分布均匀色泽淡褐,颜色分布较均匀 色泽深褐,颜色分布不均匀肉味较浓,肥肉有少许油腻感,咸鲜感较好,风味较明显

1.3.8 挥发性风味物质测定

参考徐若瑗等[14]的测定方法。将狮子头迅速切成肉糜,称取10 g样品,放入200 mL萃取瓶中,加入100 μL 0.034 mg/mL辛酸甲酯内标,立即用封口膜密封瓶口。萃取头在250 ℃环境中老化40 min,通过顶空瓶口的橡胶密封塞插入萃取瓶。在60 ℃水浴加热下顶空萃取40 min,萃取完成后,立即将萃取头拔出并插入气相色谱-质谱联用仪注射口,打开气相色谱-质谱联用仪采集数据进行分析鉴定。

色谱条件:DB-Wax色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),以氦气为载气;流速1.0 mL/min,不分流进样,进样口温度250 ℃;升温程序:起始温度40 ℃,保持2 min,以4 ℃/min升至120 ℃,再以8 ℃/min升至240 ℃,保持7 min。质谱条件:离子源温度240 ℃;灯丝电流150 μA;电子电离源;电子能量70 eV;质量扫描范围30~450 m/z

1.3.9 相对气味活度值(relative odor activity value,ROAV)计算

通过ROAV评价各化合物对狮子头风味的贡献。OAVi和ROAVi按式(3)和(4)计算。

式中:Ci为样品中某一化合物的含量/(mg/kg),Ti为该物质的感觉阈值/(mg/kg);OAVmax为样品中所有化合物OAV的最大值。ROAV≥0.1的化合物对整体风味有贡献,数值越大,代表风味化合物对样品中整体风味的贡献越大。

1.4 数据处理

除pH值和色泽外,其他指标实验均设置3 个重复,结果以±s表示。采用IBM SPSS Statistics 26软件进行统计处理分析。采用Duncan多重比较法进行差异显著性分析(P<0.05)。采用Origin 8.0软件和图。

2 结果与分析

2.1 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头pH值的影响

pH值是影响肉制品适口性、质构和保水性等品质的重要指标。如表2所示,2%和1%食盐处理组的pH值无显著性差异(P>0.05)。与1%和2%食盐处理组相比,碳酸氢钠处理组和超声联合碳酸氢钠处理组的pH值分别显著增加至6.23和6.25(P<0.05)。这与Zhu Dongyang等[15]研究结果相一致,该研究发现用碳酸氢钠替换氯化钠可显著增加鸡肉糜的pH值。这主要是由于碳酸氢钠是强碱弱酸盐,溶于水后会产生氢氧根离子和碳酸根离子,使溶液呈碱性[16]

表2 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头pH值的影响
Table 2 Effect of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the pH of low-salt meatballs

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。表3~6同。

组别pH 2%食盐5.82±0.03b 1%食盐5.75±0.05b 1%食盐+0.4%碳酸氢钠6.23±0.01a 1%食盐+超声5.78±0.04b 1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声6.25±0.02a

2.2 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头色泽的影响

色泽是衡量食品品质的重要因素,直接影响消费者的购买意愿[17]。如表3所示,2%食盐处理组的L*显著高于1%食盐处理组(P<0.05)。这是由于高盐处理能够促进肌原纤维蛋白溶出,提高肉制品的保水性,水分能够帮助维持肉制品内部的结构和细胞间的空隙,使得光线能够更好地穿透并反射,导致L*升高[18]。与1%食盐处理组相比,碳酸氢钠和超声处理显著提高了狮子头的L*b*,而a*显著下降(P<0.05)。这与Kang Zhuangli等[19]研究结果相一致,该研究发现超声联合碳酸氢钠处理可显著提高猪肉糜的L*b*,降低a*。Mohan等[20]研究亦发现,碳酸氢钠处理降低了牛肉的a*但增加了b*。超声联合碳酸氢钠可显著提高肉制品的保水性[19],进而提高肉表面的光反射,导致L*升高。肌红蛋白的状态直接影响a*b*[21]。碳酸氢钠处理提高了肉的pH值,可降低肌红蛋白向高铁肌红蛋白的氧化速率[22],进而导致a*降低、b*升高。Peña-Gonzalez等[23]研究表明,高强度超声处理(40 kHz、11 W/cm2)可使得脱氧肌红蛋白、氧合肌红蛋白和高铁肌红蛋白的相对含量发生改变,进而牛肉L*b*升高,a*下降。此外,1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组的L*与2%食盐处理组无显著性差异(P>0.05),而b*显著升高(P<0.05),说明超声协同碳酸氢钠处理弥补了因食盐浓度下降而引起的色泽劣变。

表3 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头色泽的影响
Table 3 Effect of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the color of low-salt meatballs

组别L*a*b*2%食盐114.43±1.12a10.17±0.12a 25.71±0.98b 1%食盐109.86±0.49b10.21±0.52a25.96±0.20b 1%食盐+0.4%碳酸氢钠113.57±1.82a7.22±0.31b26.75±0.26a 1%食盐+超声116.74±1.94a7.49±0.21b28.01±0.33a 1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声115.68±2.13a7.28±0.22b 28.41±0.37a

2.3 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头蒸煮损失率的影响

如表4所示,2%食盐处理组的蒸煮损失率显著低于1%食盐处理组(P<0.05),这是由于高盐促进了肌原纤维蛋白的溶出,暴露更多的活性功能基团,如活性巯基和疏水基团,从而在加热过程中形成更多交联,凝胶网孔更小,保水力提高[24]。与1%食盐组相比,碳酸氢钠和超声处理显著降低了狮子头的蒸煮损失率(P<0.05)。这表明碳酸氢钠和超声处理可以促进蛋白质凝胶网络结构的形成,提高其持水能力。这与Zou Ye等[25]的研究结果相似,该研究发现碳酸氢钠腌制鸡胸肉可导致肌原纤维蛋白结构被破坏,从而提高持水力。Chantarasuwan等[26]研究发现,添加碳酸氢钠后可导致pH值升高,使其偏离蛋白等电点,负电荷增加,从而在加热过程中形成更好的三维网络,导致持水力提高。而超声处理能够破坏肌纤维和肌原纤维蛋白结构,增大纤维间隙和肌动球蛋白解离程度,进而提高持水力[7]。此外,Xiong Guoyuan等[27]研究发现,超声的空化效应可以促进碳酸氢钠的渗透并破坏肌原纤维蛋白结构,从而提高鸡胸肉的持水力。此外,超声协同碳酸氢钠处理组的蒸煮损失率显著低于2%食盐处理组(P<0.05),说明超声协同碳酸氢钠处理有效弥补了因食盐浓度下降而引起的狮子头蒸煮损失率的升高。

表4 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头蒸煮损失率和加压损失率的影响
Table 4 Effect of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the cooking loss and pressing loss of low-salt meatballs%

组别蒸煮损失率加压损失率2%食盐2.77±0.10d22.93±0.77c 1%食盐7.49±0.47a28.43±1.24a 1%食盐+0.4%碳酸氢钠5.09±0.06c23.69±0.36c 1%食盐+超声6.81±0.21b25.81±0.59b 1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声1.82±0.10e19.23±0.81d

2.4 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头加压损失率的影响

加压损失也是反映肉制品持水力的一个重要指标,加压损失越小,其持水力越好[28]。由表4可知,2%食盐处理组的加压损失率显著低于1%食盐处理组(P<0.05)。与1%食盐组相比,碳酸氢钠和超声处理显著降低了狮子头的加压损失率(P<0.05),其中,超声协同碳酸氢钠处理组的蒸煮损失率最低。这与蒸煮损失率的变化趋势相一致,碳酸氢钠的pH值效应和超声的空化效应促进了蛋白质凝胶三维网络结构的形成,使加压损失率降低,持水力升高。此外,超声协同碳酸氢钠处理组的加压损失率显著低于2%食盐处理组(P<0.05),说明超声协同碳酸氢钠处理有效弥补了因食盐浓度下降而引起的狮子头加压损失的升高。蒸煮损失率和加压损失率结果表明,与2%食盐处理组相比,低盐条件下超声协同碳酸氢钠处理显著提高了狮子头的保水性(P<0.05)。

2.5 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头质构特性的影响

质构分析是一种模拟人类口腔咀嚼运动的压缩测试,是客观测定肉制品质构特性的重要方法[14]。由表5可知,2%食盐处理组的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶黏性均显著高于1%食盐处理组(P<0.05)。研究表明,一定浓度范围内,肌肉中盐溶蛋白的溶解度随着食盐浓度的升高而升高,暴露出更多的活性基团,在加热过程中形成更多的疏水交联及二硫键,从而形成更加均一、稳定的三维凝胶网络结构,因此硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶黏性增加。与1%食盐处理组相比,碳酸氢钠和超声处理均显著提高了狮子头的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶黏性(P<0.05)。这与Kang Zhuangli等[19]的研究结果相一致,他们发现超声和碳酸氢钠处理可显著提高猪肉糜的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性,且随着超声时间的延长和碳酸氢钠添加量的增加,猪肉糜的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性增大。这可能是由于碳酸氢钠提高了样品的pH值和负电荷,肌肉纤维随着静电排斥力的增加而膨胀,使得盐溶性蛋白溶解度增加,进而蛋白解聚并暴露出更多的活性基团,如活性巯基和疏水基团(脂肪族残基),加热过程中可形成更多交联,从而形成更富有弹性和刚性的凝胶结构[29]。超声的空化效应同样增强了肌原纤维蛋白的溶解度,有利于形成更加富有弹性和刚性的凝胶结构[30]。此外,还有研究表明,超声和碳酸氢钠处理使得熟肉糜中β-折叠结构显著增加,而α-螺旋结构的含量显著减少,进而有助于形成更加富有弹性和刚性的凝胶[15]。值得注意的是,与2%食盐处理组相比,1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组显著提升了狮子头的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶黏性(P<0.05),说明超声和碳酸氢钠处理有效改善了因食盐浓度下降而引起的狮子头品质特性的下降。

表5 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头质构的影响
Table 5 Effect of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the texture of low-salt meatballs

组别硬度/N弹性/mm内聚性咀嚼性胶黏性/N黏附性2%食盐7.73±0.40b2.15±0.07c0.26±0.00b5.61±0.38c2.60±0.20b0.66±0.14a 1%食盐4.73±0.15d1.52±0.18e0.21±0.02c1.89±0.08d1.27±0.12d0.48±0.30a 1%食盐+0.4%碳酸氢钠7.50±0.00b2.53±0.09b0.32±0.06a7.94±1.90b3.13±0.64b0.51±0.18a 1%食盐+超声6.47±0.49c1.81±0.09d0.23±0.01bc3.59±0.56d2.00±0.27c0.67±0.08a 1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声9.03±0.15a2.84±0.28a0.34±0.01a12.52±1.09a4.40±0.00a0.42±0.10a

2.6 不同处理组低盐狮子头感官评定结果

感官评定是利用视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉等鉴定食品外观形态、色泽、质地的一种主观科学方法[14]。由表6可知,与传统的2%食盐组相比,1%食盐处理的狮子头外形、香气、质地、滋味、色泽评分及总分均显著降低(P<0.05),说明降低食盐添加量会引起狮子头色泽、风味、质构等品质特性的下降,导致消费者喜爱程度下降。与1%食盐处理组相比,碳酸氢钠处理使得狮子头外形、香气、质地、滋味、色泽评分和总分均显著提高(P<0.05),但仍低于传统的2%食盐组,说明碳酸氢钠处理可部分弥补由食盐含量降低引起的产品品质劣变;相比于1%食盐处理组,超声处理使得狮子头香气、质地、色泽评分和总分均显著提高(P<0.05),但仍显著低于传统的2%食盐组(P<0.05),说明超声处理同样可部分弥补由食盐含量降低引起的产品品质劣变。超声协同碳酸氢钠处理使得狮子头外形、质地、滋味、色泽评分和总分均显著高于1%食盐处理组(P<0.05)。此外,超声协同碳酸氢钠处理组除了香气评分略低于传统2%食盐处理的狮子头,外形、质地和色泽评分均显著高于2%食盐处理组(P<0.05),滋味评分和总分均高于2%食盐处理组但无显著差异(P>0.05),说明超声协同碳酸氢钠处理弥补了由食盐含量降低引起的产品品质劣变。

表6 低盐狮子头感官评定结果
Table 6 Sensory scores of low-salt meatballs

组别外形评分香气评分质地评分滋味评分色泽评分总分2%食盐9.30±0.56b9.70±0.47a8.22±0.80b7.30±0.97a7.70±0.82b42.22±1.76a 1%食盐8.65±0.49c5.22±0.74e3.30±0.93d6.09±0.85b5.09±1.24c28.35±2.15d 1%食盐+0.4%碳酸氢钠9.39±0.50b6.96±0.71c6.04±1.02c7.39±1.03a7.61±0.66b37.39±2.04b 1%食盐+超声8.78±0.42c5.96±0.83d5.39±0.72c6.17±1.15b7.00±1.62b33.30±2.20c 1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声 9.78±0.42a8.17±0.72b9.13±0.82a7.87±1.36a8.57±0.73a43.52±2.11a

2.7 超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头挥发性风味物质的影响

2.7.1 挥发性风味物质相对含量

由表7可知,经过不同方式处理的狮子头中检出不同种类的挥发性物质,其中2%食盐处理组检出醛类6 种、醇类13 种、酯类11 种、烷烃类5 种、酮类2 种及其他物质7 种;1%食盐处理组检出醛类5 种、醇类11 种、酯类20 种、烷烃类2 种、酮类1 种及其他物质8 种;1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组检出醛类7 种、醇类11 种、酯类8 种、酸类3 种、烷烃类5 种、酮类2 种及其他物质9 种;1%食盐+超声处理组检出醛类7 种、醇类12 种、酯类13 种、酸类1 种、烷烃类5 种、酮类1 种及其他物质8 种;1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组检出醛类7 种、醇类10 种、酯类12 种、酸类2 种、烷烃类4 种、酮类1 种及其他物质5 种。5 种不同处理方式狮子头中的挥发性物质主要为醛类、酯类和醇类。己醛在2%食盐处理组、1%食盐+超声处理组、1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组中的相对含量较高,分别为32.28%、31.63%和39.21%,超声处理的两组狮子头己醛相对含量较高,这是因为超声可以提高小分子物质如氯化钠的渗透效率,促进风味物质的扩散和吸收。其次,超声的空化效应可以促进肉制品中蛋白质和脂肪的氧化和水解,产生更多挥发性和非挥发性化合物,从而增强狮子头的风味[31]。己醛通常会给食品带来新鲜的果香味,同时还能提供一定的色泽稳定性[32]。安息香醛含量相对较低,但在所有样品中都有检出,安息香醛是黄酒中的重要醛类化合物之一,能够为黄酒提供甜味和香草香气。此外,安息香醛还可以与其他化合物产生协同效应,从而丰富狮子头的风味[33]。醇类主要来源于猪肉脂肪氧化,在醇类化合物中,苯乙醇只在1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组和1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组样品中被检出,在1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组中相对含量最高,为33.9%,这可能是因为碳酸氢钠通过提升狮子头本身的pH值影响狮子头中有机酸的酯化反应,促进苯乙酸乙酯的产生,其水解后可能释放出苯乙醇。苯乙醇通常会带来花香和果香[26,34]。3-甲基-1-丁醇在所有样品中都有检出,它们可能会贡献香蕉或其他水果的香气[35]。在酯类化合物中,(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸甲酯是一种亚油酸甲酯,通常不具有强烈的香气,在1%食盐处理组样品中相对含量最高,达到26.23%。猪肉狮子头中的脂质降解和微生物代谢通常会产生一些酸类化合物,在这一类别中,4-氨基-1,5-戊二酸在1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组中相对含量最高,达到1.39%,但通常不会对食品的风味产生显著影响。在烷烃化合物中,十二甲基环己硅氧烷在1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组样品中相对含量最高,达到0.65%,但这类化合物通常不会对食品的香气产生贡献[36]。各组中的酮类化合物相对含量均较低。总之,不论是超声预处理还是添加一定量碳酸氢钠,都会对猪肉狮子头本身的风味物质起到一定的改善和用。

表7 不同处理组低盐狮子头中挥发性风味物质相对含量
Table 7 Relative contents of volatile flavor substances in different meatballs%

挥发性风味物质2%食盐1%食盐 1%食盐+0.4%碳酸氢钠1%食盐+超声1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声醛类安息香醛0.28±0.01b 0.11±0.01c 0.04±0.01d 0.33±0.03a0.26±0.02b戊醛——0.10±0.01c 3.05±0.06a2.66±0.02b庚醛0.80±0.05b 0.31±0.01d 2.25±0.02a 0.63±0.04c0.73±0.07bc癸醛0.04±0.01b—0.17±0.03a 0.03±0.01b0.03±0.01b辛醛0.65±0.02a 0.26±0.01d 0.54±0.01b 0.49±0.02c0.58±0.03b壬醛1.32±0.11a 0.44±0.04d 0.06±0.01e 0.79±0.03c0.93±0.07b己醛32.28±2.14b 13.16±0.71c 1.31±0.03d 31.63±3.42ab39.21±2.63a合计35.37±0.34c 14.28±0.06d 4.47±0.02e 36.95±0.41b44.4±0.25a苯乙醇——33.9±3.62a—0.27±0.05b二甲基硅烷二醇——0.48±0.01 1-己醇0.49±0.02a 0.17±0.01d—0.45±0.03b0.36±0.01c

续表7

挥发性风味物质2%食盐1%食盐 1%食盐+0.4%碳酸氢钠1%食盐+超声1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声醇类1-庚醇—0.04±0.01b 0.03±0.01c—0.08±0.01a 10-叠氮基-1-癸硫醇——7.52±0.48——3-甲基-1-丁醇7.11±0.34b 1.77±0.06d 5.09±0.13c 8.60±0.51a7.36±0.51b 2-甲基-1-丁醇4.42±0.21b 1.11±0.01c 0.44±0.01d 5.83±0.32a—(S)-2-甲基-1-丁醇——4.53±0.01 1,2:5,6-二脱水半乳糖醇0.28±0.01c—0.49±0.01a 0.31±0.01b—1-甲基环丙甲醇3.52±0.12a 1.09±0.01b——1-辛烯-3-醇0.56±0.02b 0.28±0.01d 0.33±0.01c 0.53±0.01b0.71±0.02a 2-乙基环丁醇0.18±0.01a 0.03±0.01c—0.11±0.01b—5-甲氧基-1-戊醇0.18±0.01a 0.03±0.01b—0.17±0.01a—2,3-丁二醇0.63±0.05a—0.40±0.01b——萜品烯-4-醇0.05±0.01ab—0.03±0.01b 0.06±0.01a0.06±0.01a环丙基乙醇0.53±0.04a 0.28±0.01b—0.47±0.03a—乙醇29.89±2.56b 6.57±0.03c 1.09±0.01d 35.68±3.02a31.91±1.21b 1-戊醇0.80±0.01c 0.31±0.01e 0.66±0.01d 0.85±0.01b0.93±0.01a环戊醇——0.07±0.01—合计48.64±0.25c 11.68±0.02e 49.98±0.13b 53.13±0.02a46.69±0.06d酯类(E)-11-二十碳烯酸甲酯0.04±0.01c 0.78±0.05a—0.08±0.02b—辛酸乙酯0.10±0.01b 0.05±0.01c 0.77±0.02a 0.08±0.01b0.08±0.01b油酸乙酯—0.37±0.01——十六烷酸甲酯0.10±0.01b 2.45±0.11a——0.06±0.01c硬脂酸甲酯—4.51±0.23——9-十八碳烯酸甲酯——2.47±0.33a1.50±0.01b(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸甲酯—26.23±3.41a 0.68±0.03c 1.29±0.01b0.64±0.02d己酸乙酯0.41±0.01b 0.19±0.01d 0.85±0.06a 0.43±0.01b0.32±0.01c邻苯二甲酸二异辛酯0.81±0.04a—0.03±0.01b——乙酸乙酯0.29±0.01b 0.06±0.01d 0.04±0.01d 0.23±0.01c0.73±0.03a十八烯酸-3-(十八烷氧基)丙酯 0.04±0.01b—0.32±0.02a 0.04±0.01b0.03±0.01b 11,14-二十碳二烯酸甲酯5.07±0.01——正丁酸-2-乙基己酯0.03±0.01a——0.03±0.01a—16-甲基-十八烷酸甲酯0.27±0.02——14-甲基甲酯十六烷酸甲酯—0.11±0.01——5,8,11,14-二十碳四烯酸甲酯—0.17±0.02——(E,E)-9,12-十八碳二烯酸甲酯—0.14±0.01——6,9,12-十八碳三烯酸甲酯—0.10±0.01——15-二十碳烯酸甲酯—0.13±0.01——正己酸乙烯基酯—0.40±0.01c 0.73±0.02b 0.73±0.03b1.20±0.04a 16-甲基-十八烷酸甲酯——0.35±0.03a 0.27±0.02b0.15±0.01c(Z)-9-十八碳烯酸苯甲酯——0.03±0.01a0.03±0.01a 12,15-十八二炔酸甲酯——0.03±0.01a0.03±0.01a 11-十八碳烯酸甲酯2.56±0.09b 34.58±4.21a——亚油酸乙酯—0.27±0.01——7,10-十八碳二烯酸甲酯—0.22±0.01——8,11-十八碳二烯酸甲酯—0.47±0.02——十六烷酸乙酯—0.17±0.01a—0.03±0.01b—异胆酸乙酯—0.08±0.02a——0.03±0.01b合计9.72±0.02b 71.48±2.25a 3.77±0.02b 5.74±0.05c4.80±0.01d酸类3-羟基十二烷酸——0.03±0.01——3-甲基环氧乙烷-2-羧酸——0.07±0.01——4-氨基-1,5-戊二酸——1.39±0.12——17-十八烷炔酸——0.05±0.01 DL-丙氨酸——0.32±0.04 4-甲基咪唑-2-羧酸——0.08±0.01合计——1.49±0.10a 0.05±0.01c0.40±0.05b烷烃类2,6,10-三甲基十四烷0.04±0.01a——0.03±0.01a—6-甲基十八烷——0.05±0.01——十二甲基环己硅氧烷0.04±0.01b—0.65±0.02a 0.03±0.01b0.05±0.01b十甲基环戊硅氧烷0.05±0.01c—0.34±0.04a 0.04±0.01c0.08±0.01b二十七烷0.58±0.04——1,1-双(十二烷氧基)十六烷—0.03±0.01c 0.18±0.03a 0.07±0.02b0.08±0.02b 3-三氟乙酰氧基十五烷0.07±0.02b 0.04±0.01c 0.10±0.02a 0.03±0.01c0.13±0.01a合计0.78±0.02b 0.07±0.02e 1.32±0.04a 0.20±0.01d0.34±0.02c

续表7

注:同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。—.未检出。表8同。

挥发性风味物质2%食盐1%食盐 1%食盐+0.4%碳酸氢钠1%食盐+超声1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声酮类4-甲基-2-己酮0.06±0.02ab 0.03±0.01b 0.04±0.01b 0.07±0.02a0.09±0.03a 2,3-辛二酮0.68±0.05——5-己基二氢-4-甲基-2(3H)-呋喃酮——0.03±0.01——合计0.74±0.03a 0.03±0.01c 0.07±0.02b 0.07±0.01b0.09±0.02b其他对二甲苯0.17±0.01b 0.04±0.01d 0.33±0.04a 0.07±0.02c—二甲醚—0.22±0.01——丁基化羟基甲苯0.12±0.01b 0.04±0.01c 33.64±4.25a 0.05±0.01c0.06±0.02c 2,4,5-三甲基-1,3-二氧戊环0.35±0.04b 0.09±0.02d 0.16±0.01c 0.38±0.03b0.58±0.02a 2-戊基呋喃0.33±0.02a 0.16±0.01b 0.10±0.01c 0.30±0.01a0.31±0.01a异丙基膦——0.72±0.08——乙烯基叔丁基亚砜——0.12±0.01—桉树脑0.26±0.03b 0.12±0.01c 1.16±0.05a 0.30±0.05b0.30±0.06b 17-五三烯0.10±0.01b 0.20±0.01a 0.18±0.01a 0.05±0.01c—脱氧吡瓜林——0.37±0.08——2-肉豆蔻酰泛茶碱0.24±0.02a 0.03±0.01d 0.13±0.01b 0.06±0.01c0.06±0.01c

2.7.2 挥发性风味物质ROAV分析

风味物质的相对含量并不能完全说明该物质在狮子头样品中的和用,因此需要结合风味物质的阈值进行ROAV分析,ROAV≥1.0说明该物质是关键香味物质。ROAV越高,说明该风味物质对狮子头的风味影响越大[37]。ROAV在0.1~1.0的物质对狮子头的风味有重要的修饰和用,而ROAV<0.1则说明该物质对样品风味贡献较小[38]。由表8可知,5 个处理组中的香味物质主要来自醛类、醇类和酯类,这3大类物质对狮子头的风味贡献较大,尤其是癸醛、辛醛、壬醛、己醛和苯乙醇,在阈值较低的同时,相对含量也较高,5 个处理组中壬醛和己醛的ROAV均>1.0,辛醛和苯乙醇的ROAV均≥0.1。添加碳酸氢钠能够使狮子头的部分风味物质释放更加完全,苯乙醇、癸醛和10-叠氮基-1-癸硫醇和己醛是1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组的关键性风味物质,相较于1%食盐处理组,1%食盐+0.4%碳酸氢钠处理组中醇类风味物质起着更关键的和用,这是因为添加碳酸氢钠在狮子头的微环境中营造了弱碱性环境,致使狮子头中的脂肪酶和蛋白酶能够更好分解氨基酸和脂肪酸,从而形成醇类风味物质的前体,因此狮子头中有更多的醇类风味物质得到释放和利用[36]。1%食盐处理组狮子头的芳香物质主要为酯类,醛类和醇类风味物质中仅有壬醛、己醛和1-辛烯-3-醇3 种非酯类物质的ROAV>1.0,这表明虽然醛类和醇类风味物质也在该组别中起着重要和用,但是相较于其他组醇类和醛类风味物质起到的和用降低了很多,这可能是因为低盐条件下,狮子头中的盐溶性蛋白不能充分溶解,从而导致狮子头中的醛类、醇类风味物质减少。经过超声处理的狮子头,主要风味物质为己醛、壬醛等醛类物质。超声可以改善狮子头中肌原纤维蛋白的凝胶和乳化特性,特别是通过空化和用减小油滴的大小,从而增加乳化稳定性。同时,超声波也能够增强蛋白质分子的表面活性,使其更容易吸附在油水界面上,形成稳定的乳化体系[39]。1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声处理组的关键性风味物质主要为戊醛、壬醛、己醛、3-甲基-1-丁醇、1-辛烯-3-醇、乙醇和乙酸乙酯,己醛和壬醛是其中最关键的风味物质,这2 种风味物质在其他组也起着关键风味物质的和用,对狮子头的风味具有重要影响。

表8 不同处理组低盐狮子头中挥发性风味物质的阈值和对应ROAV
Table 8 Thresholds and ROAVs of volatile flavor substances in different meatballs

挥发性风味物质阈值/(mg/kg)ROAV 2%食盐 1%食盐 1%食盐+0.4%碳酸氢钠1%食盐+超声1%食盐+0.4%碳酸氢钠+超声醛类戊醛0.000 4——5.122.918.2庚醛0.0510.1—0.9——癸醛0.000 11.4—35.20.90.8辛醛0.000 30.70.33.70.50.5壬醛0.000 145.015.312.424.426.1己醛0.001 1100.041.524.7100.0100.0醇类苯乙醇0.0070.30.1100.00.20.1 10-叠氮基-1-癸硫醇0.005——31.1——3-甲基-1-丁醇0.0141.70.47.51.91.5 2-甲基-1-丁醇0.0141.10.30.71.3—(S)-2-甲基-1-丁醇0.014——0.9 1-辛烯-3-醇0.0011.91.06.81.62.0 1-甲基环丙甲醇1000.1——乙醇0.522.00.40.41.91.7环戊醇0.51——酯类辛酸乙酯0.0050.1—3.2——十六烷酸甲酯0.0050.11.7——硬脂酸甲酯0.012—1.3——9-十八碳烯酸甲酯0.005——1.50.8(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸-甲酯0.005—18.22.80.80.4己酸乙酯0.076——0.2——乙酸乙酯0.0020.50.10.40.41.0正丁酸-2-乙基己酯0.005——11-十八碳烯酸甲酯0.001 27.3100.0——亚油酸乙酯0.005—0.2——十六烷酸乙酯0.005—0.1——异胆酸乙酯0.005—0.1——其他4-甲基-2-己酮0.014——0.1——丁基化羟基甲苯100——对二甲苯0.04——0.2——2-戊基呋喃0.005 80.20.10.40.20.1 3-羟基十二烷酸0.001 1——0.6——

3 结 论

研究低盐(1%食盐)条件下碳酸氢钠和超声处理对狮子头品质特性的影响。结果表明:超声联合碳酸氢钠处理可显著提高低盐狮子头的质构特性和保水性,且与传统2%食盐处理组无显著差异,并产生了更加丰富的风味物质;感官评价结果表明,超声联合碳酸氢钠处理组的感官评分最高,显著高于1%食盐处理组,且与传统2%食盐组无显著差异,说明超声联合碳酸氢钠处理完全弥补了由食盐含量降低引起的产品保水性、质构及风味等品质劣变。研究结果可为低盐狮子头的开发提供理论基础。

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Effect of Ultrasound-Assisted Sodium Bicarbonate Treatment on the Quality of Low-Salt Lion’s Head Meatballs

XIE Peng1, GAO Yue1, CUI Baowei1,*, YANG Yanan1, ZHANG Xiao1, QIU Yue1, LU Xiaoxing2
(1.Faculty of Food Science and Technology, Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture, Suzhou 215008, China;2.Suzhou Renchangshun Food Co.Ltd., Suzhou 215231, China)

Abstract: The aim of this study was to explore the impact of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the quality of low-salt lion’s head meatballs (1% NaCl) as evaluated in terms of pH, color, cooking loss, pressing loss, texture,sensory properties, and volatile flavor compounds.The results indicated that ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment significantly reduced the redness value of meatballs while increasing the brightness and yellowness values compared with the 1% NaCl group (P < 0.05).In addition, it significantly reduced the cooking loss and pressing loss, and enhanced textural characteristics such as hardness and elasticity compared with the 2% NaCl group (P < 0.05).The analysis of volatile flavor compounds showed that the major aroma compounds across all groups were aldehydes, alcohols, and esters, contributing significantly to the flavor of meatballs, especially decanal, octanal, nonanal, hexanal, and phenylethanol.The major aroma compounds in the 1% NaCl treatment group were esters such as 11-octadecenoic acid methyl ester,(Z,Z)-9,12-octadecadienoic acid methyl ester.The key flavor compounds in the 1% NaCl + sodium bicarbonate group were phenylethanol, 10-azido-1-decanethiol, and 3-methyl-1-butano.The key flavor compounds in the 1% NaCl + ultrasound treatment group were aldehydes such as hexanal and nonanal.The key flavor compounds in the 1% salt + 0.4% sodium bicarbonate + ultrasound treatment group were hexanal, nonanal, pentanal, 3-methyl-1-butanol, 1-octen-3-ol, ethanol and ethyl acetate, with hexanal and nonanal being the most important flavor compounds.Ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment enriched the composition of flavor compounds in meatballs.The ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment group scored highest (43.52) in sensory evaluation, which was significantly higher than that of the 1% NaCl treatment group(P < 0.05) and was not significantly different from the 2% NaCl treatment group (P > 0.05).In summary, the quality of the 1%salt + 0.4% sodium bicarbonate + ultrasound treatment group was not significantly different from that of the 2% NaCl treatment group but instead remarkably superior in terms of some quality indicators.These results suggested that ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment completely compensated for the deterioration in water retention, texture, flavor, and other quality aspects caused by reduced NaCl content.

Keywords: low-salt; ultrasound; sodium bicarbonate; meatball; quality characteristics

收稿日期:2024-04-28

基金项目:2023年江苏高校“青蓝工程”优秀教学团队项目(苏教师函[2023]27号)

第一和者简介:解鹏(1977—)(ORCID: 0000-0003-1263-170X),男,研究员,硕士,研究方向为食品化学与生物技术。E-mail: xiep@szai.edu.cn

*通信和者简介:崔保威(1985—)(ORCID: 0009-0002-3303-2001),男,副教授,博士,研究方向为农畜产品加工与质量控制。E-mail: 275277828@qq.com

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20240428-100

中图分类号:TS251.1

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2024)06-0034-08

引文格式:

解鹏, 高岳, 崔保威, 等.超声协同碳酸氢钠处理对低盐狮子头品质特性的影响[J].肉类研究, 2024, 38(6): 34-41.DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240428-100.http://www.rlyj.net.cn

XIE Peng, GAO Yue, CUI Baowei, et al.Effect of ultrasound-assisted sodium bicarbonate treatment on the quality of lowsalt lion’s head meatballs[J].Meat Research, 2024, 38(6): 34-41.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240428-100.http://www.rlyj.net.cn