Effects of Ultrasonic-Assisted Curing on the Quality of Low-Salt Chinese Cured Pork Belly
习林杰, 杨德静, 王召洋, 等. 超声辅助腌制对低盐腊肉品质的影响[J]. 肉类研究, 2026, 40(5): 45-51. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250621-197. http://www.rlyj.net.cn
XI Linjie, YANG Dejing, WANG Zhaoyang, et al. Effects of ultrasonic-assisted curing on the quality of low-salt Chinese cured pork belly[J]. Meat Research, 2026, 40(5): 45-51. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250621-197. http://www.rlyj.net.cn
腊肉是我国传统肉制品,其以猪肉为原料加工制成,具有独特风味和诱人色泽,深受消费者喜爱。在腊肉腌制和熏制过程中,脂肪氧化分解、微生物发酵及蛋白质水解共同作用形成其特征风味。其中,腌制是腊肉风味形成的关键步骤,可促进酯类、醇类和酮类等风味物质的生成[1]。目前,腌制工艺主要采用3%食盐和白酒并辅以香辛料,经3~7 d加工完成。虽然食盐具有防腐和增味作用[2],但过量摄入不利于心脑血管健康[3]。因此,腊肉腌制加工亟需减盐处理。然而,减盐处理可能通过降低蛋白质溶解度和渗透压作用减少风味前体物质生成并影响脂肪氧化及微生物代谢,从而改变特征风味。同时,水分活度调控能力的下降还会对产品质构和贮藏稳定性产生负面影响。超声辅助腌制技术因其高效渗透性和非热加工特性[4],可有效弥补减盐处理对风味和品质的潜在不利影响。超声波作为一种绿色、环保的非热物理加工技术,具有能耗低、无化学残留、渗透性强等特点,可有效提高腌制效果[4-5],在肉类加工领域应用广泛。该技术通过空化效应可提高肉制品保水性、嫩度、色泽等品质指标;其机械作用能够促进腌制液中的盐分更均匀地渗透至肉制品内部,提升产品口感[6]。Zhang Xinyan等[7]研究发现,超声波能加速NaCl扩散并改善猪里脊肉品质。董世容等[8]证实,超声波处理可显著提高牛肉嫩度并缩短成熟周期。龙锦鹏等[9]采用超声辅助腌制技术,在食盐质量分数降至6%时仍可获得品质较佳的牦牛肉。基于此,本研究以采用3%(m/m,下同)食盐腌制液的传统腌制方法为对照,系统分析超声辅助1%、2%、3%食盐腌制对腊肉品质的影响,探究NaCl在腌制过程中的迁移规律及其对风味形成的作用机制,为开发高效、低钠、绿色腊肉产品提供理论依据和实践指导。
新鲜猪五花肉、食盐 市购。
三氯甲烷、冰乙酸、三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)、2-甲基-3-庚酮标准品(纯度95%) 成都科隆化学品有限公司。
PEN3便携式电子鼻 德国Airsens公司;FlavourSpec®气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)仪 德国G.A.S.公司;GENESYSTM分光光度计 美国Thermo Fisher Scientific公司;PHS-3C pH计 南京昕仪生物科技有限公司;DHG-9140A电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司;WR-10便携式精密色差计 深圳威福光电科技有限公司;CTUW-Y30-800超声波清洗机青岛永合创信电子科技有限公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取纤维 美国Supelco公司;DBWAX柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm) 美国Agilent Technologies公司。
1.3.1 超声辅助腌制处理
将新鲜猪五花肉切成4 cm×4 cm×4 cm的块状。取肉块质量1%、2%、3%的食盐,加入适量水(以能够均匀涂抹肉块表面为准)配制腌制液并均匀涂抹于肉块表面,超声(300 W)30 min,分别记为 S1、S2、S3。对照组采用传统腌制法,取肉块质量3%的食盐配制腌制液并均匀涂抹于肉块表面,记为 S0。所有样品在10 ℃条件下腌制3 d后冷藏保存备用。
1.3.2 水分含量测定
按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[10]中的直接干燥法测定水分含量。
1.3.3 NaCl含量测定
按照霍俊辉等[11]的方法测定NaCl含量。在腌制过程中,每隔10 min测定肉品表面与内部(距表面2 cm处)NaCl含量,持续监测1 h,后续每日测定1 次,连续监测3 d,结果以肉质量计。
1.3.4 过氧化值测定
称取3 g腊肉样品置于250 mL碘量瓶中,然后添加50 mL三氯甲烷-冰乙酸(1∶1,V/V),使腊肉组织充分溶解[12]。加入1.00 mL饱和碘化钾溶液,振荡混合30 s后避光静置3 min,随后加入100 mL蒸馏水摇匀,立即用0.01 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色,迅速加入1 mL淀粉指示液,继续滴定至溶液蓝色消失即为终点。过氧化值按式(1)计算:
式中:V为消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积/mL;0.01为硫代硫酸钠标准溶液浓度/(mol/L);0.126 9为1 mmol过氧化物(以碘计)对应的质量换算系数/(g/mmol);m为样品质量/g。
1.3.5 硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值测定
将10 g碎肉样品与20 mL 0.20 g/mL TCA溶液混合,6 000 r/min均质3 min,5 500 r/min离心15 min后过滤,取5 mL滤液与5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)溶液混合。以5 mL 0.20 g/mL TCA溶液+5 mL 0.02 mol/L TBA溶液作为空白对照,沸水浴加热20 min后冷却10 min,在532 nm波长处测定吸光度(A532 nm)[13]。TBARS值按式(2)计算:
1.3.6 电子鼻测定
称取5 g样品置于20 mL顶空瓶中,静置平衡25 min后,采用电子鼻系统进行检测,进样流速600 mL/min,设置3 个平行[13]。电子鼻传感器性能如表1所示。
表1 电子鼻传感器性能描述
Table 1 Performance description of electronic nose sensors

传感器名称性能W1C对芳香族化合物敏感W5S对氮氧化物敏感W3C对氨和芳香族化合物敏感W6S对氢气(氢化物)敏感W5C对烃类和芳香族化合物敏感W1S对甲基类化合物敏感W1W对硫化物和萜烯敏感W2S对醇类和醛酮类化合物敏感W2W对芳香族成分和有机硫化物敏感W3S对烃类敏感
1.3.7 GC-IMS分析
称取6 g切碎样品,加入1 μL 1.632 g/L 2-甲基-3-庚酮内标溶液,混合均匀,转移至40 mL顶空瓶中,50 ℃水浴浸泡20 min后,采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取纤维于50 ℃下提取25 min,于进样口250 ℃解吸5 min。挥发性组分经DB-WAX柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)分离,以纯氦(纯度99.99%)作为载气,流速为1.0 mL/min,进样采用分流模式。色谱柱升温程序:初始温度40 ℃,保持3 min,以2 ℃/min升至55 ℃,保持3 min,以2 ℃/min升至70 ℃,以5 ℃/min升至130 ℃,再以10 ℃/min升至230 ℃,保持2 min。检测器温度45 ℃,每个样品重复测定3 次[14]。
采用Excel 2016和GraphPad Prism 8.0软件对数据进行统计分析,结果表示为平均值±标准差,通过Tukey多重比较检验分析组间差异,以P<0.05表示差异显著。
水分含量是影响肉制品嫩度与口感的关键指标,一般情况下,水分含量越高,肉质越嫩。超声辅助腌制处理能够改变猪肉肌纤维组织形态,引起肌内膜分离与降解,破坏其微观结构,同时诱导蛋白质空间构象发生改变[15]。研究[16]表明,超声辅助腌制可使猪肉蛋白质表面疏水性升高,α-螺旋和β-转角相对含量降低,蛋白质聚集程度加剧,进而对其嫩度产生影响。由图1可知,S1、S2组腊肉水分含量显著高于S0组(P<0.05),表明超声辅助腌制可有效提高腊肉保水能力。这与鸡肉[17]、猪肉[18]及牛肉干[19]等肉制品的研究结果一致。

图1 超声辅助腌制对腊肉水分含量的影响
Fig. 1 Effect of ultrasonic-assisted curing on the moisture content of Chinese cured pork belly
小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)。图2、5、6同。
过量摄入食盐是诱发高血压等慢性疾病的重要风险因素,超声技术通过物理作用调控肉制品盐分分布,为减盐健康食品开发提供新途径[20]。由图2可知,S1组和S2组腊肉NaCl含量与S0组无显著差异(P>0.05),证实超声技术可在降低用盐含量同时维持腌制效果;而在相同食盐含量条件下,S3组NaCl含量显著高于S0组(P<0.05),表明超声波处理可提高腌制效率,这主要归因于超声波的空化效应引起的肌肉纤维结构破坏和渗透通道扩展,加快盐分渗透速率[21-22]。该结果与牛肉腌制研究结果[23]一致。

图2 超声辅助腌制对腊肉NaCl含量的影响
Fig. 2 Effect of ultrasound-assisted salting on the NaCl content of Chinese cured pork belly
传统腌制方法存在盐分分布不均的问题,超声波处理通过改变肌纤维结构、增强生物膜通透性并提高肌肉组织渗透性,能够有效促进盐分的扩散与分布,从而缩短腌制时间,提高生产效率[24]。由图3可知,超声处理组(S1、S2、S3)腊肉在腌制50 min后盐分渗透即趋于稳定,而传统腌制组(S0组)在腌制2 d后依然未达到稳定状态,证实超声波处理可使盐分更均匀扩散到猪肉组织中,改善传统腌制中盐分分布不均的缺陷,进而达到优化腊肉口感的目的。这一结果与鱼肉制品腌制中的相关结果[25]较为一致。

图3 超声辅助腌制过程中腊肉表面盐分转移规律
Fig. 3 Surface salt transfer pattern of cured pork during ultrasound-assisted curing
由图4可知,在腌制10~50 min时,超声处理组(S1、S2、S3)腊肉NaCl含量呈持续上升趋势,其中,S1、S2组NaCl含量在腌制50 min后基本趋于稳定,表明盐分已充分渗透至猪肉内部,反映出超声处理通过增加细胞膜通透性促进电解质离子的渗透和扩散过程[26]。而S3组NaCl含量仍持续上升,直至1 d后才趋于稳定,表明该组所采用的超声条件可能引起更显著的空化效应,局部产生的微流束和冲击波沿声波传递方向作用于肌肉组织,进一步造成组织结构微损伤,促进NaCl扩散。相比之下,S0组NaCl质量分数在腌制10~50 min内基本维持在0%,腌制3 d时,NaCl含量仍不及超声辅助腌制1 h,表明传统腌制方法盐分渗透速率远低于超声辅助腌制。该结果进一步验证了超声波能够加速腌制剂渗透到肌肉组织并促进其在肌肉组织中的迁移,进而提高腌制速率,缩短腌制时间[27]。

图4 超声辅助腌制过程中腊肉内部盐分转移规律
Fig. 4 Internal salt transfer pattern of cured pork during ultrasound-assisted curing
由图5可知,S2组腊肉过氧化值显著高于其他3 组(P<0.05),表明该处理条件下脂质氧化程度最为显著。值得注意的是,S3与S0组过氧化值无显著差异(P>0.05),但S3组过氧化值略高于S0组,提示相同食盐含量条件下,超声处理可引发腊肉脂质适度氧化,脂质氧化是腊肉特征风味形成的重要途径之一,因此可认为适当的超声辅助腌制可在不引起过度氧化的前提下,通过适度促进脂质氧化对腊肉风味的形成产生积极影响[6]。

图5 超声辅助腌制对腊肉过氧化值的影响
Fig. 5 Effect of ultrasound-assisted salting on the POV of Chinese cured pork belly
TBARS值是衡量脂质氧化次级产物含量的常用指标,尤其反映不饱和脂肪酸氧化衍生物的积累情况。由图6可知,超声处理组腊肉TBARS值显著低于未超声组(P<0.05),表明超声辅助腌制可有效抑制脂质氧化次级产物积累,这与超声处理牛肉TBARS值变化规律不一致[28]。尽管超声处理过程中产生的热效应和空化效应理论上可能促进脂质氧化,但也有研究[28]发现,经超声处理的发酵牛肉干TBARS值随成熟时间的延长而降低,其原因可能与丙二醛与蛋白质降解产生的氨基酸发生共价结合有关。该机制也可能适用于解释本研究中TBARS值的降低现象。

图6 超声辅助腌制对腊肉TBARS值的影响
Fig. 6 Effect of ultrasound-assisted salting on the thiobarbituric acid reactive substances value of Chinese cured pork belly
电子鼻系统对特定范围内的挥发性物质具有较高的检测灵敏度[29],主成分分析(principal component analysis,PCA)可在保留主要数据特征的前提下实现降维可视化,对电子鼻响应值进行PCA。由图7可知,PC1方差贡献率为83.1%,PC2方差贡献率为12.0%,累计方差贡献率达95.1%,能够有效区分不同处理组的风味轮廓。各组样本分布独立、无重叠,表明腌制液食盐含量差异与超声处理均对腊肉香气轮廓具有显著影响,提示超声处理和食盐在腊肉腌制阶段共同影响腊肉挥发性风味物质的形成。

图7 腊肉挥发性风味PCA得分图
Fig. 7 Principal component analysis score plot of volatile flavor profiles in Chinese cured pork belly
图8 为腊肉GC-IMS定性分析图谱,图中每个数字均对应1 种挥发性化合物。不同处理组之间挥发性化合物种类和信号强度均存在明显差异,其中,信号较强的物质包括13(5-甲基-2-呋喃甲醇)、22(正庚醛)、23(2-乙基吡嗪)。结合表2可知,GC-IMS从腊肉中共鉴定出24 种挥发性化合物,包括5 种醛类、3 种醇类、5 种酯类及3 种烯类化合物等,此外,还检出少量苯类和酮类化合物。

图8 腊肉挥发性化合物GC-IMS定性图谱
Fig. 8 GC-IMS spectrum for the qualitative analysis of volatile compounds in Chinese cured pork belly
表2 GC-IMS法鉴定出的腊肉挥发性化合物
Table 2 Volatile compounds identified in Chinese cured pork belly by GC-IMS

编号化合物名称CAS#分子式相对分子质量迁移时间/s 1反-2-辛烯醛-M2548-87-0C8H14O126.21 059.1598.933 2反-2-辛烯醛-D2548-87-0C8H14O126.21 059.3600.409 3壬醛124-19-6C9H18O142.21 052.4564.246 43,7-二甲基-1,3,6-辛三烯-D13877-91-3C10H16136.21 039.5502.251 53,7-二甲基-1,3,6-辛三烯-M13877-91-3C10H16136.21 039.0500.037 6乙酸顺-3-己烯酯3681-71-8C8H14O2142.21 001.5356.859 7正辛醛124-13-0C8H16O128.21 002.4359.811 82-乙基-5-甲基吡嗪13360-64-0C7H10N2122.21 002.0358.335 92-戊基呋喃3777-69-3C9H14O138.2992.5330.290 10乙酸-2-呋喃甲酯623-17-6C7H8O3140.1993.6333.242 115-甲基-2-呋喃甲醇-M3857-25-8C6H8O2112.1969.0272.724 121-庚醇111-70-6C7H16O116.2968.4271.248 135-甲基-2-呋喃甲醇-D3857-25-8C6H8O2112.1968.7271.986 14丙基苯-M103-65-1C9H12120.2955.7244.679 152-甲基-1-丙醇丁酸酯539-90-2C8H16O2144.2955.3243.941 16丙基苯-D103-65-1C9H12120.2955.7244.679保留指数
续表2

注:M.单体;D.二聚体。
编号化合物名称CAS#分子式相对分子质量保留指数迁移时间/s 175-甲基-3-庚酮541-85-5C8H16O128.2941.2217.372 182-甲基戊酸乙酯39255-32-8C8H16O2144.2942.0218.848 194,5-二甲基噻唑3581-91-7C5H7NS113.2941.6218.110 202-蒎烯80-56-8C10H16136.2933.0203.349 21丙酸丁酯590-01-2C7H14O2130.2912.7172.352 22正庚醛111-71-7C7H14O114.2896.4150.949 232-乙基吡嗪13925-00-3C6H8N2108.1918.8181.208 242-乙二醇单丁醚111-76-2C6H14O2118.2902.8159.068
图9为基于GC-IMS LAV分析软件中Reporter插件生成的不同处理组腊肉挥发性成分GC-IMS三维对比图。红色圆圈标示区域挥发性风味物质信号在S0组强度较低,而在S2组达到最高,表明超声辅助2%食盐腌制处理能有效促进该类挥发性风味物质的生成,可能对促进风味物质形成存在积极作用。

图9 腊肉挥发性化合物GC-IMS三维谱图
Fig. 9 Three-dimensional GC-IMS spectra of volatile compounds in Chinese cured pork belly
在GC-IMS二维图谱中,亮点代表挥发性有机物,其颜色和大小反映对应挥发性风味物质含量,红色表示高含量,蓝色表示低含量。由图10可知,各组腊肉挥发性成分存在明显差异。具体地,部分芳香物质含量随腌制液食盐含量增加而升高。这一现象可能源于超声波的物理-化学协同作用机制,空化作用产生的微射流和冲击波不仅破坏肌纤维结构、加速食盐渗透,同时促进肌内脂质释放;其局部高温高压环境会加剧脂质氧化生成醛类、酮类等挥发性风味前体物质。Zou Yunhe等[30]在超声辅助烹饪酱牛肉中也发现挥发性风味物质种类及含量增加,与本研究结果相似。

图10 腊肉挥发性化合物GC-IMS二维谱图
Fig. 10 Two-dimensional GC-IMS spectra of volatile compound in Chinese cured pork belly
由图11可知,不同处理组间挥发性风味物质含量存在明显差异。其中,S0组检出挥发性风味物质种类明显少于各超声辅助腌制组。具体而言,D区共10 种挥发性风味物质,其中2-乙基吡嗪和2-乙二醇单丁醚含量较高;A区6 种化合物含量均高于D区,以4,5-二甲基噻唑和乙酸顺-3-己烯酯含量最高;B区较A区多出3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯和壬醛2 种化合物;C区则较B区多检出乙酸-2-呋喃甲酯和反-2-辛烯醛。E区检出的丙酸丁酯对产品风味具有重要影响,其在S3和S0组含量较低,表明较高盐分可能抑制该挥发性风味物质形成。S2组可观察到丙基苯和丙酸丁酯含量较高,其中丙酸丁酯具有果香、甜香,提示与传统腌制方法相比,超声辅助2%食盐腌制可能会增强腊肉果香和甜香风味,进而影响整体风味的饱满度与协调性。整体上,挥发性风味物质总含量随腌制液食盐含量升高呈上升趋势,该结果与低盐腌制肉制品中相关研究结果[31-32]较为一致。

图11 腊肉挥发性化合物GC-IMS指纹图谱
Fig. 11 GC-IMS fingerprint of volatile compounds in Chinese cured pork belly
本研究考察超声辅助不同食盐含量腌制液腌制对腊肉水分含量与盐分分布的影响。结果表明,随着腌制液食盐含量的升高,腊肉水分含量呈下降趋势。与之相反,超声辅助腌制能够有效促进盐分传递,并通过增强细胞膜通透性,加速电解质离子渗透与扩散过程。超声辅助腌制1 h即可使盐分在猪肉中均匀分布,达到与传统腌制3 d相当的盐分扩散效果。此外,超声波处理还能够促进腊肉腌制过程中脂质氧化,对风味形成可能产生积极作用。电子鼻结果显示,腌制液食盐含量差异与超声处理均对腊肉香气轮廓具有显著影响。GC-IMS从腊肉中共鉴定出24 种挥发性风味化合物,包括5 种醛类、3 种醇类、5 种酯类及3 种烯类化合物。其中,丙酸丁酯、乙酸顺-3-己烯酯和乙酸-2-呋喃甲酯等酯类物质相对含量较高,表明酯类是腊肉腌制阶段最主要的挥发性风味物质。综上所述,超声辅助腌制可在降低腊肉加工用盐量的同时显著缩短腌制时间,有助于提高生产效率并促进良好风味形成。
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