不同粒徑番茄皮渣對香腸中脂肪替代效果的影響

王 強，李貴節(jié)，趙 欣，劉 嘉，趙國華，3，*

(1.重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程系，重慶400067;2.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715;3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶400715)

番茄皮渣是以番茄為原料制造番茄汁、番茄醬等產(chǎn)品后剩下的皮、籽、粕等殘渣，經(jīng)干燥所制成的干物質(zhì)原料。中國是世界番茄醬的第三大生產(chǎn)國，每年產(chǎn)生約21.4萬t番茄皮渣，且以每年10%的速度快速增加［1］。由于其在中國主要被用于加工動物飼料，沒有被科學(xué)有效的利用，因此造成巨大的資源浪費。有研究表明［2－3］，番茄皮渣富含膳食纖維、礦質(zhì)元素、類胡蘿卜素、番茄紅素等多種物質(zhì)，因其中的番茄紅素具有抗氧化、預(yù)防癌癥與減少心腦血管疾病等多種功能，受到廣泛而系統(tǒng)的研究，但對于番茄皮中膳食纖維的研究與開發(fā)利用，國內(nèi)外的研究報道還比較少。

研究表明［4－5］，肉制品多汁、滑爽的口感以及良好的彈性及切片性均與肉制品中較高的脂肪含量有關(guān)，高脂肉制品的感官優(yōu)勢往往更加明顯和突出。然而，膳食脂肪的過量攝入不僅會影響正常的生理代謝從而導(dǎo)致肥胖，而且會顯著提高人群慢性疾病(如缺血性心臟病、動脈粥樣硬化及某些癌癥等)的患病率。因此，有關(guān)肉制品中添加纖維類原料替代脂肪的研究被越來越多的學(xué)者所關(guān)注［4，6］。本研究通過對番茄皮渣進行不同粉碎處理，研究其粒徑對低脂香腸質(zhì)構(gòu)(硬度、彈性、粘度及咀嚼性)、色澤(L*，a*，b*)及感官特性(滋味、氣味、色澤及形態(tài))的影響效果，為番茄皮渣應(yīng)用于肉制品行業(yè)提供參考。

表2 番茄皮渣代脂香腸感官評價評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of sensory score for the ham added tomato peels

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

番茄皮渣 新疆天業(yè)股份有限公司提供;豬后腿精瘦肉、豬背膘、新鮮豬背膘、皮下脂肪等原輔料采購于本地超市;白糖、鹽、味精、復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽、香料等 市售食用級食品添加劑;Na2HPO4、NaH2PO4、鹽酸、無水乙醇、乙醚、丙酮、石油醚、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、氫氧化鈉等 均為分析純;淀粉酶、Pepsin蛋白酶、Pancereatin胰酶 美國 sigma公司。

LNJ－6A超微氣流粉碎機 四川綿陽流能粉體設(shè)備有限公司;H－1850R高速臺式冷凍離心機 上海久世環(huán)?？萍加邢薰?TA－XT 2i物性測試儀 Stable Micro Systems公司;D65全自動色差儀 美國Hunterlab公司;PB－10酸度計 Sartorius公司;BS223S電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;BM254C電動粉碎機 廣東美的精品電器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 番茄皮渣的粉碎方法 機械粉碎:去除番茄皮渣中混有的少量雜質(zhì)，晾曬在干燥區(qū)域，用電動粉碎機將其粉碎，將粉碎好的番茄皮粉用100目的篩網(wǎng)分級;超微氣流粉碎:去除番茄皮渣中混有的少量雜質(zhì)，晾曬在干燥區(qū)域，用電動粉碎機粗粉，調(diào)節(jié)氣流粉碎機參數(shù)后將粗粉加入氣流粉碎機中進一步粉碎，經(jīng)測定超微氣流粉碎后的番茄皮渣粉為500目。

1.2.2 香腸主要理化指標(biāo)的測定 粗蛋白［7］、粗脂肪［8］、水份［9］、灰分［10］含量的測定分別根據(jù)凱氏定氮法、索氏抽提法、直接干燥法和高溫灼燒法進行。膳食纖維含量的測定根據(jù)酶－重量法進行［11］。

1.2.3 香腸制作的工藝流程 原料肉→修整(去除結(jié)締、筋腱等)→肥瘦肉混合(分別根據(jù)表1配比混合)→腌制(加入亞硝酸鈉、食鹽，0～4℃，24h)→斬拌(加入輔料)→灌腸→蒸煮(80～90℃，30min)→冷卻(置于0～4℃的冰箱)

1.2.4 質(zhì)構(gòu)及色度測定方法 將香腸切成厚度為40mm高的圓柱體，用TA－XT2i質(zhì)構(gòu)儀在室溫條件下測定香腸的各項質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。TPA(texture profile analysis)測定條件:26R探頭;觸發(fā)力10g，測前、測試和測后速度分別為5、3、5mm/s;測定間隔時間5s;壓縮比60%。將香腸切成厚度為20mm的圓柱體用D65全自動色差儀測定香腸的L*，a*，b*值。

1.2.5 香腸感官評定方法 邀請20位食品專業(yè)的學(xué)生組成感官評定小組，從產(chǎn)品的色澤、香氣、滋味和形態(tài)四個指標(biāo)進行綜合評價，最后采用加權(quán)平均值做比較。每項評分標(biāo)準(zhǔn)采用10分制，同時采用雙盲法進行檢驗，即對樣品進行編號，檢驗樣品也隨機化。評定由每個成員單獨進行，相互不接觸交流，樣品評定之前用清水漱口。參考王海濱等［12］研究內(nèi)容，制定了如表2所示感官評價評分標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)，組間比較采用One－Way ANOVA單因素方差分析，結(jié)果取ˉx±s(n=3)，p＜0.05表示差異顯著，p＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粉碎處理對番茄皮渣成分的影響

對番茄皮渣分別用機械粉碎和超微氣流粉碎后測定其化學(xué)組成成分后發(fā)現(xiàn)，兩種處理方式對番茄皮渣蛋白質(zhì)、脂肪、灰分的含量影響不大，但水份含量有明顯變化。番茄皮渣經(jīng)過超微氣流粉碎后，粒徑顯著小于機械粉碎后的樣品，且不溶性膳食纖維由62.63%降低為54.27%，水溶性膳食纖維含量則顯著升高145%。Perez等［13］所做的大量有關(guān)膳食纖維擠壓改性研究報道也表明，擠壓后膳食纖維中可溶性膳食纖維的含量都有明顯提高。這些研究認為膳食纖維在氣流高速剪切的作用下，其分子間和分子內(nèi)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生較大程度的變形，使得大分子不溶性膳食纖維組分的部分連接鍵斷裂，轉(zhuǎn)變成為較小分子的可溶性膳食纖維。物理粉碎后的膳食纖維中部分SDF是由一些IDF轉(zhuǎn)化而來，從而由較大的不溶團塊轉(zhuǎn)化為可溶的微小片段［14］。

表3 不同粉碎處理后番茄皮渣組成成分(g/100g)Table 3 The chemistry composition of tomato peels treated by two treatments(g/100g)

2.2 不同粉碎處理后番茄皮渣對香腸質(zhì)構(gòu)的影響

圖1反映添加了不同粒徑番茄皮渣的香腸質(zhì)構(gòu)參數(shù)的差異。其中，對照組S2的硬度最大，顯著高于其他各組(p＜0.05)，說明普通低脂香腸具有較大的硬度。除了S6與對照組S1比較接近外，其余各組均呈現(xiàn)較低的水平。對比各組高脂和低脂硬度不難發(fā)現(xiàn)，各組低脂硬度均低于高脂，且氣流粉碎組硬度最低。由于超微粉碎后的番茄皮渣具有更小的粒徑，推測超微粉碎的番茄皮渣吸水溶脹性會顯著增強，空間的微小化會形成更為松散的組織結(jié)構(gòu)，從而降低香腸的硬度。

對于各組香腸彈性而言，除S4具有較低的水平外，其余各組的彈性指標(biāo)差別不大(p＞0.05)，反映出超微粉碎會降低低脂香腸組的彈性，但對高脂組影響不大。機械粉碎后的皮渣不影響香腸彈性指標(biāo)。粘度是衡量肉制品內(nèi)部摩擦狀況的重要指標(biāo)，一般認為，產(chǎn)品中淀粉含量增加，其黏著性增大。圖1顯示，超微粉碎組高低脂粘度總體較大，對照組粘度偏低，機械粉碎皮渣降低了低脂香腸的粘度(p＜0.05)。由于粘度可有效反映淀粉等碳水化合物的持水性及粘滯性，因此超微粉碎后的番茄皮渣可有效改善香腸粘度。對照組咀嚼性顯著優(yōu)于其他各組，其中低脂樣品S2咀嚼性超過12N，反映了超微粉碎后的番茄皮渣對香腸的咀嚼性影響非常大。當(dāng)然，過高或過低的咀嚼性對于香腸的品質(zhì)而言均呈負面作用。Ruiz－capillas等［15］研究發(fā)現(xiàn)，香腸中添加脂肪替代物后，肉制品的結(jié)構(gòu)主要取決于替代物的添加量，替代量的增加會顯著(p＜0.05)降低粘度及咀嚼度，且產(chǎn)品的含水率隨脂肪含量的降低顯著升高。此外，由于超微粉碎后的番茄皮渣具有更小的粒徑，其吸水溶脹性會顯著增強，空間的微小化會形成更為松散的組織結(jié)構(gòu)，從而降低香腸的硬度。Galanakis等［16］研究表明，持水力較強的水溶性膳食纖維與胡蘿卜膳食纖維復(fù)合后模擬效果良好，不溶性膳食纖維的模擬效果則不明顯。盡管如此，超微粉碎組香腸的彈性較差，反映出超微粉碎番茄皮渣與香腸中蛋白質(zhì)等凝膠物質(zhì)結(jié)合強度不高，但其作用機理尚不清晰。

圖1 添加不同粒徑番茄皮渣后香腸質(zhì)構(gòu)參數(shù)(36d)Fig.1 Effects of different grinding tomato dietary fiber on the textural attributes of sausage(36d)

2.3 不同處理番茄皮渣對香腸色度的影響

色澤是香腸品質(zhì)重要的參數(shù)之一。表3反映了添加不同處理番茄皮渣后香腸的色澤差異，其中機械粉碎組S5 L*(亮度)明顯高于各組水平，S6也在低脂水平上接近其他各組。超微氣流粉碎組S3顯著低于所有樣品，顯示出超微氣流粉碎后的番茄皮渣粉對香腸L*值影響較大。這與Menegas等［17］結(jié)論相似，其通過4℃下菊粉模擬物對發(fā)酵雞肉香腸的影響后發(fā)現(xiàn)，L*值逐漸下降，香腸顏色趨于變暗。a*反映的是產(chǎn)品中紅色的深淺指標(biāo)。超微氣流粉碎組S3僅為5.74，遠低于其他各組約50%，表明氣流粉碎方式會顯著降低香腸的紅色色值。因此，超微粉碎后的番茄代脂香腸的紅色還需要其他護色劑的協(xié)助才能有較好的感官色澤。

表4中各組的 b*(黃色)值范圍較大(8.42～28.17)，其中氣流粉碎組S3的黃色值28.17，高于對照組S1 154%，氣流粉碎后的番茄呈現(xiàn)較為明顯的黃色，但機械粉碎方式的效果要好于前者。筆者推測，由于番茄皮渣中的番茄紅素，經(jīng)過高速氣流的剪切力，較大的摩擦力使番茄皮渣受到較高的溫度作用，番茄紅素的共扼雙鍵結(jié)構(gòu)發(fā)生了順反異構(gòu)化或氧化降解，從而呈現(xiàn)了色澤偏差的結(jié)果。

表4 不同粒徑番茄皮渣代脂香腸色度值(36d)Table 4 The L*，a*and b*values of ham sausages added different tomato peel level(36d)

2.4 不同粉碎處理番茄皮渣對香腸色度的影響

圖2描繪的是不同粉碎方式番茄皮渣粉香腸與對照組的感官評價差異。超微粉碎組S3的各項感官評價指標(biāo)均較其他組低(p＞0.05)，其中色澤的評價低于7分。相比之下，S4的各項指標(biāo)優(yōu)于S3，表明超微粉碎的皮渣對低脂香腸的脂代效果優(yōu)于高脂香腸。由圖2還可看出，機械粉碎組S5盡管各項感官參數(shù)低于對照組，但滋味和香氣指標(biāo)已接近對照組水平，S6不僅與對照組各項指標(biāo)相差不大，并且在香氣和綜合評價指標(biāo)方面高于對照組S1，表明機械粉碎后的皮渣添加在低脂香腸中能夠獲得與高脂對照組相似的感官品質(zhì)。此外，兩種實驗組低添加量(S4、S6)較高添加量(S3、S5)更能獲得較好的感官評分。這與 Alonso 等［18］和Garcia 等［19］研究不同水果膳食纖維脂代香腸不同添加量對肉制品感官變化的結(jié)論一致。

圖2 添加不同粒徑番茄皮渣后香腸感官評價(36d)Fig.2 Effects of tomato dietary fiber on the sensory of sausage(36d)

3 結(jié)論

低脂肉制品不僅在改善人群健康方面有重要意義，而且高脂食品低脂化是未來食品發(fā)展不可逆的主要趨勢［20－21］。在本研究中，番茄皮渣經(jīng)過超微氣流粉碎后，粒徑顯著小于機械粉碎后的樣品，且不溶性膳食纖維由62.63%降低為54.27%，水溶性膳食纖維含量則顯著升高145%，其含水量及持水能力增加較為明顯(p＜0.05)，通過對比兩種不同加工方式番茄皮渣香腸的質(zhì)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，超微粉碎后番茄皮渣香腸的硬度、粘度顯著優(yōu)于對照組及機械粉碎組，筆者推測這與超微粉碎后水溶性膳食纖維含量增加有關(guān)。

此外，S3樣品的L*、a*值下降、b*值升高均與番茄皮渣粉變色有較大關(guān)系，這一關(guān)系也直接導(dǎo)致S3、S4感官評價分值較低的結(jié)果。但機械粉碎組香腸的顏色明顯優(yōu)于超微粉碎組，說明番茄皮渣粒徑大小會顯著影響產(chǎn)品的呈色效果。除此之外，S4、S6在各項指標(biāo)中優(yōu)于S3、S5也反映了番茄皮渣代替脂肪量越高，其對香腸的硬度影響越大，色澤及感官評價也隨之變差。因此，要想在香腸中獲得番茄皮渣較好的脂肪替代效果，除了要控制番茄皮渣粉的粒徑，番茄皮渣的脂代量也應(yīng)控制在合理的范圍之間。

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