中式培根加工過程中食品品質(zhì)變化規(guī)律研究

摘要：以豬五花肉為原料，采用干腌（鹽質(zhì)量占肉質(zhì)量2.7%）、18 d控溫-控濕風(fēng)干工藝加工中式培根產(chǎn)品。通過對工藝過程中主要參數(shù)[產(chǎn)品pH、水分、鹽分、總氮、非蛋白氮、蛋白質(zhì)水解指數(shù)、游離氨基酸（FAA）、TBARs值和脂質(zhì)過氧化值（POV）]進(jìn)行測定，分析工藝參數(shù)對中式培根品質(zhì)變化規(guī)律的影響。結(jié)果表明，加工過程中鹽分極易滲入，脫水較快，最終產(chǎn)品中水分及鹽分含量分別為37.69%和5.75%。在風(fēng)干成熟前期及中期隨著工藝溫度的升高（13～31 ℃），蛋白質(zhì)水解程度迅速增強(qiáng)，F(xiàn)AA總量快速積累；風(fēng)干成熟后期隨著溫度繼續(xù)升高（31～40 ℃），蛋白質(zhì)水解強(qiáng)度開始減弱，F(xiàn)AA總量累積速度也有所下降，最終產(chǎn)品中FAA總量為11.43 g/100 g。POV和TBARs值在加工過程中表現(xiàn)出較大波動(dòng)，但總體上表現(xiàn)為隨著溫度升高而升高，最終產(chǎn)品中POV和TBARs值分別為0.055 g/100 g和0.42 μg/g，均在安全限量范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：五花肉；干腌培根；蛋白質(zhì)水解；脂質(zhì)氧化

中圖分類號(hào)：S828；TS251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）07-1668-05

培根在西方國家是一種重要的傳統(tǒng)肉制品，因其獨(dú)特的煙熏風(fēng)味深受廣大消費(fèi)者的喜愛。但是，相比于干腌火腿、發(fā)酵香腸等其他傳統(tǒng)肉制品，目前在西方國家有關(guān)培根的科學(xué)研究還比較少。在我國的西南地區(qū)也有與西式培根類似的肉制品，稱作臘肉，如著名的湖南臘肉、四川臘肉、廣式臘肉等，其加工同樣也需要經(jīng)過長期的煙熏成熟過程。我國關(guān)于臘肉的研究主要是其加工工藝及微生物方面，目的是通過研究對我國傳統(tǒng)臘肉的加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)化生產(chǎn)[1]。近幾年隨著人們對食品安全問題的日益關(guān)注，有大量研究表明肉制品經(jīng)過煙熏后會(huì)產(chǎn)生大量的雜環(huán)芳烴（PAHs），這些雜環(huán)芳烴中很大一部分對人體具有致癌性，這就使得對傳統(tǒng)臘肉生產(chǎn)的工藝進(jìn)行改進(jìn)勢在必行。

肉制品品質(zhì)的形成主要是通過其內(nèi)部成分發(fā)生一系列復(fù)雜的物理及生化變化來實(shí)現(xiàn)的，在這些變化中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)的水解和氧化是影響產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量形成的重要因素，特別是對產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)形成的影響。大量研究表明，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的小肽和游離氨基酸本身不僅是風(fēng)味和滋味成分，而且還是其他風(fēng)味化合物的前體物質(zhì)，對揮發(fā)性芳香成分的構(gòu)成有著重要的貢獻(xiàn)；脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的二次氧化產(chǎn)物醛、醇、酮、羧酸、酯等則是肉制品揮發(fā)性化合物的重要來源[2，3]。雖然人們認(rèn)識(shí)到了蛋白質(zhì)、脂質(zhì)水解氧化對肉制品品質(zhì)影響的重要性，并且也在傳統(tǒng)干腌火腿及發(fā)酵香腸中進(jìn)行了研究，但是到目前為止關(guān)于臘肉加工過程中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)變化規(guī)律的研究卻很少。

因此，本研究以豬五花肉為原料，采用干腌，控溫控濕風(fēng)干成熟工藝來開發(fā)一種培根新產(chǎn)品，以提高其安全性，并分析了加工過程中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)分解和氧化變化規(guī)律及工藝條件對培根新產(chǎn)品品質(zhì)的影響，以便為后續(xù)工藝改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從南京衛(wèi)崗農(nóng)貿(mào)市場購買新鮮豬五花肉，分割成大小及形狀均勻的15塊，每塊500 g。

0.25 mol/L亞鐵氰化鉀溶液、1 mol/L乙酸鋅溶液、硝酸溶液、10%三氯乙酸（m/V）、0.1 mol/L硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.1 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸鐵銨飽和溶液、硝基苯。

1.2 儀器

S210型pH計(jì)（梅特勒托利多公司），2300型KjeltecTM自動(dòng)定氮儀（丹麥FOSS分析儀器公司），SPX-250型恒溫恒濕箱（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），722型可見光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；XHF-1型高速分散機(jī)（上海金達(dá)生化儀器公司），64R型高速冷凍離心機(jī)（美國Beckman Coulter公司）。

1.3 方法

1.3.1 培根制作與取樣 按鹽質(zhì)量占肉質(zhì)量2.7%的用量取鹽，將其均勻涂抹于肉塊表面，4 ℃腌制3 d后轉(zhuǎn)入恒濕恒溫箱進(jìn)行風(fēng)干成熟，起始溫度13 ℃，相對濕度85%，期間每天升溫1.5 ℃、濕度下降0.5個(gè)百分點(diǎn)，18 d后取出即為成品。加工過程中在原料腌制前、腌制后、風(fēng)干成熟第6天、風(fēng)干成熟第12天、風(fēng)干成熟第18 天5個(gè)工藝點(diǎn)取樣檢測，每個(gè)工藝點(diǎn)取3個(gè)平行樣，取樣后剔除脂肪、結(jié)締組織、肉皮，將肌肉部分真空包裝，放入-40 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 水分含量 水分含量按GB/T 5009.3-2003直接干燥法測定。

1.3.3 失重率 失重率=[（A+B-C）/（A+B）]×100%，其中A為原料重量；B為用鹽重量；C為每階段結(jié)束樣品重量。

1.3.3 pH 稱取5.0 g肌肉，加入15 mL去離子水，用高速分散器打成勻漿，重復(fù)進(jìn)行3次（5 000 r/min，20 s/次），室溫靜止15 min，用pH計(jì)測定懸浮液的pH。

1.3.4 鹽分含量 鹽分含量按GB/T 9695.8-2008的方法測定。

1.3.5 總氮（TN）及非蛋白氮（NPN）含量 取0.2 g肌肉，放入消化管中，加12 mL 98%的濃硫酸和一片消化石，420 ℃下消化1.5 h，冷卻至室溫，采用2300型KjeltecTM自動(dòng)定氮儀測定總氮（TN）含量。非蛋白氮（NPN）參照趙改名等[4]的方法稍作修改。稱取5 g肌肉（精確到0.001 g），切碎，加入5倍體積預(yù)冷的10%三氯乙酸（TCA），高速分散器打成勻漿，重復(fù)進(jìn)行3次（5 000 r/min， 每次20 s），4 ℃放置過夜。然后將勻漿液以5 000 r/min離心5 min，棄去沉淀，上清液用中速濾紙過濾到消化管中進(jìn)行消化（方法同總氮的測定），冷卻至室溫，采用2300型KjeltecTM自動(dòng)定氮儀測定。蛋白質(zhì)水解指數(shù)按以下公式計(jì)算。

P.I.=NPN/TN×100%

1.3.6 游離氨基酸（FAA）總量 游離氨基酸總量測定采用茚三酮比色法[5]。

1.3.7 過氧化值（POV） 過氧化值按照GB/T 5009.37-2003的方法測定。

1.3.8 TBARs值 根據(jù)Jin等[6]的方法，稱肌肉5 g切碎， 加25 mL 20% TCA 和20 mL H2O， 在離心管中勻漿， 靜置1 h，轉(zhuǎn)入離心管，2 000 r/min離心10 min，過濾，用雙蒸水定容到50 mL，然后取2 mL濾液加2 mL TBA （0.02 mol/L），在沸水浴中反應(yīng)20 min，取出用流動(dòng)水冷卻5 min，用分光光度計(jì)測定532 nm處的吸光度?？瞻讟訛?5 mL 20%TCA用雙蒸水定容到50 mL， 然后取2 mL濾液加2 mL TBA。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

用Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SAS 8.2軟件進(jìn)行方差分析，不同處理組同一指標(biāo)平均值之間采用鄧肯氏法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 培根加工過程中肌肉水分含量、pH和鹽分含量的變化

如表1所示，隨著加工過程的進(jìn)行，培根產(chǎn)品中的水分含量由原料時(shí)的73.77%下降到終產(chǎn)品的37.69%，產(chǎn)品的劇烈失水主要發(fā)生在腌制后及風(fēng)干成熟中期兩個(gè)階段，特別是腌制階段，這主要由于是腌制階段鹽的出水作用造成了水分的大量流失。最終培根產(chǎn)品中水分含量（37.69%）大大低于其他類型干腌肉制品[7]。

pH隨加工過程的進(jìn)行逐漸增大，但變化幅度不大，從培根原料階段的5.39上升到最終產(chǎn)品的6.37，且在整個(gè)加工過程中，與原料階段相比，除了在風(fēng)干成熟第12天、第18天差異顯著外，其他各階段均不顯著。

從腌制開始到成熟結(jié)束整個(gè)加工過程，培根產(chǎn)品中鹽分含量隨著加工時(shí)間的延長也呈逐漸增大的趨勢， 但各階段間差異不顯著， 最終產(chǎn)品中鹽分含量為5.75%，遠(yuǎn)低于其他干腌肉制品中鹽分含量[8]。鹽分含量與產(chǎn)品中水分含量存在著極顯著的負(fù)相關(guān)性（r=-0.96，P<0.01），這表明加工過程中鹽分含量的上升主要是由產(chǎn)品失水引起。

2.2 培根加工過程中蛋白質(zhì)水解及游離氨基酸含量的變化

由圖1可知，TN含量在培根加工過程中逐漸降低，其中與原料相比，在腌制階段顯著降低（P<0.05），風(fēng)干成熟過程降低不顯著。這可能是由于在腌制階段有大量的水溶性含氮化合物隨水分流失，從而造成產(chǎn)品中TN含量的顯著下降。

與TN相似，NPN在培根腌制階段也有所降低，但降低不顯著，這主要是由于在低溫腌制階段蛋白質(zhì)水解比較弱，生成的NPN少，因水分流失造成的NPN含量的降低也就不顯著。從風(fēng)干成熟開始到成熟第12天這一階段隨著溫度的升高，NPN的含量顯著升高（P<0.05），表明在這一階段蛋白質(zhì)水解比較強(qiáng)烈。但是從風(fēng)干成熟第12天開始到風(fēng)干成熟第18天，NPN含量又顯著降低（P<0.05），可能是由于這一階段大量游離氨基酸與其他物質(zhì)反應(yīng)生成了揮發(fā)性風(fēng)味化合物，從而造成了非蛋白氮含量的減少。

FAA總量在整個(gè)培根加工過程中持續(xù)上升，從原料到風(fēng)干成熟第12天這一階段顯著增加（P<0.05），此后一直到風(fēng)干成熟第18天增加比較緩慢，最終產(chǎn)品中FAA總量為11.43 g/100 g。在成熟后期FAA總量增加不顯著，這主要是由于在這一階段雖然蛋白質(zhì)仍在繼續(xù)水解產(chǎn)生FAA，但是此時(shí)FAA在高溫作用下會(huì)進(jìn)一步降解或與肌肉中其他物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生風(fēng)味化合物。

蛋白質(zhì)水解指數(shù)（P.I.）主要用來評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的降解程度。相關(guān)性分析結(jié)果表明，蛋白質(zhì)與NPN（y=5.600 9x-1.702 4，R2=0.980）、溫度（y=0.315 5x+4.896 1，R2=0.880）和鹽分（y=1.959 6x-2.533 6，R2=0.800）變化均呈線性正相關(guān)。蛋白質(zhì)水解指數(shù)在風(fēng)干成熟后期明顯降低，說明此時(shí)蛋白質(zhì)的整體水解強(qiáng)度減弱，但此時(shí)FAA總量仍在緩慢增加，表明在這一階段的蛋白質(zhì)水解主要是由小肽降解生成FAA。

2.3 培根加工過程中脂質(zhì)氧化變化

2.3.1 培根加工過程中POV變化 由圖2可以看出，過氧化值（POV）在整個(gè)培根加工過程中有兩次達(dá)到峰值，分別為風(fēng)干成熟第6天和風(fēng)干成熟第18天。在風(fēng)干成熟第6天時(shí)POV出現(xiàn)峰值，這主要是由氫過氧化物（HPODs）的本質(zhì)所決定，HPODs是脂質(zhì)的初級(jí)氧化產(chǎn)物，本身很不穩(wěn)定，會(huì)進(jìn)一步被氧化生成醛、醇、酮、酯等揮發(fā)性化合物。然而從風(fēng)干成熟第12天開始到風(fēng)干成熟結(jié)束POV急劇增加，并且在成熟結(jié)束達(dá)到整個(gè)加工過程的最大值（0.055 g/100 g），但此最大值仍遠(yuǎn)低于國標(biāo)腌臘肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 2730-2005）規(guī)定的≤0.5 g/100 g的過氧化值標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于這一現(xiàn)象，其原因還未探明，仍需繼續(xù)研究。在風(fēng)干成熟第18天工藝時(shí)間的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)縮短風(fēng)干成熟時(shí)間來降低產(chǎn)品中的POV。

2.3.2 培根加工過程中TBARs變化 圖3結(jié)果表明，與原料相比，培根TBARs值在腌制階段顯著升高（P<0.05），表明以丙二醛為主體的醛類物質(zhì)在低溫（4 ℃）條件下也能生成，之后到風(fēng)干成熟第6 天顯著降低（P<0.05），說明在這一階段脂質(zhì)氧化主要是以初級(jí)氧化為主，氫過氧化物、醛類等二次氧化產(chǎn)物的生成量小于其進(jìn)一步分解或與其他物質(zhì)反應(yīng)的消耗量。從風(fēng)干成熟第6天開始，TBARs值又開始顯著上升（P<0.05），一直到風(fēng)干成熟第18天加工結(jié)束，達(dá)到整個(gè)加工過程最大值0.42 μg/g。結(jié)合POV的變化結(jié)果表明，從風(fēng)干成熟第6天開始，肌肉脂質(zhì)的氧化主要是以二次氧化為主，產(chǎn)品的風(fēng)味主要是在風(fēng)干成熟的中后期（風(fēng)干成熟第6天至第18天）階段產(chǎn)生。另外，該結(jié)果也表明高溫能促進(jìn)脂質(zhì)氧化形成風(fēng)味，這與章建浩等[9]對金華火腿現(xiàn)代工藝進(jìn)行研究得出的結(jié)果相一致。

3 討論

3.1 工藝條件對培根水分含量、pH和鹽分含量的影響

相比其他干腌肉制品，如干腌火腿、腌loin等，干腌培根的加工時(shí)間要短，然而其失水卻很嚴(yán)重，最終產(chǎn)品的水分含量低于干腌火腿等其他干腌肉制品，這主要是由干腌培根原料肉本身的特性所決定，與干腌火腿、loin、lacon等干腌肉制品相比，培根的形狀比較小，厚度較薄，比表面積相對較大，且結(jié)締組織又很少，沒有很多被皮的覆蓋保護(hù)，加工時(shí)間較其他干腌肉制品短，但在環(huán)境溫度較高的情況下，水分散失很嚴(yán)重，產(chǎn)品口感較差。因此，需要進(jìn)一步在產(chǎn)品的保水性上多做研究，進(jìn)一步改進(jìn)工藝。

出于對消費(fèi)者健康的考慮，低鹽肉制品是目前消費(fèi)者所需求的產(chǎn)品，在干腌肉制品方面，研究者通過降低腌制用鹽量來降低最終產(chǎn)品的鹽分含量，曾弢等[10]在金華火腿現(xiàn)代工藝研究中通過降低腌制用鹽量使最終產(chǎn)品中的鹽分含量從傳統(tǒng)金華火腿的10%以上降低到6.31%。干腌肉制品最終產(chǎn)品中的鹽分含量主要是由腌制用鹽量及產(chǎn)品失水所決定，本研究雖然采用了較低的腌制用鹽量（鹽質(zhì)量占肉質(zhì)量的2.7%），但是由于加工過程中產(chǎn)品失水較多，最終產(chǎn)品的鹽分含量還是達(dá)到了5.75%。

3.2 工藝條件對蛋白質(zhì)變化的影響

肌肉中蛋白質(zhì)水解主要是在肌肉中蛋白酶的作用下發(fā)生，組織蛋白酶是肌肉中水解蛋白質(zhì)的重要酶，趙改名等[11]研究發(fā)現(xiàn)，組織蛋白酶B和L在金華火腿整個(gè)加工過程中都保持著一定的催化活性，并且在4～40 ℃范圍內(nèi)其活性與溫度成正相關(guān)。在本研究中，從原料到風(fēng)干成熟第12天這一階段的工藝溫度正好在此范圍內(nèi)，因此在這個(gè)階段隨著工藝溫度的升高蛋白質(zhì)水解指數(shù)逐漸增大。本研究結(jié)果也表明，在這一階段溫度與蛋白水解指數(shù)呈顯著正相關(guān)（y=0.315 5x+4.896 1，R2=0.880）。從風(fēng)干成熟第12天開始到成熟結(jié)束，雖然溫度繼續(xù)從31 ℃升高到40 ℃，但此時(shí)蛋白質(zhì)水解指數(shù)卻在顯著下降，這主要是由于蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的非蛋白氮類化合物，尤其是FAA在高溫條件下會(huì)被進(jìn)一步降解，或與其他物質(zhì)反應(yīng)而快速減少有關(guān)，如Strecker降解、Maillard反應(yīng)等。另外，Zhao等[12]表明干腌火腿中蛋白水解相關(guān)的酶，例如二肽酶（DPPs）、氨肽酶等其活力均隨溫度升高而增大。這些結(jié)果表明提高風(fēng)干成熟溫度可以加快蛋白質(zhì)水解，促進(jìn)風(fēng)味化合物的形成。

本研究結(jié)果表明，從腌制開始到風(fēng)干成熟第12天，中式培根肌肉中鹽分含量的變化與蛋白質(zhì)水解指數(shù)呈線性正相關(guān)（y=1.959 6x-2.533 6，R2=0.800），這表明低濃度鹽含量（≤5.67%）對肌肉中內(nèi)源蛋白酶活力的抑制作用比較小，甚至有可能沒有抑制作用，因此，中式培根加工過程中影響蛋白質(zhì)水解的主要因素是加工溫度。

3.3 工藝條件對脂質(zhì)氧化的影響

肌肉中脂質(zhì)的氧化主要包括自動(dòng)氧化和酶促氧化，因此影響其氧化的因素也有很多，既有肌肉內(nèi)部因素的影響，如肌肉中的脂肪氧合酶、血紅素、過氧化氫酶、金屬離子等，也有外部因素的影響，主要是工藝條件的影響。在工藝條件因素中溫度是其最主要影響因素，高溫能夠促進(jìn)脂質(zhì)氧化，加快揮發(fā)性化合物的形成，這體現(xiàn)在中后期的高溫風(fēng)干成熟過程中TBARs值顯著增加。但是，如果在此基礎(chǔ)上繼續(xù)升高溫度，進(jìn)行風(fēng)干成熟，這些醛類化合物就可能會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他化合物，從而降低氧化指標(biāo)TBARs值。章建浩等[9]在金華火腿加工的后期進(jìn)行強(qiáng)化高溫成熟處理，發(fā)現(xiàn)通過強(qiáng)化高溫成熟處理不僅能加快揮發(fā)性風(fēng)味化合物的形成，而且也能降低最終產(chǎn)品的POV值以及TBARs值。

除了溫度這一影響脂質(zhì)氧化的主要因素外，在本研究中鹽分也是一個(gè)比較重要的因素，許多研究表明低濃度鹽分對脂質(zhì)氧化有一定促進(jìn)作用，高濃度鹽分對脂質(zhì)氧化有抑制作用，Rhee等[13]提出在豬肉中低于2%的鹽分對脂質(zhì)氧化有促進(jìn)作用，高于2%則抑制脂質(zhì)的氧化。本研究結(jié)果表明，腌制過程中POV及TBARs值的明顯增大可能與鹽分的促進(jìn)氧化作用有關(guān)，但是到腌制結(jié)束肌肉中的鹽分含量就達(dá)到了5.30%，這說明在接下來的中式培根風(fēng)干成熟過程中，鹽分對脂質(zhì)氧化的影響可能主要表現(xiàn)為抑制作用。

4 結(jié)論

利用五花肉做原料加工干腌培根，加工過程中水分極易散失，因此，加工過程中控制產(chǎn)品水分過度散失是下一步進(jìn)行工藝改進(jìn)要考慮的問題。蛋白質(zhì)在整個(gè)加工過程中都在水解，產(chǎn)生FAA。脂質(zhì)在加工前期主要是一次氧化形成氫過氧化物，在風(fēng)干成熟中后期主要發(fā)生二次氧化，形成大量揮發(fā)性化合物。提高風(fēng)干成熟溫度，能夠加快肌肉中蛋白質(zhì)、脂質(zhì)的水解氧化，特別是在成熟后期升高溫度能夠促進(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味的形成，并且還可能降低最終產(chǎn)品的氧化指標(biāo)，提高其質(zhì)量安全性。低鹽腌制不僅有利于肌肉中蛋白質(zhì)水解，而且也能促進(jìn)脂質(zhì)氧化形成風(fēng)味，滿足消費(fèi)者對低鹽營養(yǎng)、健康食品的需求。

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