宣恩火腿加工過程中脂肪變化分析

邱朝坤，范露，張倩倩

(武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院 食品與生物科技學(xué)院，武漢 430205)

宣恩火腿是我國(guó)湖北省恩施自治州一帶的特產(chǎn)，以宣恩縣所產(chǎn)火腿最負(fù)盛名，其肉質(zhì)細(xì)嫩、皮黃脂白肉紅、氣味鮮香宜人、滋味濃郁[1]，在乾隆時(shí)期就作為貢品進(jìn)貢朝廷，被譽(yù)為“中國(guó)四大名腿”之一[2]。

火腿的蛋白質(zhì)和脂肪經(jīng)歷了復(fù)雜的變化，水解和氧化反應(yīng)過程形成的產(chǎn)物及次級(jí)產(chǎn)物共同形成了干腌火腿獨(dú)特的風(fēng)味[3,4]，脂質(zhì)氧化是火腿加工過程中一類重要的生物化學(xué)變化，能夠形成許多揮發(fā)性風(fēng)味化合物，是火腿風(fēng)味的主要來源之一[5]，Huan等人研究表明，金華火腿風(fēng)味物質(zhì)中約50%直接來源于脂肪氧化[6]，但過度氧化會(huì)形成不愉快的味道[7]?；鹜戎|(zhì)在脂肪酶的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，生成游離脂肪酸、單甘脂等產(chǎn)物[8]，進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫過氧化物，并能迅速發(fā)生降解反應(yīng)生成小分子醛、酮等風(fēng)味物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅揮發(fā)性強(qiáng)且閾值低，對(duì)火腿風(fēng)味的形成起到關(guān)鍵作用[9,10]。因而通過測(cè)定宣恩火腿不同加工階段脂肪的變化，對(duì)研究其風(fēng)味形成機(jī)理具有重要意義，可為宣恩火腿的現(xiàn)代化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)用火腿購(gòu)自湖北省思樂牧業(yè)集團(tuán)有限公司。本課題研究5個(gè)階段的樣品分別為原料腿(新鮮腿)、腌制期(腌制1個(gè)月)、發(fā)酵初期(發(fā)酵1個(gè)月)、發(fā)酵中期(發(fā)酵4個(gè)月)和成品腿。肌內(nèi)脂肪指從股二頭肌中提取的脂肪，皮下脂肪指從皮下1 cm提取的脂肪。

大豆磷脂標(biāo)準(zhǔn)品：購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；其余試劑：均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AL-104型分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；PF-5R型離心機(jī) 長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；SX4-4-10型馬弗爐 武漢亞華電爐有限公司；UV-2000型分光光度計(jì) 上海尤尼科儀器有限公司；RE-8型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪含量的測(cè)定

脂肪含量采用氯仿抽提法測(cè)定，具體步驟：將宣恩火腿肌內(nèi)組織與皮下組織分離，稱取10 g樣品于三角瓶中，按照料液比1∶12加入氯仿-甲醇(2+1)溶液，于30 ℃水浴搖床提取30 min，轉(zhuǎn)速200 r/min，過濾，加入濾液體積30%的0.5% NaCl溶液，靜置分層，收集下層液，在旋蒸蒸發(fā)儀中揮干溶劑，于105 ℃烘箱中烘干至恒重，計(jì)算樣品的脂肪含量。

1.3.2 磷脂含量的測(cè)定

磷脂含量用比色法測(cè)定，具體參照SN/T 3851-2014。

1.3.3 酸價(jià)的測(cè)定

酸價(jià)用冷溶劑指示劑滴定法測(cè)定，具體參照GB 5009.229-2016。

1.3.4 過氧化值的測(cè)定

樣品過氧化值采用滴定法測(cè)定，具體參照GB 5009.227-2016。

1.3.5 羰基價(jià)的測(cè)定

羰基價(jià)采用比色法測(cè)定，具體參照GB 5009.230-2016。

1.3.6 TBA值的測(cè)定

TBA值采用比色法測(cè)定，具體步驟：稱取5.00 g樣品于250 mL碘量瓶中，加入50 mL含0.1% EDTA的7.5%三氯乙酸溶液，200 r/min震蕩提取30 min，靜置5 min后過濾，取濾液5 mL于25 mL比色管中，加入0.02 mol/L 5 mL硫代巴比妥酸溶液，90 ℃反應(yīng)40 min，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻1 h，將反應(yīng)液于3000 r/min離心5 min，于上清液中加入5 mL氯仿，靜置15 min，將上清液分別置于532 nm和600 nm處比色，按照下式計(jì)算樣品的TBA值：

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

采用WPS Excel 2016和SAS 9.2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 宣恩火腿不同加工階段脂肪含量變化

圖1 不同加工階段火腿脂肪含量Fig.1 Fat content of ham in different processing stages

由圖1可知，宣恩火腿原料腿肌內(nèi)脂肪含量為17.6%，皮下脂肪含量為89.8%，隨著加工的進(jìn)行，火腿水分含量逐漸散失，脂肪含量升高，成品火腿肌內(nèi)脂肪含量達(dá)31.4%，皮下脂肪含量達(dá)94.0%。在腌制期至發(fā)酵期火腿水分含量下降最快，此階段火腿脂肪含量有較大上升。

2.2 宣恩火腿不同加工階段磷脂含量變化

圖2 不同加工階段火腿磷脂含量Fig.2 Phospholipid content of ham in different processing stages

由圖2可知，宣恩火腿磷脂含量在整個(gè)加工階段持續(xù)下降，肌內(nèi)磷脂含量由2.06%下降到1.37%，皮下磷脂含量由1.61%下降到0.86%。對(duì)于肌內(nèi)磷脂，在發(fā)酵中后期含量下降迅速，表明此階段是脂肪水解活躍期，也是風(fēng)味形成關(guān)鍵期；對(duì)于皮下磷脂而言，在腌制期內(nèi)其含量相對(duì)穩(wěn)定，主要原因是皮下組織缺乏磷脂酶(該酶主要存在于肌內(nèi)[11])，在發(fā)酵期前含量下降主要與水分含量下降有關(guān)?；鹜仍诩庸み^程中受到脂酶的作用，甘油酯和磷脂都會(huì)發(fā)生一定程度的水解而產(chǎn)生游離脂肪酸[12]，因而甘油酯和磷脂含量都不斷下降。甘油酯和磷脂水解后生成的游離脂肪酸會(huì)進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)而生成各種風(fēng)味化合物，由于磷脂的水解在其中占了很大比重，因而對(duì)于火腿而言，其風(fēng)味主體來源于肌內(nèi)而并非皮下，這與前人的研究結(jié)果相吻合[13]。

2.3 宣恩火腿不同加工階段酸價(jià)變化

圖3 不同階段火腿脂肪酸價(jià)Fig.3 Fat acid value of ham in different processing stages

由圖3可知，宣恩火腿脂肪酸價(jià)在整個(gè)加工階段持續(xù)升高，肌內(nèi)脂肪酸價(jià)由1.37 mg/g上升到3.85 mg/g，皮下脂肪酸價(jià)由0.72 mg/g上升到2.54 mg/g。酸價(jià)的持續(xù)升高表明游離脂肪酸一直在累積，水解生成的游離脂肪酸大于氧化分解的脂肪酸。肌內(nèi)脂肪酸價(jià)高于皮下脂肪酸價(jià)也印證了肌內(nèi)磷脂含量和下降速度高于皮下磷脂。肌內(nèi)脂肪酸價(jià)在發(fā)酵期上升更明顯主要是因?yàn)樵诖穗A段各種酶都很活躍。目前宣恩火腿沒有制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，參照金華火腿中酸價(jià)不得超過4.0 mg/g[14]，宣恩火腿成品腿酸價(jià)處于較低水平。

2.4 宣恩火腿不同加工階段過氧化值變化

由圖4可知，宣恩火腿肌內(nèi)脂肪過氧化值在整個(gè)加工階段呈先升高后下降的趨勢(shì)，皮下脂肪過氧化值則是先升高后趨于平緩，惠騰等[15]研究的重組干腌火腿也得出了類似的結(jié)果。原料腿肌內(nèi)脂肪過氧化值為2.81 mmol/kg，在發(fā)酵初期上升到峰值4.64 mmol/kg，隨后逐漸下降到3.73 mmol/kg，皮下脂肪過氧化值峰值為2.40 mmol/kg，均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的20 mmol/kg[16]。過氧化值主要體現(xiàn)脂肪初期的氧化程度，在發(fā)酵期之前其含量都不斷上升，表明前期不飽和脂肪酸在發(fā)生氧化反應(yīng)，而后下降表明這些氧化反應(yīng)生成的過氧化物已經(jīng)開始分解。肌內(nèi)脂肪過氧化值高于皮下脂肪主要有兩方面原因：一是肌內(nèi)脂肪水解程度高于皮下脂肪，生成的氧化反應(yīng)底物——不飽和游離脂肪酸也更高；二是脂肪的氧化反應(yīng)需要氧氣參與，顯然肌內(nèi)脂肪接觸氧氣的速度和總量都高于皮下脂肪。在加工后期，皮下脂肪過氧化值保持穩(wěn)定，而肌內(nèi)脂肪過氧化值繼續(xù)下降，表明此時(shí)肌內(nèi)脂肪氧化反應(yīng)還很活躍，過氧化物繼續(xù)分解生成風(fēng)味化合物，這也證實(shí)了火腿風(fēng)味化合物在肌內(nèi)含量較高且主要在加工后期生成[17]。

圖4 不同加工階段火腿脂肪過氧化值Fig.4 Fat peroxide value of ham in different processing stages

2.5 宣恩火腿不同加工階段羰基價(jià)變化

圖5 不同加工階段火腿脂肪羰基價(jià)Fig.5 Fat carbonyl value of ham in different processing stages

由圖5可知，宣恩火腿在加工階段肌內(nèi)脂肪羰基價(jià)由0.24 mmol/kg上升到0.46 mmol/kg，皮下脂肪羰基價(jià)由0.13 mmol/kg上升到0.23 mmol/kg，肌內(nèi)和皮下脂肪羰基價(jià)在發(fā)酵初期都有一個(gè)明顯上升，皮下脂肪隨后氧化趨于平穩(wěn)，羰基價(jià)無(wú)顯著性變化，而肌內(nèi)脂肪到了發(fā)酵末期羰基價(jià)又有一個(gè)明顯的上升趨勢(shì)，表明此時(shí)氧化反應(yīng)仍然很活躍。脂肪羰基價(jià)變化趨勢(shì)與火腿脂肪過氧化值變化趨勢(shì)基本吻合。

2.6 宣恩火腿不同加工階段TBA值變化

由圖6可知，宣恩火腿在整個(gè)加工過程中TBA值整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，肌內(nèi)脂肪TBA值由0.185 mg/kg上升到0.417 mg/kg，皮下脂肪TBA值由0.056 mg/kg上升到0.298 mg/kg。脂肪TBA值表征的是脂肪組織中游離脂肪酸氧化產(chǎn)物在瞬間含量的量度[18]。脂肪TBA值出現(xiàn)波動(dòng)表明脂肪氧化反應(yīng)仍在繼續(xù)但有可能轉(zhuǎn)化為其他的產(chǎn)物。一般情況下，游離脂肪酸的氧化產(chǎn)物能在產(chǎn)物之間、產(chǎn)物與其他組織成分(比如糖類等)之間發(fā)生反應(yīng)，形成許多具有揮發(fā)性的酯、呋喃和吡嗪等有機(jī)化合物，這些揮發(fā)性成分對(duì)干腌火腿特有的風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)[19]。發(fā)酵中后期火腿脂肪TBA值處于較高水平表明此階段脂肪氧化反應(yīng)活躍，是風(fēng)味形成的關(guān)鍵期。

圖6 不同加工階段火腿脂肪TBA值Fig.6 Fat TBA value of ham in different processing stages

3 結(jié)論

脂肪是火腿加工過程中變化十分活躍的成分之一，其發(fā)生的水解和氧化反應(yīng)對(duì)火腿的品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用，適度的反應(yīng)有利于火腿特有風(fēng)味的形成，但過度的反應(yīng)則會(huì)導(dǎo)致火腿品質(zhì)下降。宣恩火腿在加工過程中脂肪發(fā)生了一定程度的水解和氧化，且肌內(nèi)脂肪的水解和氧化程度高于皮下脂肪。脂肪的水解與氧化反應(yīng)伴隨著整個(gè)加工過程，尤其在發(fā)酵中后期反應(yīng)更加活躍，這可能與此階段酶活性更高有關(guān)。