小球藻營養(yǎng)強化即食香腸的品質(zhì)特性

王璐,肖珊,*,楊小瑩,胡峣峣,王波,蔡燕雪,王際輝,,李琳

1(大連工業(yè)大學 生物工程學院,遼寧 大連,116034) 2(東莞理工學院 化學工程與能源技術(shù)學院,廣東 東莞,523808)

小球藻(Chlorella)為綠藻門普生性單細胞綠色微藻,廣泛分布于淡水和海水[1]中,富含多種營養(yǎng)物質(zhì)以及活性代謝產(chǎn)物,具有免疫調(diào)節(jié)[2]、抗氧化以及降血糖和降血脂[3]等作用,被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織評為“綠色健康食品”。小球藻應(yīng)用范圍廣泛,可作為食品和飼料添加劑,也可作為高價值食品補充劑[4]。美國和日本將小球藻作為優(yōu)良食品和動物飼料添加劑已有30多年的歷史。近年來,東亞和歐洲每年生產(chǎn)數(shù)千噸的小球藻作為飼料添加劑、保健食品、營養(yǎng)補充食品或藥物[5]。在各類小球藻中,蛋白核小球藻因其富含豐富的蛋白質(zhì)和多糖,其中蛋白質(zhì)含量占50%(干重)左右,被視為理想的蛋白質(zhì)來源,在食品領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景[6]。

世界衛(wèi)生組織早在2013年就已經(jīng)提倡消費者選擇富含多不飽和脂肪酸的肉制品[7],因此,研發(fā)健康營養(yǎng)的肉制品已經(jīng)成為肉制品加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。目前,小球藻作為食品添加劑已經(jīng)應(yīng)用于大米、釀酒、發(fā)酵大豆制品、豆腐、面食、發(fā)酵乳制品等食品的品質(zhì)改良和調(diào)味[8]。在肉制品加工中加入小球藻制備功能性肉制品,以提高肉制品的營養(yǎng)價值并改善其儲藏特性尚不明晰。本研究往即食香腸中添加不同濃度的蛋白核小球藻,探究蛋白核小球藻對即食香腸的品質(zhì)特性的影響,為未來開發(fā)以小球藻為營養(yǎng)強化劑的功能性肉制品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蛋白核小球藻粉,大連健洋生物科技有限公司；豬肉,大連沃爾瑪超市；白酒、食鹽、白砂糖、味精、焦磷酸鈉、葵花籽油均為食品級；維生素C、維生素E含量測試盒,南京建成生物工程研究所；葉黃素標準品,大連美倫生物技術(shù)有限公司；2-硫代巴比妥酸,國藥集團化學試劑有限公司；2,4-二硝基苯肼(2,4-dinitrophenylhydrazine,DNPH),上海麥克林生物有限公司；乙二醇雙(2-氨基乙基醚)四乙酸(glycol-bis-(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,EGTA),生工生物工程(上海)股份有限公司；其他有機試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KDY—9820全自動凱氏定氮儀,上海培歐分析儀器有限公司；安捷倫7890A型氣相、5975C型質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國安捷倫科技有限公司；H2050R-1高速冷凍離心機,湖南湘儀實驗儀器開發(fā)有限公司;U-5100分光光度計,日立公司;水浴鍋,上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 香腸加工制作

制備破壁小球藻粉：小球藻粉與純凈水的料液比為1∶10(g∶mL)；細胞破碎儀處理45 min,冷凍干燥獲取破壁小球藻粉。實驗共4個處理組,分別為空白對照組(未添加小球藻),低濃度添加組(小球藻添加量為0.5%,質(zhì)量分數(shù),下同),中濃度添加組(1.5%),高濃度添加組(3.0%),每個處理組分別制作3批香腸,每批12根。

即食香腸的具體制作過程為：肥瘦比為2∶8的豬前腿肉放入絞肉盤孔徑為10 mm的絞肉機中絞碎,并混合均勻,將原料肉、食鹽(2.5%,肉總質(zhì)量計,下同)、白糖(1.5%)、料酒(1.5%)、焦磷酸鈉(0.2%)、味精(0.1%)以及與原料肉同質(zhì)量的冰水(1∶1)混合物共同放入斬拌機中,高速斬拌3 min；再分別加入破壁小球藻粉(0.5%、1.5%、3.0%,肉總質(zhì)量計),以未加小球藻為對照組。高速斬拌：腸餡溫度為12 ℃,即達到斬拌終點。4 ℃腌制2 h,豬小腸衣灌腸,并扎12個小孔排出腸衣內(nèi)氣體,沸水煮25 min(香腸中心溫度70～74 ℃),透氧包裝袋包裝,置于4 ℃條件下保藏7 d,分別在第0、1、3、5和7天時檢測香腸品質(zhì)相關(guān)指標。

1.3.2 香腸營養(yǎng)成分測定

按照《GB 5009.5—2016 食品國家安全標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》[9-12]測定香腸中水分、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分的含量。采用苯酚硫酸法[13]測定香腸中總糖含量。采用維生素C、維生素E含量測試盒測定香腸中維生素C和維生素E含量。膳食纖維含量按照MOHAMED等[14]的方法進行測定。葉黃素含量測定具體步驟為：4 ℃條件下取4 g香腸樣品與18 mL丙酮溶劑均質(zhì)5 min,于8 000 r/min離心10 min,用0.45 μm濾膜過濾上清液。液相色譜條件按照V(甲醇)∶V(乙腈)=95∶5進行等度色譜分析,進樣量10 μL,流速1 mL/min,所用色譜柱為C18柱(依利特),柱溫為室溫,檢測波長為446 nm。以葉黃素標品做標準曲線計算出香腸的葉黃素含量。參考鄧祥元等[15]的方法測定葉綠素含量：取0.5 g香腸樣品與10 mL甲醇-乙醇溶液(體積比為1∶3)均質(zhì)5 min,于8 000 r/min離心10 min,取上清液,分別在645和663 nm波長處測定吸光度,并按照公式(1)、(2)和(3)計算。

(1)

(2)

ωT/(mg·g-1)=ωa+ωb

(3)

式中：m,香腸樣品的質(zhì)量,g；V,甲醇-乙醇溶液的體積,mL;ωa,葉綠素a含量;ωb,葉綠素b含量;ωT,總?cè)~綠素含量。

1.3.3 香腸抗氧化能力測定

1.3.3.1 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量測定

參考韓衍青[16]的方法,實驗在冰浴上進行。將10 g香腸與50 mL 75 g/L三氯乙酸溶液均質(zhì)5 min,從雙層濾紙中提取2次。取5 mL上清液與5 mL 0.02 mol/L 硫代巴比妥酸溶液渦旋混勻,90 ℃條件下水浴45 min,自來水冷卻至室溫。測定上清液在532和600 nm處的吸光度,并按照公式(4)計算樣品中MDA含量,用mg MDA/kg表示。

(4)

式中：m,香腸樣品的質(zhì)量,g；4.68為換算系數(shù)。

1.3.3.2 蛋白質(zhì)羰基含量測定

參考LUND等[17]的方法并做適當改動：實驗在冰浴上進行。將2 g香腸樣品與20 mL焦磷酸緩沖液(pH 7.4)均質(zhì)5 min,取2份2 mL樣品與2 mL 200 g/L三氯乙酸溶液混勻,于12 000 r/min下離心5 min,棄上清液,一份樣品中加入2 mL 10 mmol/L的DNPH溶液(溶劑為2 mol/L HCl溶液),另一份加入2 mL 2 mol/L的HCl溶液作為對照組。避光反應(yīng)30 min(每3 min旋渦振蕩10 s),分別添加2 mL 200 g/L三氯乙酸溶液沉淀蛋白,于12 000 r/min離心5 min。取沉淀于2 mL乙酸乙酯-乙醇溶液(體積比為 1∶1)中沉淀,重復(fù)洗滌3次。將沉淀溶解于2 mL 6 mol/L的鹽酸胍溶液(溶劑為20 mmol/L KH2PHO4溶液,pH 2.3)中,4 ℃冷藏過夜。于12 000 r/min離心5 min,取上層清液在370 nm測定吸光值,并按照公式(5)計算羰基含量。

(5)

式中：ρ,蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度,mg/mL；ε1,摩爾消光系數(shù)為22 000 L/(mol·cm)。

1.3.4 香腸持水力測定

根據(jù)MARTI-QUIJAL等[18]的方法對香腸的持水力進行測定,表示為香腸的烹飪損失。將香腸切為5 mm薄片,準確稱取香腸質(zhì)量m1。將20 mL去離子水加入含有切碎香腸樣品的離心管中,攪拌均勻后室溫靜置24 h。20 ℃條件下于14 000 r/min離心30 min,立即取出稱取質(zhì)量m2。按照公式(6)計算香腸持水力。

(6)

式中：m1,香腸樣品干重,g；m2,離心管質(zhì)量和香腸樣品濕重,g；m0,離心管質(zhì)量,g。

1.3.5 香腸感官評價

由8名通過基本味覺鑒定程序,并且具有定量描述分析經(jīng)驗的評委組成感官評價小組,進行了氣味、質(zhì)構(gòu)、顏色及總體可接受程度分析,并最終確定香腸氣味感官評定詞為海苔味、紫菜味、抹茶味、青草味、鮮味、咸味、酸敗味、肉腥味,對上述描述詞進行定義并確定參照樣(1=無氣味,5=氣味強烈),如表l所示。質(zhì)構(gòu)描述指標為咀嚼彈性(1=非常不理想,5=非常理想),顏色指標設(shè)為顏色可接受程度(1=非常不理想,5=非常理想)。可接受度指標設(shè)為總體可接受程度(1=非常不理想,5=非常理想)。使用感官分析評分尺度表進行評分。樣品評定后用清水漱口,以免影響評價員的判斷。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析

每個實驗組設(shè)置3個重復(fù),采用Excel 2010軟件對數(shù)據(jù)進行處理(計算平均值和標準偏差)；采用SPSS Statistics 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析,采用Origin 2018進行繪圖,所有統(tǒng)計分析的顯著水平均為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 香腸的營養(yǎng)成分及含量

如表2所示,與對照組相比,低濃度添加組(0.5%)、中濃度添加組(1.5%)和高濃度添加組(3.0%)香腸中的葉綠素(13.99、45.00和95.44 mg/g),維生素C(9.49、17.63和26.44 μg/g),維生素E(3.94、9.92和15.76 μg/g)含量均顯著高于對照組,并且隨著小球藻添加量的增加,其含量也顯著增加；1.5%和3.0%添加組香腸中的蛋白質(zhì)(25.43%和27.16%)含量顯著高于對照組(P<0.05),分別提高了5.39%和11.41%,這是因為蛋白核小球藻中含有豐富的蛋白質(zhì)。綜合而言,隨著香腸中小球藻添加量增加,香腸中的營養(yǎng)成分及含量也增加,其中3.0%組香腸的營養(yǎng)成分及含量最高。在ANDRESSA的報道[19]中也發(fā)現(xiàn)了這一結(jié)果,說明小球藻能夠增加新的營養(yǎng)成分,提高香腸的營養(yǎng)價值。

表2 香腸的營養(yǎng)成分及含量

2.2 香腸抗氧化能力分析

2.2.1 香腸儲藏過程中的脂質(zhì)氧化分析

香腸中MDA含量越多表示脂肪氧化的程度越高。如圖1所示,儲藏第0天時,0.5%組、1.5%組、3.0%組香腸MDA含量為2.12、1.45、0.81 mg/kg,與對照組相比分別減少了36.14%、56.33%和75.60%,均顯著低于對照組。儲藏第3天至第7天,0.5%組香腸的MDA含量與對照組無顯著差異,可能是香腸中小球藻含量不足導(dǎo)致,而1.5%組和3.0%組香腸中的MDA含量上升緩慢,與對照組相比具有顯著差異(P<0.05)。儲藏第7天時,各處理組香腸的MDA含量分別為7.27、6.62、4.88 mg/kg,與對照組相比分別減少了7.86%、16.10%和38.15%。

圖1 不同儲藏階段香腸的脂質(zhì)氧化變化

綜上說明添加小球藻能夠提高香腸的抗氧化能力,并與小球藻添加量呈正相關(guān)。香腸MDA含量出現(xiàn)顯著差異的原因是因為小球藻中存在具有抗氧化作用的物質(zhì)。關(guān)于小球藻具有抗氧化能力已有相關(guān)報道,GOIRIS等[20]報道了小球藻中的葉黃素、葉綠素、維生素C、維生素E和酚類物質(zhì)均具有較強的抗氧化性,并能抑制熟肉中的脂質(zhì)氧化,與本實驗結(jié)果一致。綜合結(jié)果表明小球藻能夠顯著抑制香腸中MDA的生成,小球藻營養(yǎng)強化香腸具有較好的抗脂質(zhì)氧化能力。

2.2.2 香腸儲藏過程中蛋白質(zhì)氧化程度變化

蛋白質(zhì)羰基化不僅會影響肉制品的顏色和質(zhì)地,還會造成必需氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的流失,降低蛋白質(zhì)的消化率[21]。如圖2所示,儲藏期間各實驗組香腸的羰基含量均呈現(xiàn)上升趨勢,儲藏第0天時,1.5%組和3.0%組香腸羰基含量顯著低于對照組和0.5%組,分別為0.29和0.26 nmol/mg,而0.5%組與對照組之間無顯著差異,這一結(jié)果表明當小球藻添加量為1.5%和3.0%時能夠顯著抑制香腸的蛋白質(zhì)氧化(P<0.05)。在同一儲藏天數(shù)內(nèi),1.5%組和3.0%組香腸的羰基含量均顯著低于對照組,儲藏第7天時,1.5%和3.0%組香腸的羰基含量與對照組相比分別減少了9.19%和17.67%,為2.57和2.33 nmol/mg。說明高濃度添加小球藻能夠顯著抑制香腸在儲藏過程中羰基化合物質(zhì)的形成,且香腸中小球藻的添加量越高,羰基含量越低,說明香腸蛋白質(zhì)氧化程度與小球藻添加量成負相關(guān)。

圖2 不同儲藏階段香腸的蛋白質(zhì)氧化程度變化

2.3 香腸儲藏過程中的持水力變化

肉制品持水力大代表肉的汁液多,具有良好的加工和食用品質(zhì)。圖3所示,香腸的持水力隨著儲藏時間延長呈現(xiàn)下降趨勢。儲藏第0天至第5天,3.0%組香腸的持水力均顯著高于對照組(P<0.05),而其他2個添加組與對照組無顯著差異。儲藏第7天時,4個處理組之間均無顯著差異。3.0%組香腸持水力增強可能與小球藻中所含有的膳食纖維有關(guān),在表2的香腸營養(yǎng)成分及含量結(jié)果顯示,與對照組相比,3.0%組香腸中膳食纖維含量增加了11.11%。秦衛(wèi)東等[22]報道在香腸中加入牛蒡膳食纖維,能夠提高香腸的持水力并降低蒸煮損失,其結(jié)果與本實驗結(jié)果一致。另外在PARK等[23]的報道中,添加適量膳食纖維能夠較好地提高肉制品可接受程度。

圖3 不同儲藏階段香腸的持水力變化

2.4 香腸的感官評價

根據(jù)圖4所示,對照組香腸的肉腥味得分最高,為2.2分,其次為0.5%組,為1.6分,1.5%組和3.0%組得分最低,均為1.4分。這一結(jié)果表明小球藻能夠在一定程度上掩蓋香腸的肉腥味。另外,在對香腸有積極影響的風味中,0.5%組,1.5%組,3.0%組分別在紫菜味、海苔味、抹茶味中的得分最高,為3.0分、3.7分和4.2分,說明香腸中小球藻添加量不同會導(dǎo)致其風味多樣化。在咀嚼彈性得分中,添加組香腸的評分略低于對照組。在顏色的可接受度方面和總體可接受程度方面,1.5%組香腸的得分均為最高。以上結(jié)果表明,將小球藻作為食品添加劑添加到香腸中,可以賦予香腸特殊的風味,其中1.5%組香腸的可接受程度最高,未來可能更能夠受到消費者歡迎。

圖4 香腸感官評價

3 結(jié)論與討論

結(jié)果表明,與對照組相比,隨著香腸中蛋白核小球藻含量的增加,香腸中的蛋白質(zhì)、葉黃素、葉綠素、維生素C和維生素E等營養(yǎng)成分顯著提高,其中3.0%添加組香腸的營養(yǎng)成分含量最高。香腸脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)氧化分析結(jié)果表明,蛋白核小球藻可以作為天然抗氧化劑并能夠顯著提高香腸的抗氧化能力。感官評價結(jié)果表明,蛋白核小球藻營養(yǎng)強化香腸具有海苔味、紫菜味、抹茶味等特征性風味,其中1.5%添加組香腸的顏色和總體可接受程度的評分最高。由于小球藻中色素的作用,添加不同濃度的小球藻香腸會呈現(xiàn)不同程度的綠色,添加量越大,顏色越深,在一定程度上會影響消費者的感官體驗,這也是未來研發(fā)小球藻香腸亟需解決的問題。綜上所述,在香腸中添加適量的蛋白核小球藻能夠提高香腸的營養(yǎng)價值,豐富香腸的風味,延長香腸的貨架期,未來可作為食品營養(yǎng)強化劑應(yīng)用于肉制品的生產(chǎn)加工中。