湘派豆干及鹵汁在鹵制過程中的變化規(guī)律

伍濤,彭希林*,趙良忠*,陳浩,周曉潔,黃展銳,周小虎

1(邵陽學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院,湖南 邵陽,422000) 2(豆制品加工與安全控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 邵陽,422000)

湘派休閑豆干以含水量40%～60%的豆清發(fā)酵液豆干為主要原料,通過多次烘干、浸漬鹵制、調(diào)味等工序加工而成[1-2]。外表呈褐色、內(nèi)部淡黃且具有鹵料香味,有濃厚的地域特色,深受消費(fèi)者的喜愛[3]。其中鹵制是最重要的工序之一,將香辛料、筒子骨熬制的高湯、調(diào)味料按比例混合熬煮成鹵汁,再將冷卻后的豆干放入進(jìn)行鹵制,在加工過程中,多次循環(huán)鹵煮可以促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的釋放和附著,賦予產(chǎn)品豐富的營養(yǎng)與獨(dú)特的風(fēng)味[4]。鹵汁在循環(huán)使用過程中,由于鹵汁富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等,容易發(fā)生美拉德反應(yīng)和脂質(zhì)氧化[5],許多化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物積蓄,鹵汁存在變質(zhì)與安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

鹵豆干中所含糖基化末端產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)主要是美拉德反應(yīng)生成的穩(wěn)定聚合產(chǎn)物,其中N(ε)羧甲基賴氨酸[carboxymethyl lysine,CML]、N(ε)羧乙基賴氨酸[carboxyethyl lysine,CEL]是構(gòu)成AGEs的主要成分。大量研究表明,AGEs的積累可以導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生,如糖尿病、腎病、動(dòng)脈粥樣硬化、衰老、心血管疾病和阿茨海默爾等[6-8]。

常壓鹵制方式時(shí)間長、溫度高,產(chǎn)品入味不夠均勻、不穩(wěn)定、鹵汁損耗率高、安全風(fēng)險(xiǎn)高,李海濤等[9]運(yùn)用脈沖鹵制方法鹵制豆干,鹵制時(shí)間從480 min縮短至80 min,微生物降低4個(gè)數(shù)量級(jí)。脈沖鹵制較傳統(tǒng)鹵制時(shí)間短、產(chǎn)品風(fēng)味穩(wěn)定、營養(yǎng)保留完整、產(chǎn)品安全性提高,研究脈沖鹵制方式對(duì)降低生產(chǎn)成本、簡化生產(chǎn)工藝流程、提高食品原料的出品率、控制產(chǎn)品安全性具有極其重要的意義[10]。

本研究以傳統(tǒng)鹵制為陽性參照對(duì)象,對(duì)脈沖鹵制過程中的豆干、鹵汁的理化指標(biāo)、安全指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)與分析,以豆清發(fā)酵液法(酸漿法)制備的湘派豆干為主要原料,分別采用傳統(tǒng)、脈沖方式進(jìn)行鹵制,定時(shí)取樣檢測(cè)豆干與鹵汁在不同鹵制次數(shù)時(shí)總酸、pH、色差、過氧化值、CML、CEL的含量,探究各指標(biāo)的變化規(guī)律并進(jìn)行相關(guān)性分析。該研究可為湘派豆干后期的殺菌和貨架期預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù),為湘味休閑鹵制食品的安全化、精準(zhǔn)化和高效化生產(chǎn)提供科學(xué)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹵料以及配料,市售;鹵汁、豆干,豆制品加工與安全控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供;N(ε)羧甲基賴氨酸、N(ε)羧乙基賴氨酸(純度均為98%),加拿大Toronto Research Chemicals有限公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器設(shè)備

FYLZ-1型脈沖鹵煮機(jī)(真空脈沖鹵制設(shè)備),北京康得利機(jī)械設(shè)備制造有限公司;JM8013型多功能蒸煮鍋(電熱間隙鹵制設(shè)備),廉江市聚一美電器有限公司;UV-1780型紫外可見分光光度計(jì),日本島津公司;pH S-3C型pH計(jì),上海理達(dá)儀器廠;VELOCITY 18R型高速冷凍離心機(jī),澳大利亞Dynamica公司;TSK-GEL ODS-100V C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),日本資生堂公司;DC-12型氮吹儀、CNW-MCX混合型陽離子交換固相萃取小柱(60 mg/3 mL),上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;AB 4000型三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀,美國SCIEX質(zhì)譜系統(tǒng)公司;Perkin Elmer Altus A-30型超高效液相色譜儀,美國Perkin Elmer公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 鹵制生產(chǎn)工藝流程

操作要點(diǎn):

(1)鹵汁制備:以熬制1 000 mL鹵汁為例,將約100 g筒子骨洗凈后煮30 min去血絲,加1 200 mL水熬制2.5 h成高湯,稱取小茴香12 g、八角10 g、香果5 g、草果5 g、山奈4.6 g、砂仁3 g、白芷2.4 g、桂皮2 g、香葉2 g、甘草1.4 g、白扣1.2 g、花椒1 g、母丁香0.6 g、公丁香0.6 g、蓽撥5 g,制作成鹵料包,放入高湯中采取先高溫后低溫的方式熬制3 h,用300目濾布過濾后,加入配料(菜籽油75 mL、自制焦糖70 mL、食鹽30 g)成湘派鹵汁。

(2)定量鹵制:每日第1次鹵制前,通過監(jiān)測(cè)鹵制鍋內(nèi)鹵汁體積刻度、鹵汁濃度和NaCl含量的變化,進(jìn)行相應(yīng)比例的補(bǔ)料(為同一批次鹵制存儲(chǔ)好的鹵汁)。每天結(jié)束鹵制時(shí),先將鹵汁煮沸再進(jìn)行冷卻保存。

(3)湘派豆干中豆腐的制作:參照劉海宇等[11]的方法,將制作完成的豆腐白胚切塊,置于75～90 ℃干燥機(jī)烘干,時(shí)間約3 h,冷卻后即得金黃色的湘派豆干。

(4)傳統(tǒng)鹵制工藝流程:參考陳楚奇等[1]的方法,鹵制參數(shù)為鹵制溫度90 ℃,鹵制時(shí)間為120 min。

(5)脈沖鹵制工藝流程:參照李海濤等[9]的方法,鹵制參數(shù)為鹵制溫度80 ℃,鹵制時(shí)間80 min,真空度0.03 MPa,脈沖次數(shù)為3。

1.3.2 pH測(cè)定

鹵汁用pH計(jì)直接測(cè)定,豆干參照GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 總酸測(cè)定

參照GB/T 12456―2008《食品中總酸的測(cè)定》中酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定,以乳酸計(jì)[12]。

1.3.4 色差測(cè)定

參考宿瑩等[13]的方法。

1.3.5 過氧化值測(cè)定

參考趙梅等[14]的方法。

1.3.6 CML、CEL測(cè)定

參考孫曉華[15]的方法,并稍作修改。

隨四季變換選擇不同花卉，從而表達(dá)自己的審美情致，這是園林主人的共鳴，但具體花卉種類的好惡卻因人而異。比如清代李漁自稱“有四命”春之水仙、蘭花，夏之蓮，秋之秋海棠，冬之臘梅?！盁o此四花，是無命也”[3]?！痘ㄧR》中則用梅、柳、海棠、蘭、梨、桃等花木喻春之繁華；用石榴、向日葵、荷花、竹、槐等花木喻夏之清涼；用桂花、梧桐、菊花、木芙蓉、楓、蘆葦?shù)然居髑镏_麗；用枇杷、臘梅、山茶等花木喻冬之寒香[8]。明清時(shí)，杏花的文化含義發(fā)生轉(zhuǎn)變，少有園林使用，而文震亨對(duì)杏花卻情有獨(dú)鐘。相反，向日葵被陳淏子認(rèn)為是夏季代表，在他眼中則是“最惡”。

(1)豆干樣本待測(cè)液制備:將樣品進(jìn)行真空干燥后粉碎混勻,然后精確稱取0.500 0 g粉末狀樣品,加入0.4 mL硼氫化鈉溶液(2 mol/L,含0.1 mol/L NaOH)和2 mL硼酸鈉緩沖液(0.2 mol/L,pH 9.2),混勻后在-4 ℃冰箱中放置8 h進(jìn)行還原反應(yīng)。加入4 mL三氯甲烷—甲醇(體積比2∶1)溶液除樣品中的油脂,同時(shí)使蛋白質(zhì)沉淀。5 000 r/min離心10 min,在沉淀物中加入4 mL鹽酸(6 mol/L),在110 ℃條件下酸解24 h。酸解液經(jīng)真空干燥,用10 mL超純水再溶解,取1 mL再溶解溶液用水定容至6 mL,振蕩混勻10 min。用3 mL甲醇和3 mL水分別洗凈和活化MCX小柱,將上步稀釋后的溶液樣品全部過柱,依次用3 mL水和3 mL甲醇洗凈雜質(zhì)后,用5 mL含5%氨水的甲醇溶液洗脫,收集的洗脫液經(jīng)氮吹濃縮后,重新溶解在0.5 mL甲醇—水(體積比80∶20)溶液中,得到最終樣品溶液,取適量此溶液過0.22 μm有機(jī)相濾膜后用于UPLC-MS/MS分析。

(2)鹵汁樣本待測(cè)液制備:精確稱取0.500 0 g混勻液體樣品,用超純水稀釋定容到5 mL,振蕩混勻10 min。用3 mL甲醇和3 mL水分別洗凈和活化MCX小柱,將上步稀釋后的溶液樣品全部過柱,依次用3 mL水和3 mL甲醇洗凈雜質(zhì)后,用5 mL含5%氨水的甲醇溶液洗脫,收集的洗脫液經(jīng)氮吹濃縮后,重新溶解在0.5 mL甲醇—水(體積比80∶20)溶液中,得到最終樣品溶液,取適量此溶液過0.22 μm有機(jī)相濾膜后用于UPLC-MS/MS分析。

(3)UPLC-MS/MS方法:色譜柱:TSK GEL-ODS100 V (250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫35 ℃;流速0.4 mL/min;流動(dòng)相組成:A-0.1%乙酸水溶液,B-乙腈;進(jìn)樣量10 μL;洗脫方式:等度A∶B=55%∶45%(體積比);運(yùn)行時(shí)間:12 min;碰撞氣:7 arb;氣簾氣:35 arb;源溫度 300 ℃;離子化電壓:正離子5 500 V;噴霧氣:40 arb;輔助加熱氣:50 arb。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果每組重復(fù)3次,數(shù)據(jù)采用Excel 2017、Origin 2018和IBM SPSS Statistics 22.0進(jìn)行圖像繪制及處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 總酸在鹵制過程中的變化分析

由圖1可知,鹵制0次時(shí),豆干中總酸含量為(0.32±0.00) g/kg,鹵汁中總酸含量為(0.70±0.01) g/kg,隨著鹵制次數(shù)的增加,總酸呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),鹵制60～90次時(shí),傳統(tǒng)鹵制與脈沖鹵制鹵汁均無顯著變化(P<0.05),當(dāng)鹵制150次時(shí),傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制鹵汁、脈沖鹵制鹵汁總酸分別為(0.72±0.02)、(0.85±0.00)、(2.18±0.06)、(2.27±0.02) g/kg,上升率分別達(dá)到了55.56%、62.35%、67.89%、69.16%。

鹵豆干中總酸整體都比較低,脈沖鹵制豆干總酸比傳統(tǒng)鹵制高12.88%～21.43%,在鹵制過程中脈沖鹵制鹵汁的總酸略高于傳統(tǒng)鹵制3.78%～17.40%。鹵制過程中,脂肪氧化與蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的游離脂肪酸和游離氨基酸均具有酸堿性,傳統(tǒng)鹵制時(shí)間長、溫度高,蛋白質(zhì)、脂肪降解速率快,堿性物質(zhì)生成速率高于酸性物質(zhì)。豆清發(fā)酵液豆干是以乳酸菌發(fā)酵液為凝固劑制備的豆干,原料中附帶了乳酸菌,傳統(tǒng)鹵制在鹵制過程中溫度高,時(shí)間長,乳酸菌的存活率降低。所以綜合得到傳統(tǒng)鹵制總酸略低于脈沖鹵制。

鹵汁中的總酸含量高于豆干,主要由于鹵汁中的營養(yǎng)成分豐富,且豆干中富含的賴氨酸是一種堿性氨基酸,生成的酸性物質(zhì)與堿性物質(zhì)可以進(jìn)行中和,影響產(chǎn)品的酸堿度,故鹵汁中總酸會(huì)略高于豆干。鹵制是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程,高濃度一端會(huì)通過滲透作用擴(kuò)散到低濃度一端,脈沖鹵制相對(duì)于傳統(tǒng)鹵制方式而言,是一個(gè)加壓過程,壓力是影響滲透力的一個(gè)重要因素,所以傳統(tǒng)鹵制豆干總酸低于脈沖鹵制豆干。

隨著鹵制次數(shù)增加,水溶性的蛋白質(zhì)與脂肪溶解到鹵汁中,豐富鹵汁的營養(yǎng)成分,在高溫鹵制過程中,脂肪氧化與蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的游離脂肪酸和游離氨基酸增多,從而會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的酸度增高[16]。由于鹵汁營養(yǎng)成分豐富,在循環(huán)鹵制中,鹵汁的保藏與養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵步驟之一,因?yàn)樵诖诉^程中,容易滋生微生物,研究表明,鹵制過程中,初始乳酸菌并不占優(yōu)勢(shì),但是會(huì)抑制其他微生物的生長而逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌,分解碳水化合物進(jìn)而產(chǎn)生乳酸、醋酸等各類有機(jī)酸物質(zhì),加速鹵汁的酸敗,導(dǎo)致鹵汁中的總酸明顯增加,且鹵汁的循環(huán)使用是一個(gè)總酸的累積過程。

圖1 鹵制過程中總酸的含量Fig.1 Total acid content during marinating注:不同字母表示存在顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.2 pH在鹵制過程中的變化分析

pH與總酸變化趨勢(shì)具有相關(guān)性,且總酸、pH與鹵汁、鹵制品的品質(zhì)具有密切聯(lián)系,如圖2所示,隨著鹵制次數(shù)增加,豆干、鹵汁中pH值均顯著性降低,傳統(tǒng)鹵制豆干pH波動(dòng)范圍為7.49～7.08,脈沖鹵制豆干的pH值基本上維持在7.49～6.53,傳統(tǒng)鹵制鹵汁pH值為5.68～6.33,脈沖鹵制鹵汁pH為5.34～5.87,鹵制30～150次時(shí),隨著鹵制時(shí)間延長,鹵汁中pH值先迅速降低,而后緩慢降低,在初始鹵制過程中,蛋白質(zhì)降解、脂肪氧化產(chǎn)生游離氨基酸、核苷酸、游離脂肪酸、乳酸等,導(dǎo)致鹵湯酸度升高,pH下降[17],隨著時(shí)間的延長,分解作用減慢,或氨基酸等含氮物質(zhì)分解,產(chǎn)生揮發(fā)性堿性含氮物比如堿性多肽增加pH值,pH變化趨向于穩(wěn)定或緩慢降低,這與丁波等[18]的研究結(jié)果一致。從整體而言,隨著鹵制次數(shù)增加,pH是處于降低的趨勢(shì),但是在鹵制0～60次時(shí),鹵汁中pH值先顯著上升再降低,可能是鹵料在熬煮過程自身附帶的酸性物質(zhì)溶入到鹵汁中,后期隨著鹵制時(shí)間延長、堿性多肽的溶出,將酸進(jìn)行部分中和。

不同pH值條件下,美拉德反應(yīng)發(fā)生速率不一致。當(dāng)pH>3時(shí),pH值越大,反應(yīng)發(fā)生速率越大,低pH不利于美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物的積累,低pH值可以抑制芽孢桿菌生長,但是pH越低會(huì)影響產(chǎn)品口感,所以將pH控制在合理的范圍具有重要意義。

圖2 鹵制過程中的pH值Fig.2 pH during marinating

2.3 色差在鹵制過程中的變化分析

顏色是休閑豆干感官評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一,外表呈褐色,顏色越深,鹵制越入味,產(chǎn)品風(fēng)味越濃郁。如表1、表2所示,鹵制過程中,脈沖鹵制豆干的L*值與b*值均低于傳統(tǒng)鹵制,L*值增大代表樣品顏色變白亮,數(shù)值變小則顏色變黑變深,b*值增大表示顏色向黃色轉(zhuǎn)變,b*值減小表示顏色向藍(lán)色轉(zhuǎn)變,產(chǎn)品顏色越深。

豆干在脈沖鹵制條件下,由于壓強(qiáng)和溫度雙重趨動(dòng)下使得鹵汁的滲透速度增加,鹵汁中的滋味、色素物質(zhì)更容易進(jìn)入豆干中。脈沖鹵制鹵汁的L*與b*值均高于傳統(tǒng)鹵制,說明傳統(tǒng)鹵制鹵汁色澤深,色素從鹵汁滲透至產(chǎn)品中,滲透力越強(qiáng),鹵汁的顏色越淺。表1、表2可以得到鹵汁中L*值均高于豆干,代表鹵汁的色澤越深,豆干顏色的附著主要來源于鹵汁滲透,所以鹵汁的顏色會(huì)略深于豆干。

在鹵制過程中,豆干與鹵汁的L*值都呈現(xiàn)顯著性降低(P<0.05),豆干與鹵汁中的b*值均趨于逐漸遞減,說明隨著鹵制次數(shù)的增加,顏色逐漸變深?？赡苁怯捎谠诩庸み^程中,高溫、高水分活度的環(huán)境下發(fā)生美拉德反應(yīng)或焦糖反應(yīng),生成棕黑色物質(zhì),且在鹵制過程中,由于水分的損失,色素物質(zhì)的遷移與滲透等作用導(dǎo)致豆干與鹵汁加深,表面反射率降低。a*值增高代表其顏色變紅,減小則表示顏色變綠,豆干與鹵汁中的a*值均趨于先增加后減小的趨勢(shì),說明前期顏色偏向于紅色,鹵制60次時(shí),顏色逐漸由紅色逐漸變淺。隨著鹵制次數(shù)增加,脂質(zhì)氧化生成的自由基、某些羰基化合物具有很高的反應(yīng)活性,能與氨基酸反應(yīng)、促進(jìn)蛋白質(zhì)氧化及降解、影響顏色及參與美拉德反應(yīng)等[19],后期隨著時(shí)間的延長,美拉德反應(yīng)速率等發(fā)生改變降低黑色素等的生成,丁波等[18]也得到類似研究規(guī)律。由圖3可知,隨著鹵制次數(shù)的增加,總色差顯著性變化,說明鹵制對(duì)產(chǎn)品與鹵汁的顏色影響比較大。

表1 豆干在傳統(tǒng)與脈沖鹵制過程中L*、a*、b*、E*ab的變化Table 1 Changes of L*,a*,b*,E*ab in the traditional and vacuum pulse marinade processes of dried tofu

表2 鹵汁在傳統(tǒng)與脈沖鹵制過程中L*、a*、b*、E*ab的變化Table 2 Changes of L*,a*,b*,E*ab in the traditional and vacuum pulse brine

圖3 鹵制過程中總色差的變化Fig.3 Changes in total chromatic aberration during marinating

2.4 過氧化值在鹵制過程中的變化分析

過氧化值反映的是脂肪氧化初級(jí)產(chǎn)物過氧化氫的含量,氫過氧化物氧化能力強(qiáng),對(duì)人體健康不利[20]。如圖4所示,循環(huán)鹵制0次時(shí),豆干、鹵汁中過氧化值含量分別為(1.26±0.01)、(1.59±0.05) meq/kg,隨著鹵制次數(shù)增加,傳統(tǒng)鹵制豆干與脈沖鹵制豆干均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),脈沖鹵制豆干在循環(huán)鹵制0～60次時(shí)過氧化值無顯著性變化(P<0.05),循環(huán)鹵制150次時(shí)傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干中過氧化值達(dá)到(2.65±0.03)、(2.20±0.01) meq/kg。脈沖鹵制鹵汁0～60次時(shí)過氧化值無顯著性變化(P<0.05),隨著鹵制次數(shù)的增加,過氧化值含量急劇增加。傳統(tǒng)鹵制鹵汁隨著鹵制次數(shù)的增加,呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),循環(huán)鹵制150次時(shí),傳統(tǒng)鹵制鹵汁、脈沖鹵制鹵汁中過氧化值達(dá)到(8.14±0.04)、(4.87±0.05) meq/kg。

鹵制過程中,傳統(tǒng)鹵制豆干、鹵汁中過氧化值含量均高于脈沖鹵制,與傳統(tǒng)鹵制相比較,脈沖鹵制溫度低、時(shí)間短,脂類的氧化速率隨溫度的升高而增加,高溫可以促進(jìn)游離基的產(chǎn)生,加快氫過氧化物的分解。鹵汁中的過氧化值均高于豆干,植物油作為配料添加到鹵汁中進(jìn)行鹵制,不飽和脂肪酸含量高,脂類氧化速率與其與空氣接觸的表面積成正比,豆干是浸泡在鹵汁里,與空氣接觸概率小。鹵汁水分含量高,水中溶解氧增加,且流動(dòng)性增加暴露更多的反應(yīng)位點(diǎn)。鹵汁中含有金屬元素[21],是氧化反應(yīng)的助氧劑。

鹵制過程中過氧化值的增加,可能存在以下原因:(1)在鹵制過程中,植物油作為配料添加到鹵汁中進(jìn)行鹵制,植物油中主要含有不飽和脂肪酸,隨著高溫鹵制時(shí)間的延長,不飽和脂肪酸發(fā)生自動(dòng)氧化,生成氫過氧化物。(2)鹵制過程中會(huì)隨著鹵制次數(shù)的增加,持續(xù)補(bǔ)料,鹽作為基礎(chǔ)調(diào)料會(huì)進(jìn)行補(bǔ)料,NaCl在鹵制過程中是脂質(zhì)的促氧化劑,導(dǎo)致更多的丙二醛的形成。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性、鹽濃度影響過氧化值含量[22]。(3)豆制品中富含賴氨酸,賴氨酸殘基在加熱過程中發(fā)生直接氧化,導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化[22],脂肪氧化與蛋白質(zhì)氧化之間是相互關(guān)聯(lián)的,且兩者中的任一種物質(zhì)氧化產(chǎn)生的化合物都會(huì)促進(jìn)另一種物質(zhì)的氧化[23-24]。添加鹽的濃度越高,蛋白質(zhì)的羰基含量就越高。

圖4 鹵制過程中過氧化值的變化Fig.4 Changes in peroxide value during marinating

2.5 CML與CEL在鹵制過程中的變化分析

如圖5所示,初始豆干與鹵汁中CML與CEL均未檢出,隨著鹵制次數(shù)的增加,豆干中CML與CEL均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),從整體而言,傳統(tǒng)鹵制鹵汁、豆干中的CML與CEL含量均比脈沖鹵制方式高,且鹵制120～150次時(shí),豆干中的CML與CEL急劇升高,傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干中的CML分別從(883.000±0.596) μg/kg升高至(2 125.000±0.944) μg/kg、(576.000±0.310) μg/kg升高至(741.000±0.816) μg/kg,傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干中的CEL分別從(2 909.000±0.400) μg/kg升高至(5 832.000±0.914) μg/kg、(2 573.000±0.816) μg/kg升高至(3 799.000±0.759) μg/kg。豆干中的CML與CEL均高于鹵汁,主要由于豆干中含有豐富的賴氨酸,蛋白質(zhì)中賴氨酸是形成CML的重要底物,CML的生成量取決于蛋白質(zhì)含有的賴氨酸殘基數(shù)量。當(dāng)其他氨基酸作為底物時(shí),產(chǎn)生的CML含量比較少。

美拉德反應(yīng)可以在任何溫度下發(fā)生,但加工溫度是影響美拉德反應(yīng)發(fā)生的最主要因素,溫度越高,反應(yīng)越劇烈。一般而言,溫度每提高10 ℃,美拉德反應(yīng)速率大約提高3～5倍,相比較于脈沖鹵制方式,傳統(tǒng)鹵制溫度高10～20 ℃,所以反應(yīng)越劇烈,且高溫可以使得樣品脫水,水溶性前體物質(zhì)將被轉(zhuǎn)移到樣品表面,從而降低了水分活度,進(jìn)而影響了CML、CEL的含量變化[25]。孫曉華[15]發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱處理后的肉CML從2.32～3.72 mg/kg增加至6.62～12.36 mg/kg。

研究發(fā)現(xiàn)白芷、山奈、陳皮、香葉、豆蔻對(duì)CML的生成存在促進(jìn)或抑制作用。八角、小茴香、桂皮和草果對(duì)結(jié)合態(tài)CML的抑制率分別達(dá)到了23%、17%、10%和17%,因?yàn)槭窍阈亮现写嬖谔烊坏目寡趸镔|(zhì),例如桂皮中的迷迭香、八角中的反式茴香腦均可以抑制蛋白質(zhì)和脂肪的氧化,從而阻礙了AGEs進(jìn)一步的產(chǎn)生。香料種類越豐富,酚類物質(zhì)及黃酮類物質(zhì)的數(shù)目也就越多,這些天然活性物質(zhì)能夠清除自由基,降低生成的CML含量[26]。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用多種香料進(jìn)行鹵制,其中八角、小茴香、桂皮和草果占比較高且香料種類豐富,可以起到抑制氧化的作用,所以前期CML與CEL生成的含量偏低,鹵汁中CML與CEL含量相對(duì)于豆干比較低。

目前有研究表明,AGEs的典型代表物CML和CEL的重要前體物質(zhì)(如二羰基化合物)不僅能通過美拉德反應(yīng)生成,還可以通過脂質(zhì)過氧化及葡萄糖自氧化形成,脂質(zhì)氧化能一定程度影響AGEs的形成。脂質(zhì)氧化形成的活性醛酮物質(zhì)(如乙二醛、丙酮醛等)和氨基酸殘基發(fā)生羰氨反應(yīng)形成相應(yīng)的AGEs,脂質(zhì)氧化產(chǎn)物烷氧自由基(LOO·)是脂質(zhì)影響美拉德反應(yīng)的重要橋梁,脂質(zhì)氧化形成的·OH可促進(jìn)美拉德反應(yīng)模型體系中CML的生成[27]。鹵制過程中NaCl的補(bǔ)充能夠促進(jìn)脂肪氧化,進(jìn)而通過脂質(zhì)的過氧化途徑來產(chǎn)生CML。隨著加熱時(shí)間的延長和NaCl的不斷加入,CML、CEL的含量平均增加了215%、260%左右[28]。

a-CML;b-CEL圖5 鹵制過程中CML、CEL的變化Fig.5 Changes of carboxymethyl lysine,carboxyethyl lysine during marinating

2.6 相關(guān)性分析

對(duì)傳統(tǒng)鹵制和脈沖鹵制中的豆干、鹵汁的理化指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析并繪制熱圖(圖6),CML與CEL、CML與總酸、CEL與總酸在傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制鹵汁、脈沖鹵制鹵汁中均呈極顯著正相關(guān)(r分別為0.992、0.989、0.991;0.972、0.938、0.988;0.960、0.976、0.963;0.976、0.990、0.969),CML與CEL是AGEs的2種主要成分,CEL是CML的結(jié)構(gòu)類似物,與CML有類似的反應(yīng)途徑,所以兩者存在顯著的相關(guān)性,鹵汁中總酸的增高可能是脂肪氧化與蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的游離脂肪酸和游離氨基酸增多,為美拉德反應(yīng)提供原料。

a-傳統(tǒng)鹵制豆干;b-脈沖鹵制豆干;c-傳統(tǒng)鹵制鹵汁;d-脈沖鹵制鹵汁圖6 不同鹵制方式豆干、鹵汁中各指標(biāo)之間相關(guān)系數(shù)熱圖Fig.6 Heat map of correlation coefficient of various indexes of dried tofu and brine in different marinating methods

傳統(tǒng)鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制鹵汁中CML、CEL、總酸與過氧化值兩兩之間呈極顯著正相關(guān)(r分別為0.959、0.952、0.958;0.899、0.867、0.961),脂肪氧化的產(chǎn)物二羰基化合物是形成CML和CEL的重要前體物質(zhì)。傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干的pH與總色差之間存在極顯著正相關(guān)(r分別為0.995、0.950),pH、總色差與其他因素之間存在負(fù)相關(guān),其中傳統(tǒng)鹵制鹵汁中,pH與總色差之間存在極顯著負(fù)相關(guān)(r為-0.861),傳統(tǒng)鹵制鹵汁初始pH比較低,后面急劇上升再降低,與色差的變化趨勢(shì)相反。

2.7 過氧化值、CML、CEL的變化曲線擬合

隨著鹵制次數(shù)的增加,有害化學(xué)物質(zhì)會(huì)發(fā)生累積,當(dāng)產(chǎn)品超過安全閾值時(shí),容易對(duì)人體造成損傷,考慮到在實(shí)際生產(chǎn),對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)的次數(shù)存在限制,利用Origin 2018對(duì)不同鹵制次數(shù)條件下過氧化值、CML、CEL的數(shù)值進(jìn)行擬合,得到在不同鹵制次數(shù)時(shí)過氧化值、CML、CEL的含量變化預(yù)測(cè)模型(表3)。

表3 CML、CEL、過氧化值含量變化擬合曲線Table 3 Carboxymethyl lysine,carboxyethyl lysine,peroxide value,content change curve fitting

3 結(jié)論

本研究以湘派豆干與鹵汁為研究對(duì)象,探究在不同鹵制次數(shù)中傳統(tǒng)鹵制和脈沖鹵制對(duì)豆干與鹵汁的總酸、pH、色差、過氧化值、CML、CEL的影響,并對(duì)各指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)性分析。隨著鹵制次數(shù)的增加,總酸呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),鹵制至150次時(shí),傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制鹵汁、脈沖鹵制鹵汁總酸上升率分別達(dá)到了55.56%、62.35%、67.89%、69.16%;隨著鹵制次數(shù)的增加,豆干、鹵汁的pH值緩慢下降,傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制鹵汁、脈沖鹵制鹵汁的pH值處于7.49～7.08、7.49～6.53、5.68～6.33、5.34～5.87;鹵制過程中,豆干與鹵汁的L*、b*值均呈現(xiàn)顯著性降低(P<0.05),a*值呈現(xiàn)先增加后減小趨勢(shì);隨著鹵制次數(shù)的增加,脈沖鹵制豆干與傳統(tǒng)鹵制豆干過氧化值均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),循環(huán)鹵制150次時(shí),脈沖鹵制豆干、傳統(tǒng)鹵制豆干、脈沖鹵制鹵汁、傳統(tǒng)鹵制鹵汁過氧化值達(dá)到(2.20±0.01)、(2.65±0.03)、(4.87±0.05)、(8.14±0.04) meq/kg;CML與CEL均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),從整體而言,傳統(tǒng)鹵制方式鹵汁、豆干中的CML與CEL含量均比脈沖鹵制方式高,且鹵制120～150次時(shí),豆干中的CML與CEL急劇升高。各指標(biāo)之間的變化趨勢(shì)顯著相關(guān)。通過研究得到脈沖鹵制方式下的豆干、鹵汁風(fēng)味、色澤良好,且產(chǎn)品的安全性較高。該研究可為湘派豆干后期的殺菌和貨架期預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù),為湘味休閑鹵制食品的安全化、精準(zhǔn)化和高效化生產(chǎn)提供科學(xué)支持。