檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉替代磷酸鹽對法蘭克福香腸品質(zhì)的影響

趙宏蕾，辛 瑩，劉美月，常婧瑤，孔保華，劉 騫

（東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱 150030）

磷酸鹽（Phosphate，P）是目前廣泛應用于乳化肉糜制品中的保水劑，其能增加肌原纖維蛋白分子間的靜電斥力，使蛋白質(zhì)分子之間的結(jié)構(gòu)變得疏松，提高產(chǎn)品的持水能力、持油能力，并起到改善肉制品質(zhì)構(gòu)特性以及感官特性的作用[1?2]。但近年來，肉制品中磷酸鹽的含量普遍過高，其導致的食品安全問題正在逐漸引起消費者對健康飲食的關(guān)注[3]。按照國家標準GB 2760-2014規(guī)定[4]，肉制品中磷酸鹽的最大添加量為5 g/kg。除去外部添加的磷酸鹽，生鮮原料肉本身也會含有部分磷，故各大肉制品生產(chǎn)企業(yè)即使按照GB 2760-2014添加磷酸鹽時，也可能會超出國標GB 2726-2016中磷酸鹽≤5 g/kg的檢出限量[5]。許多證據(jù)表明了磷酸鹽攝入量過多會危害消費者的健康，如磷酸鹽攝入量過多會造成機體的鈣流失，進而影響機體的鈣磷平衡[6?8]。此外，磷酸鹽攝入量過多可導致神經(jīng)系統(tǒng)疾病、機體造血障礙以及甲狀旁腺機能亢進等疾病，并有可能使患者的死亡風險增加20%～40%[9?10]。因此，如何減少肉制品中磷酸鹽含量的同時保持肉制品多汁的口感逐漸成為肉類行業(yè)的熱點研究。

近年來，為降低肉制品中磷酸鹽的添加量，研究人員通常采用的方法是添加天然物質(zhì)（如大米淀粉、奇亞籽多糖、柑橘纖維以及冬菇粉等）部分替代磷酸鹽[11?14]，但此類天然磷酸鹽替代物會對最終產(chǎn)品的感官特性產(chǎn)生一定的負面影響，如產(chǎn)品會發(fā)渣、發(fā)干等。因此，為生產(chǎn)口感更好、消費者更為青睞的乳化肉糜制品，研究人員采用碳酸氫鈉、檸檬酸鈉等復配無磷保水劑來替代肉制品中全部的磷酸鹽以提升產(chǎn)品的品質(zhì)特性[15]。其中，碳酸氫鈉（Sodium Hydrogen Carbonate，SHC）能夠提高肌肉的pH，使肌原纖維蛋白偏離其等電點（pI=5.5左右），導致蛋白質(zhì)之間的靜電排斥力增加，故蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變得松弛，水分進入蛋白質(zhì)分子之間的空隙，提高了產(chǎn)品的持水能力[16]；而檸檬酸鈉（Sodium Citrate，SC）通過陰離子基團螯合肌肉蛋白中的金屬離子（例如Ca2+、Mg2+、Fe2+等）形成穩(wěn)定的環(huán)狀螯合物，形成了均一、致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起到持水的效果[17]。碳酸氫鈉與檸檬酸鈉協(xié)同作用能夠達到較好的替代磷酸鹽的效果，但添加量過多會導致肉制品產(chǎn)生酸味、澀味等不良氣味，掩蓋了產(chǎn)品原有的特定風味[18]。當碳酸氫鈉添加量為0.2%（w/w）時可部分替代產(chǎn)品中的磷酸鹽，但其會對產(chǎn)品的口感造成一定負面影響，而檸檬酸鈉復配碳酸氫鈉可在一定程度上增加產(chǎn)品的感官特性[19]。故本文主要研究在添加0.2%（w/w）碳酸氫鈉的基礎(chǔ)上，復配添加量為0.1%、0.15%、0.2%、0.25%和0.3%（w/w）的檸檬酸鈉以生產(chǎn)無磷保水劑，以達到與添加0.4%（w/w）磷酸鹽的法蘭克福香腸口感相似的效果，為生產(chǎn)更安全、更健康型無磷保水劑的制備提供良好的思路[20]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豬瘦肉、雞胸肉、脂肪、食鹽、亞硝酸鈉、香辛料、腸衣 哈爾濱比優(yōu)特超市；碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、磷酸鹽、異抗壞血酸鈉 河南糖柜食品有限公司。

GL-21M冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；HH4型恒溫水浴鍋 上海力辰邦西儀器科技有限公司；FE20K型pH計 上海梅特勒-托利多儀器設(shè)備有限公司；ZE-600色差計 日本色電工業(yè)株式會社；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀 英國 Stable Micro System公司；*MesoMR23-060H-I核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；SA402B電子舌 日本INSENT公司；PEN3電子鼻 德國AIRSENSE公司；S-3400N掃描電鏡 日本HITACHI公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 法蘭克福香腸的制備與工藝流程 參照姜帥等[21]的方法制備法蘭克福香腸，工藝流程如下：

原料的選擇→豬瘦肉、雞胸肉以及脂肪絞碎→4 ℃冷藏→斬拌成肉糜→灌制→干燥→煙熏→蒸煮→冷卻→成品

本研究的法蘭克福香腸處理組如表1所示，分為磷酸鹽添加量為0.4%（w/w）的對照組、不添加磷酸鹽的處理組、0.2%（w/w）碳酸氫鈉協(xié)同0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%（w/w）檸檬酸鈉的處理組。其中表1標明了各處理組的檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的添加量。

表1 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的添加量Table 1 Compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate

其中以磷酸鹽添加量為0.4%（w/w）的對照組配方為例：主料5000 g（其中豬瘦肉1375 g，雞胸肉1375 g，脂肪1250 g，碎冰1000 g），食鹽75 g，亞硝酸鈉0.5 g，復合磷酸鹽20 g，香辛料60 g和異抗壞血酸鈉5 g。制備步驟為：豬瘦肉、雞胸肉以及脂肪分別絞碎備用、制備碎冰備用；將豬瘦肉、雞胸肉、食鹽、磷酸鹽、亞硝酸鈉和50%碎冰共同斬拌2 min；繼續(xù)加入脂肪、剩余碎冰和香辛料斬拌2 min；再加入異抗壞血酸鈉斬拌1 min停止斬拌。經(jīng)灌裝、干燥、煙熏和蒸煮后，將香腸真空包裝并置于4 ℃冰箱冷藏。其余處理組均不添加磷酸鹽，并按表1添加量添加，制作步驟與磷酸鹽添加量為0.4%的對照組香腸相同。

1.2.2 蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性測定 蒸煮損失測定參考álvarez等[22]的方法略有改動，取30 g生肉糜于離心管中，以3500 r/min轉(zhuǎn)速冷凍離心5 min，后置于75 ℃恒溫水浴鍋，加熱30 min后取出倒置2 h。計算公式如（1）所示：

乳化穩(wěn)定性測定參考Colmenero等[23]的方法略有改動，將蒸煮后離心管中所得的液體全部倒入鋁盒中，將鋁盒置于105 ℃烘箱中加熱至恒重。計算公式如（2）所示：

1.2.3 pH測定 取2 g左右肉糜與20 mL蒸餾水混合，靜置30 min后過濾，測定濾液的pH。

1.2.4 顏色測定 參考Choe等[24]的方法，L*值（Lightness，L*值）、a*值（Redness，a*值）和b*值（Yellowness，b*值）分別代表樣品的亮度值、紅度值和黃度值。采用白色標準板（L*=95.26，a*=?0.89，b*=1.18）校準，選擇O/D測試頭進行顏色測定。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)測定 取整根法蘭克福香腸進行質(zhì)構(gòu)測定。探頭型號為P/2，并采用質(zhì)地剖面分析（Texture profile analysis，TPA）模式測試，測定法蘭克福香腸的硬度、彈性、回彈性、咀嚼性、黏聚性和緊密性。

1.2.6 低場核磁共振測定 參考Han等[25]的方法，儀器測定自旋-自旋弛豫時間T2，弛豫時間分量表示為T2b、T21和T22，相關(guān)峰面積比例分別表示為P2b、P21和P22，并進行香腸的切面核磁成像，保存成像圖片。

1.2.7 硫代巴比妥酸值（Thiobarbituric acid value，TBARS值）測定 參考Wang等[26]，取2.0 g左右的樣品加入3 mL的硫代巴比妥酸溶液、17 mL的三氯乙酸-鹽酸溶液，混合搖勻后沸水浴加熱30 min，冷卻后取4 mL溶液加入4 mL氯仿混勻，然后以3000 r/min離心10 min，取上清液在532 nm波長處測定吸光度。測量樣品第1、7、14、21 d的溶液吸光度，以樣品溶液中含有的丙二醛質(zhì)量計，計算公式如（3）所示：

其中：532 nm為溶液的吸光度；m為樣品的質(zhì)量，g；9.48為常數(shù)。

1.2.8 感官評價 由 20 名感官小組成員進行評估，評分細則如表2 所示。每組選擇 2～3根長度均一的法蘭克福香腸置于直徑為 25 cm 的托盤中，并于 800 W功率下微波加熱 30 s，將加熱后的法蘭克福香腸切片，并放在隨機編碼的 3 位數(shù)的白板上，然后將所有樣品立即交予小組成員。此外，另向成員提供直飲水以避免混淆不同樣品之間的味道[27]。

表2 法蘭克福香腸感官評分細則Table 2 Sensorial evaluation scores of frankfurters

1.2.9 電子鼻測定 取 3 g 樣品密封放置 1 h 進行電子鼻測定。測定參數(shù)如下：采樣時間間隔 1 s，預采樣時間 5 s，自清洗時間 100 s，進量流量 300 mL/min，樣品測定時間 90 s。電子鼻配有 10 個傳感器：W1C（芳烴物質(zhì)）、W5S（氮氧化合物）、W3C（氮類，芳香組分）、W6S（氫化物）、W5C（芳香烯烴，極性化合物）、W1S（烷類化合物）、W1W（硫化物）、W2S（醇類、醛酮類）、W2W（含硫有機物，芳香組分）和 W3S（長鏈烷烴）。

1.2.10 電子舌測定 參考 Yin 等[28]的方法略有改動。將 50 g 樣品與 250 mL 蒸餾水混合，在 40 ℃下水浴 30 min，放入絞肉機攪拌 1 min，后在5000 r/min下離心10 min，最后過濾取濾液80 mL用SA402B電子舌儀器檢測，樣品測定時間為30 s。電子舌配有5 個傳感器：鮮味、澀味、咸味、酸味和苦味。

1.2.11 掃描電鏡 掃描電鏡參考Wu等[29]的方法略有改動。將法蘭克福香腸切塊后用磷酸鹽緩沖溶液（pH 6.8）固定，移至2.5% 戊二醛溶液中固定，再用上述磷酸鹽緩沖液清洗三次樣品，再將所有樣品分別用50%、70%和90%的乙醇脫水，然后轉(zhuǎn)移到乙醇和叔丁醇（v:v=1:1）混合溶液，最后轉(zhuǎn)移到純叔丁醇中。所有樣品冷凍干燥處理后涂層，掃描圖像放大至1000倍觀察樣品。

1.3 數(shù)據(jù)處理

共三批次重復試驗，每次試驗均選 3 個平行測定所有指標，結(jié)果以平均值±標準差表達。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用 Statistix 8.1軟件，差異顯著性（P<0.05）分析使用 Tukey HSD 程序。繪圖采用 Origin 2018軟件和R version4.0.3軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性

蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性是決定法蘭克福香腸品質(zhì)和感官特性的重要指標，其中蒸煮損失反映了在加熱過程中的水分及脂肪結(jié)合能力。由表3 可知，未添加磷酸鹽的對照組與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽的法蘭克福香腸中釋放出更多的水分和脂肪。張雪瑩等[30]認為，未添加磷酸鹽的肉制品不能充分提高肌肉的pH以及離子強度，未能形成一個更致密、穩(wěn)定的肌肉蛋白三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，故經(jīng)過熱處理后的產(chǎn)品蒸煮損失升高。本研究測得法蘭克福香腸的蒸煮損失隨檸檬酸鈉添加量的增加顯著呈現(xiàn)下降的趨勢（P<0.05），且均較磷酸鹽添加量為0.4%的對照組蒸煮損失低，分別較磷酸鹽添加量為0.4% 的對照組蒸煮損失降低0.94%、1.60%、1.82%、2.34%和2.42%，這表明檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉顯著提高了法蘭克福香腸的持水能力（P<0.05）。此外，Ruusunen等[31]也指出，檸檬酸鈉協(xié)同碳酸鹽可以修飾肌原纖維蛋白的結(jié)構(gòu)，其可能促進了極性基團與水、非極性基團與脂肪之間的相互作用。

乳化穩(wěn)定性同樣能夠反應法蘭克福香腸中肌肉蛋白的水分結(jié)合能力以及脂肪結(jié)合能力。如表3所示，未添加磷酸鹽的處理組與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽的產(chǎn)品的水分損失和脂肪損失顯著升高（P<0.05），這意味著未添加磷酸鹽導致法蘭克福乳制品的乳化穩(wěn)定性降低，原因在于未添加磷酸鹽時，食鹽不能同其產(chǎn)生協(xié)同作用，弱化了鹽溶性肌纖維蛋白的溶解度，繼而降低肉制品的持水能力[32]。此外，本研究測得香腸的乳化穩(wěn)定性隨檸檬酸鈉添加量的增加而增強，均較0.4%磷酸鹽添加量的對照組乳化穩(wěn)定性高（P<0.05），其原因在于添加無磷保水劑的產(chǎn)品，其肌原纖維蛋白在斬拌過程中充分混合，提高法蘭克福香腸的乳化穩(wěn)定性。張杰等[33]也指出，添加檸檬酸鈉等無磷保水劑可以顯著增加肌肉中的離子強度，促進肉糜的乳化穩(wěn)定性，研究結(jié)果與本文結(jié)果趨勢相一致。

表3 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性的影響Table 3 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on cooking loss and emulsion stability of frankfurters

2.2 pH

pH對肉糜類制品的乳化穩(wěn)定性和凝膠特性有很大的影響，當肉制品的pH在6.5～7.6間時，產(chǎn)品的乳化穩(wěn)定性和凝膠特性較好，品質(zhì)較好[34]。如圖1所示，未添加磷酸鹽的處理組與磷酸鹽添加量為0.4%的對照組相比，未添加磷酸鹽的產(chǎn)品pH顯著偏低（P<0.05），肉制品的持水能力降低。此外，所有添加檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的樣品pH均高于磷酸鹽添加量為0.4%的對照組，并隨著檸檬酸鈉添加量的增加呈現(xiàn)上升趨勢（P<0.05）。尚校蘭等[35]指出，添加檸檬酸鈉等無磷保水劑會引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，促進細胞結(jié)構(gòu)中離子的釋放，導致離子官能團位置的變化，有效改變?nèi)庵破返膒H。

圖1 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸pH的影響Fig.1 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on pH-value of frankfurters

2.3 顏色

顏色是評價法蘭克福香腸感官特性的重要指標之一。其中各處理組法蘭克福香腸的顏色參數(shù)如圖2所示。未添加磷酸鹽的處理組與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽的處理組的L*值較低，b*值較高（P<0.05），a*值差異不顯著（P>0.05）。Choe等[24]的研究表明，較低的持水能力、持油能力的乳化腸通常會降低產(chǎn)品的L*值以及提高產(chǎn)品的b*值，其與本實驗的研究結(jié)果相一致。此外，所有添加檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的樣品與磷酸鹽添加量為0.4%對照組的L*值、a*值和b*值相近。但據(jù)Holmer等[36]提出向牛肉樣本中添加檸檬酸鹽可能會阻止氧合肌紅蛋白向高鐵肌紅蛋白的轉(zhuǎn)化，并未觀察到明顯的顏色變化，其與本實驗結(jié)果不同的原因在于本實驗復配的無磷保水劑在添加檸檬酸鈉的同時，所添加的碳酸氫鈉會顯著（P>0.05）提升產(chǎn)品的L*值和a*值?？傊?，上述結(jié)果意味著檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉可改善無磷法蘭克福香腸的顏色。

圖2 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸顏色的影響Fig.2 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on colors of frankfurters

2.4 質(zhì)構(gòu)

質(zhì)構(gòu)是評價法蘭克福香腸品質(zhì)特性的重要指標之一。如表4所示，與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽的處理組具有更高的硬度和咀嚼性，以及更低的致密性和彈性（P<0.05）。Glorieux等[37]提出，較高的蒸煮損失會導致乳化肉制品硬度和咀嚼性的提高，其研究的結(jié)果與本文的結(jié)果相一致。此外，隨著檸檬酸鈉添加量的增加，法蘭克福香腸的硬度和咀嚼性越低（P<0.05），這說明樣品的蒸煮損失越小，水分或脂肪結(jié)合能力越強。此外，隨著檸檬酸鈉添加量的增加，法蘭克福香腸的彈性和致密性呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。據(jù)Cichoski等[38]報道，產(chǎn)品的彈性和致密性是影響乳化肉制品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，且在碳酸氫鈉添加量為0.2%協(xié)同檸檬酸鈉添加量為0.15%時的處理組與磷酸鹽添加量為0.4%的法蘭克福香腸的彈性和致密性相近（P<0.05）。

表4 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on texture characteristics of frankfurters

2.5 低場核磁共振

低場核磁共振結(jié)果能夠提供法蘭克福香腸內(nèi)部不同狀態(tài)水分的分布以及流動性的相關(guān)信息[39]。表5顯示不同處理組的法蘭克福香腸的弛豫時間，即結(jié)合水（T2b）、不易流動水（T21）和自由水（T22）及其相應的峰面積比結(jié)合水（P2b）、不易流動水（P21）和自由水（P22）。如表5所示，雖然各組間T2b、T21和T22的變化沒有明顯的差異性或規(guī)律性，但各弛豫時間相應的峰面積比例P2b、P21和P22有顯著變化（P<0.05）。與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽的處理組的P22略高，這說明由于法蘭克福香腸中磷酸鹽添加量的降低，會使更多的自由水被釋放出來。此外，隨著檸檬酸鈉添加量的增加，結(jié)合水比例（P2b）和不易流動水比例（P21）分別呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，自由水比例（P22）呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，且在碳酸氫鈉添加量0.2%且檸檬酸鈉添加量為0.15%時，法蘭克福香腸的不易流動水的所占比例最高，自由水的所占比例最低。這歸因于檸檬酸鈉與碳酸氫鈉的協(xié)同增效作用，使肌肉蛋白質(zhì)分子相互交錯纏繞形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其能夠固定自由流動的水分子[40]。結(jié)果可通過圖3低場核磁呈像照片得到證實，如圖3所示，與磷酸鹽添加量0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽處理組的核磁呈像圖片顏色較淺，其不易流動水比例也較磷酸鹽添加量為0.4%的處理組低。此外，碳酸氫鈉添加量為0.2%協(xié)同檸檬酸鈉添加量為0.15%的法蘭克福香腸的低場核磁呈像圖片顏色最深，代表此時法蘭克福香腸的持水能力最強。

表5 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸弛豫時間及相應峰面積比例的影響Table 5 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on relaxation time and the corresponding peak area proportions of frankfurter

圖3 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸核磁成像的影響Fig.3 Effect of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonateon nuclear magnetic imaging of frankfurters

2.6 硫代巴比妥酸值（Thiobarbituric acid value，TBARS值）

脂質(zhì)氧化是可能損害法蘭克福香腸品質(zhì)特性的重要因素，TBARS值可以反映脂肪的氧化程度。據(jù)表6所示，隨著檸檬酸鈉添加量的增加，各處理組產(chǎn)品的TBARS值均在增加，且隨著貯存時間從1 d增加到21 d，各處理組產(chǎn)品的TBARS值也在逐漸增加（P<0.05）。這說明隨著檸檬酸鈉添加量的增加，不飽和脂肪酸的含量也會隨之增加，不飽和脂肪酸在氧化酸敗的過程中產(chǎn)生的丙二醛不斷積累，導致法蘭克福香腸的TBARS值增大，產(chǎn)品的脂質(zhì)氧化也隨之增加。據(jù)于淑池等[15]報道得知，人體可接受的TBARS值的閾值約為1 mg/kg，若超過該閾值，肉制品的不良氧化氣味便可以通過感官預知。如表6所示，各處理組除貯藏21 d的法蘭克福香腸外，其余各組TBARS值均未超出上述閾值。據(jù)Estévez等[41]報道稱脂質(zhì)氧化是降低肉制品整體可接受度的主要因素。本研究測定的TBARS值除貯藏21 d的產(chǎn)品外，其余各處理組和各時間段的TBARS值均低于上述閾值，產(chǎn)品處于一定的可接受范圍內(nèi)。

表6 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸TBARS值的影響Table 6 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on TBARS values of frankfurter

2.7 感官評價

感官評價結(jié)果反映消費者對法蘭克福香腸的整體可接受度。如表7所示，未添加磷酸鹽處理組的法蘭克福香腸較磷酸鹽添加量為0.4%處理組的法蘭克福香腸的感官評分低（P<0.05），其內(nèi)部色澤、致密性和整體可接受性評分均低于磷酸鹽添加量為0.4%處理組的香腸。Tamm等[42]認為，若乳化肉糜制品中磷酸鹽的添加量較低，肌原纖維蛋白不能有效地結(jié)合肉制品中的金屬離子，影響肉蛋白三維凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，導致肉制品的整體可接受度下降。此外，隨著檸檬酸鈉添加量的增加，產(chǎn)品的風味、多汁性和整體接受性等均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且碳酸氫鈉添加量為0.2%協(xié)同檸檬酸鈉添加量為0.15%時的無磷法蘭克福香腸的感官評價得分最高。Holmer等[36]指出，添加檸檬酸鈉等無磷保水劑可以有效提高乳化肉糜制品的感官評價得分，但在檸檬酸鈉添加量過多時，產(chǎn)品會產(chǎn)生酸味、澀味等不良風味，感官評分也會隨之變低[18]。總之，碳酸氫鈉添加量為0.2%協(xié)同檸檬酸鈉添加量為0.15%時可在一定程度上提高法蘭克福香腸的感官特性。

表7 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸感官評價的影響Table 7 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on sensorial evaluation of frankfurters

2.8 電子鼻

電子鼻是一種仿生的嗅覺分析技術(shù)，可以快速以及靈敏地實現(xiàn)對樣品中揮發(fā)性氣味信息進行全面評估[43]。由圖4A可知，傳感器W2S和W3S的響應值在未添加磷酸鹽的處理組樣品中較大，尤其是W3S，這說明其樣品中含有較多的長鏈烷烴等物質(zhì)，可能與其未添加磷酸鹽有關(guān)，產(chǎn)品未能充分螯合肉蛋白間的金屬離子導致法蘭克福香腸持水能力變差，產(chǎn)品的風味以及整體接受度有所降低[44]。傳感器W1C、W3C和W5C的響應值在磷酸鹽添加量為0.4%的處理組和0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量處理組中差異不顯著（P<0.05），這說明兩組法蘭克福香腸中含有大量芳香成分（芳烴物質(zhì)和芳香氮類組分等物質(zhì)）。由圖4B可知，第1和第2主成分的方差貢獻率分別為64.6%和20.8%，累計方差貢獻率為85.4%（>85%）。此外，磷酸鹽添加量為0.4%的處理組和0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量的處理組分布在第1主成分的正軸，而其他處理組分布在第1主成分的負軸，說明處于正軸的處理組和處于負軸的樣品氣味相差較大。其中，磷酸鹽添加量為0.4%的處理組和0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量處理組相互靠近（其中包括W3C、W5C、W5S、W1W和W6S等揮發(fā)性物質(zhì)），這說明這兩個處理組的整體氣味相近。

圖4 法蘭克福香腸電子鼻分析Fig.4 Analysis of electronic nose of frankfurters

2.9 電子舌

電子舌是一種仿生味覺分析儀器，其能基于人工味覺傳感器陣列脂膜電勢的變化，能夠客觀地反映食品滋味的變化[45]。由圖5A可知，未添加磷酸鹽的法蘭克福香腸的苦味和咸味最高，且產(chǎn)品的豐富度較低，其原因在于磷酸鹽含量降低的產(chǎn)品持水能力差，產(chǎn)品的整體可接受度有所降低[46]。此外，隨檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量的增加，法蘭克福香腸的滋味、鮮味以及豐富度呈現(xiàn)升高的趨勢，其在0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量時與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組無顯著性差異（P>0.05）。且其余滋味（苦味、澀味、回味-A和回味-B）在各個處理組間并無顯著性差異（P>0.05）。此外，由圖5B可知，第1和第 2 主成分的方差貢獻率分別為72.4%和18.3%，累計方差貢獻率為90.7（>85%），這表明第1主成分負半軸產(chǎn)品的酸味貢獻較大，而第1主成分正半軸產(chǎn)品的豐富度、咸味、苦味、澀味、回味-A、回味-B以及鮮味的貢獻較大，其中磷酸鹽添加量為0.4%的處理組和0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量處理組相互靠近，這說明這兩個處理組的整體滋味相近。

圖5 法蘭克福香腸電子舌分析Fig.5 Analysis of electronic tongue of frankfurters

2.10 層次聚類分析（Hierarchical Cluster Analysis，HCA分析）

HCA分析是一種有效的分析方法，清晰地描述不同樣本之間的多變量相關(guān)程度。HCA分析結(jié)果一般以熱圖的形式表示，其可以明確地表現(xiàn)出不同樣本之間的接近程度以及相關(guān)關(guān)系。如圖6所示的層次聚類結(jié)果表明，在聚類1中，未添加磷酸鹽處理組的產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性（彈性和致密性）、L*值、a*值、b*值和感官參數(shù)（多汁性、內(nèi)部顏色、風味和整體可接受性）發(fā)生下調(diào)的變化，而未添加磷酸鹽的處理組和在0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量時出現(xiàn)上調(diào)的變化。此外，在聚類2中，未添加磷酸鹽處理組的乳化穩(wěn)定性、蒸煮損失、質(zhì)構(gòu)特性（硬度、咀嚼性和回復性）出現(xiàn)了明顯的上調(diào)趨勢，但磷酸鹽添加量為0.4%的處理組和0.2%碳酸氫鈉添加量、0.15%檸檬酸鈉添加量時在這些方面有明顯的下調(diào)趨勢。此外，各處理組層次聚類分析結(jié)果顯示，在碳酸氫鈉添加量為0.2%且檸檬酸鈉添加量為0.15%時與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組同組，這說明此時無磷法蘭克福香腸的品質(zhì)與含0.4%磷酸鹽的法蘭克福香腸的品質(zhì)相似。

圖6 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸HAC分析的影響Fig.6 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on HAC analysis of frankfurters

2.11 掃描電鏡

掃描電鏡可以觀察法蘭克福香腸的微觀結(jié)構(gòu)，如圖7所示，與磷酸鹽添加量為0.4%的處理組相比，未添加磷酸鹽處理組的產(chǎn)品肌肉蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)不緊湊、不均勻，并存在一些較大的孔洞，水分通過孔洞流失較多，法蘭克福香腸的持水能力會有所下降。在所有檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的處理組中選取效果最好的一組（SHC 0.2%/SC 0.15%）進行微觀結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果表明0.2%碳酸氫鈉添加量協(xié)同0.15%檸檬酸鈉添加量的處理組肌肉蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔徑明顯減小，法蘭克福香腸可以保持更多的水分。其原因在于檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉能更好地螯合肌動球蛋白中的金屬離子，形成了均一、緊致的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高肉制品的持水能力[47]。Zhou等[48]的研究也表明，檸檬酸鹽等保水劑顯著促進了蛋白質(zhì)分子間的相互作用，形成更均勻的肉蛋白網(wǎng)絡(luò)，提高產(chǎn)品的持水能力。

圖7 檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉添加量對法蘭克福香腸掃描電鏡圖像的影響（50.0 μm）Fig.7 Effects of compounding addition of sodium citrate with sodium hydrogen carbonate on scanning electron microscopy images of frankfurters (50.0 μm)

3 結(jié)論

檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉可以替代法蘭克福香腸中傳統(tǒng)的磷酸鹽，且在0.15%（w/w）檸檬酸鈉添加量協(xié)同0.2%（w/w）碳酸氫鈉的添加量時為最佳，改善了法蘭克福香腸的致密性、多汁性以及整體接受性。而檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的添加量過多會造成法蘭克福香腸硬度、風味和整體可接受度下降。因此，檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉可以作為無磷保水劑應用于乳化肉糜制品中，改善產(chǎn)品的品質(zhì)特性以及感官特性。未來的研究也可在檸檬酸鈉協(xié)同碳酸氫鈉的基礎(chǔ)上，進一步復配親水膠體以提升法蘭克福香腸品質(zhì)。