海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸品質的影響

吳九夷，姚文晶，曹傳愛，王美娟，孔保華，劉 騫

（東北農業(yè)大學食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

肉制品中含有大量人體必需氨基酸、蛋白質、維生素、礦物質等，具有很高的營養(yǎng)價值[1]。然而肉制品中含量過高的脂肪不僅能導致肥胖，還能對人體心腦血管造成危害[2]。與此同時，肉制品中過高的食鹽含量也會增加人體患高血壓、心腦血管疾病和中風的風險[3]。世界衛(wèi)生組織已經提出倡議，建議每人每日減少高脂肪肉制品的攝入，且成年人每日攝入鈉含量不應超過2 g，兒童攝入量應更少[4-5]。近幾年調查顯示，減肥人群和健身人群的數(shù)目與日俱增，他們的需求不僅是低脂低鹽，而是希望食用“零脂”低鹽的肉制品[6]，這樣既保證了營養(yǎng)需求，又不會給身體帶來危害，因此開發(fā)低脂低鹽肉制品意義重大。

脂肪和食鹽在肉制品中都扮演著極其重要的角色。脂肪可以改善肉制品質地、提高肉制品的保水能力、減少蒸煮損失、增加乳化穩(wěn)定性，還對肉制品風味和滋味有積極影響[7]。食鹽能溶解肌肉中的肌原纖維蛋白，促進蛋白質的水合作用，增加肉制品的致密性，降低蒸煮損失，增加乳化穩(wěn)定性[8-9]。所以不添加脂肪的同時降低食鹽添加量，必定會影響產品的品質，因此尋求能夠代替脂肪和食鹽的物質，為產品帶來更好的口感和致密的組織結構是目前開發(fā)低脂低鹽肉制品所面臨的問題。

膳食纖維是指不易被人體消化吸收的，以多糖類為主的大分子物質的總稱，是由纖維素、果膠類物質、半纖維素和糖蛋白等物質組成的聚合體[10]。膳食纖維能降低膽固醇水平，改善葡萄糖耐量和胰島素反應，降低高脂血癥和高血壓，并有助于胃腸道健康[11]，是21世紀食品工業(yè)中最受關注、具有特殊保健功能的食品原料[12]。在肉制品開發(fā)中，膳食纖維已被用作脂肪替代物，F(xiàn)erjan?i?等[13]使用菊粉、燕麥纖維開發(fā)低脂雞肉博洛尼亞香腸，結果表明添加3%的膳食纖維能夠有效替代香腸中50%的脂肪。Zhao Dingwei等[14]研究獼猴桃膳食纖維對低脂豬肉丸理化性質的影響，發(fā)現(xiàn)獼猴桃膳食纖維有很好的持水、持油能力，對肉丸的營養(yǎng)成分、肉丸的品質和感官特性均有明顯改善。海藻膳食纖維是從海洋藻類中提取的一種天然膳食纖維，相比其他膳食纖維，海藻膳食纖維生產原料豐富，價格低廉，具有很好的商業(yè)價值。然而至今為止，對海藻膳食纖維在肉制品中的研究仍然很匱乏。本實驗旨在以低脂低鹽雞肉腸為研究對象，探討不同添加量（0.5%、0.75%、1%、1.25%、1.5%、1.75%）的海藻膳食纖維對其食用品質的改善效果，為開發(fā)健康肉制品提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞胸肉 哈爾濱延大食品有限公司；膠原蛋白腸衣（直徑20 mm） 廣東德福龍生物科技有限公司；KD227海藻膳食纖維 上海北連生物科技有限公司；復合磷酸鹽（三聚磷酸鹽、焦磷酸鹽、六偏磷酸鹽按照同等質量比混合而成）、異抗壞血酸鈉 廈門市頂為味興業(yè)香料發(fā)展有限公司；食鹽 中鹽東興鹽化股份有限公司；香辛料 江蘇省泰州市香之源食品有限公司。

1.2 儀器與設備

AL-104-精密電子天平 廣州森美特輕工機械制造有限公司；FE20K型pH計 上海梅特勒-托利多儀器設備有限公司；GL-21M冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；ZE-600色差計 日本色電工業(yè)株式會社；TA-XT plus型質構分析儀 英國Stable Micro System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；DHD-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；BYXX-50煙熏箱 浙江杭州艾博機械工程有限公司。

1.3 方法

1.3.1 低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸制作

制作流程：原料肉解凍→粗絞→斬拌→灌腸→烘干→煙熏→蒸煮→冷卻→包裝。

實驗配方如表1所示，對照組海藻膳食纖維添加量為0%，實驗組為0.5%、0.75%、1%、1.25%、1.5%、1.75%；其他輔料添加量均相同。

表1 不同海藻膳食纖維添加量的低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸配方Table 1 Formulations of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different seaweed dietary fiber contents

具體操作：1）將雞肉攪碎備用、制好碎冰備用；2）將雞肉和鹽、磷酸鹽、1/2碎冰混合斬拌1 min；3）加入海藻膳食纖維和剩余碎冰斬拌1 min；4）加入香辛料斬拌1 min；5）加入異抗壞血酸鈉斬拌30 s即可進行灌腸步驟。

1.3.2 蒸煮損失的測定

參考Tahmasebi等[15]的方法，稱取35 g左右攪碎的樣品放入離心管中，以3500 r/min離心5 min排除管內氣泡，將離心后的樣品放在75 ℃水浴鍋中加熱30 min，然后取出離心管倒置于鋁盒中約1 h，蒸煮損失按式（1）計算：

1.3.3 乳化穩(wěn)定性的測定

參考Bolger等[16]的方法，將蒸煮損失測定中蒸煮損失的液體（離心管倒立1 h）倒入鋁盒中，水分損失為蒸煮損失的液體在105 ℃烘箱中加熱16 h烘干后減輕的質量，而脂肪損失為蒸煮損失的液體烘干后剩余的樣品質量，水分損失率和脂肪損失率按照式（2）、（3）計算：

1.3.4 色澤的測定

將4 ℃貯藏的香腸放置在室溫（20～22 ℃）下平衡1 h，用料理機攪拌約10 s。用色差計測定香腸的L*值、a*值和b*值，其中L*、a*、b*分別表示樣品的亮度值、紅度值和黃度值。每個樣品分別測定3 次，取平均值。白板色度值L*值為96.22，a*值為6.03，b*值為15.06，選擇O/D測試頭。

1.3.5 pH值的測定

參照GB 5009.237—2016《食品pH值的測定》[17]，取1.00 g攪碎的樣品與10 mL的蒸餾水混合，玻璃棒攪拌均勻，室溫下放置30 min，取濾液，利用pH計測定pH值。

1.3.6 質構的測定

參考Zhang Fengxue等[18]的方法，將4 ℃貯藏的香腸放置在室溫（20～22 ℃）下平衡1 h，每組樣品做10 個平行。測試參數(shù)如下：測試前速率1.5 mm/s，測試速率1.5 mm/s，測試后速率10 mm/s，壓縮比50%，觸發(fā)力15 g，探頭型號為P/2。

1.3.7 掃描電子顯微鏡

采用掃描電鏡對香腸試樣的微觀結構進行分析。參考Maqsood等[19]的方法，稍有改動。2～3 mm厚的香腸樣品被固定在3%戊二醛溶液中過夜。樣品在0.2 mol/L磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2）中沖洗1 h，然后在50%、60%、70%、80%、90%和100%梯度乙醇系列中脫水。樣品經冷凍干燥后保存在密封容器中。干燥的樣品安裝于青銅短柄上，并鍍上一層金，觀察。

1.3.8 電子鼻的測定

參考趙宏蕾等[20]的方法，取3 g樣品放于頂空瓶內，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（苯類物質，芳香組分）、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）。

1.3.9 電子舌測定

參考Yin Xiaoyu等[21]的方法略有改動。將50 g樣品與250 mL蒸餾水混合，在40 ℃條件下水浴30 min，放入絞肉機攪拌1 min，后在5000 r/min離心10 min，最后過濾取濾液80 mL用電子舌檢測，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。

1.3.10 感官評定

由10 名具有食品感官評定經驗的人員組成評定小組對香腸色澤、彈性、致密性、風味、整體可接受性進行評分，滿分為7 分（顏色：7為黃色，1為棕色；致密性、多汁性、彈性、硬度、風味、總體可接受性：7為非常滿意，1為非常不滿意），評分標準如表2所示。評定人員品嘗不同組香腸之前要用礦泉水漱口，以免影響結果。

表2 低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸感官評定標準Table 2 Criteria for sensory evaluation of low-fat and low-salt chicken frankfurters

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結果與分析

2.1 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性的影響

蒸煮損失反映了肉制品在蒸煮過程中保水和保油的能力。這與肉制品中脂肪含量有關[22]。減少蒸煮損失不僅能改善肉制品的品質，還具有重大的商業(yè)價值。由表3可知，與對照組相比，實驗組的蒸煮損失顯著減少（P＜0.05），且當海藻膳食纖維添加量從0.5%增加到1.5%時，雞肉腸的蒸煮損失逐漸減少（P＜0.05），從1.5%增加到1.75%時，蒸煮損失無顯著變化（P＞0.05）；此結果表明海藻膳食纖維降低蒸煮損失的能力很強，因為膳食纖維有很多親水基團，使其具有很強的持水性和膨脹性。Han Minyi等[23]的研究結果與本實驗相似，發(fā)現(xiàn)添加菊粉、中型纖維素、羧甲基纖維素鈉鹽、低分子質量殼聚糖、果膠等均能顯著減少低脂肉制品的蒸煮損失。

表3 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸蒸煮損失和乳化穩(wěn)定性的影響Table 3 Effect of seaweed dietary fiber on cooking loss and emulsion stability of low-fat and low-salt chicken frankfurters

乳化穩(wěn)定性與蒸煮損失有密切聯(lián)系，主要由水分損失和脂肪損失決定。當蒸煮損失減少時，乳化穩(wěn)定性則會提高。由表3可知，與對照組相比，實驗組的水分損失、脂肪損失、總體汁液損失均顯著減少（P＜0.05），且當海藻膳食纖維添加量從0.5%增加到1.75%時，雞肉腸的水分損失和脂肪損失均逐漸減少（P＜0.05），總汁液損失也隨之減少（P＜0.05），從而使雞肉腸的乳化穩(wěn)定性顯著提高（P＜0.05）。上述結果表明海藻膳食纖維可以有效提高低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸的乳化穩(wěn)定性。與本實驗研究結果相似，劉英麗等[24]研究發(fā)現(xiàn)小麥麩膳食纖維能提高肌原纖維蛋白凝膠的保水性，從而減少水分損失。有關研究表明，海藻膳食纖維的持水性和膨脹性均高于麩皮膳食纖維[25]，因此與其他膳食纖維相比，海藻膳食纖維的持水性和持油性在低脂低鹽肉制品中占絕對優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。

2.2 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸色差和pH值的影響

由表4 可知，對照組L*值顯著高于實驗組（P＜0.05），且隨著海藻膳食纖維添加量逐漸增大，雞肉腸的L*值顯著降低（P＜0.05）；添加海藻膳食纖維后，雞肉腸的a*值顯著低于對照組（P＜0.05），這可能是因為對照組中無海藻膳食纖維，香辛料的色澤影響了雞肉腸的a*值；對照組b*值顯著高于實驗組（P＜0.05），且隨著海藻膳食纖維添加量的增加，雞肉腸的b*值逐漸降低（P＜0.05）。Mendez-Zamora等[26]發(fā)現(xiàn)菊粉添加量增加能降低香腸的L*值、b*值、a*值。朱紫玉等[27]發(fā)現(xiàn)，隨著桔梗粉添加量增加，香腸的L*值降低，b*值升高，a*值無顯著差異。研究者們得到不同結論是因為膳食纖維中含有不同色素，因而對產品色澤的影響不同[28-29]。實驗結果表明，添加海藻膳食纖維能降低雞肉腸的L*值、a*值、b*值。對照組pH值顯著低于其他組（P＜0.05），且隨著海藻膳食纖維添加量的增加，雞肉腸pH值顯著增加（P＜0.05）。Choi等[30]的研究結果與本實驗相似，研究發(fā)現(xiàn)米糠纖維可以增加低脂肉制品的pH值。

2.3 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸質構特性的影響

由表5可知，與對照組相比，實驗組的硬度、回復性、彈性、脆性均顯著增大（P＜0.05），咀嚼性和內聚性顯著降低（P＜0.05）。這一結果說明海藻膳食纖維可以有效提高雞肉腸的質構特性，并且由于對照組是低脂低鹽、無海藻膳食纖維的產品，質地干硬發(fā)渣，導致其咀嚼性和內聚性增大，而添加海藻膳食纖維可以使其得到改善。隨著海藻膳食纖維添加量逐漸增加，雞肉腸咀嚼性和內聚性顯著減小（P＜0.05），彈性顯著增大（P＜0.05），張莉等[31]將不溶性海藻膳食纖維應用到火腿中，得到相同結論。此外，雞肉腸硬度隨著海藻膳食纖維添加量的增加先增大后降低（P＜0.05），這可能是因為隨著海藻膳食纖維的添加，原本干硬發(fā)渣的雞肉腸逐漸富有彈性，從而使硬度降低。張翼飛等[32]將桔梗粉加入香腸中，發(fā)現(xiàn)香腸的硬度隨桔梗粉的增加先增大后降低，與本實驗結果相同。雞肉腸的回復性和脆性也隨著海藻膳食纖維的增加呈先增大后降低的趨勢（P＜0.05）。

表5 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸質構特性的影響Table 5 Effect of seaweed dietary fiber on textural characteristics of low-fat and low-salt chicken frankfurters

2.4 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸掃描電子顯微鏡觀察

肉糜凝膠的微觀結構呈不規(guī)則的多層三維網狀結構[33]，由圖1可知，與對照相比，添加1.5%海藻膳食纖維的樣品電鏡表征存在很大差異。由圖1A可以看出，對照組的微觀結構疏松多孔，水通道交叉在肉糜凝膠內部，阻斷了凝膠三維網狀結構的形成，使水分流失，造成蒸煮損失增大，使香腸品質變差；從圖1B可以看出，肉凝膠的三維網狀結構更均勻、更致密，存在更多的小腔室，這樣的凝膠結構能鎖住更多的水分[34]，使蒸煮損失降低，從而改善香腸品質。李可等[35]也發(fā)現(xiàn)竹筍膳食纖維的添加可以有效地吸收凝膠體系中的水分，增加凝膠體系的凝膠強度。

圖1 低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸掃描電鏡圖（×2000）Fig.1 Scanning electron micrographs of low-fat and low-salt chicken frankfurters (× 2000)

2.5 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸電子鼻的影響

電子鼻可以獲取與樣品中揮發(fā)性化合物相關的綜合信息[36]。由圖2A可知，與對照組相比，實驗組W1C、W2W對芳香物質敏感的傳感器響應值較大，對照組W3S、W5S、W6S的傳感器響應值較大，并且海藻膳食纖維添加量的增加，其響應值越小，可能是因為海藻膳食纖維中不含氫化物、氮氧類化合物等物質，這些氣味被掩蓋。所有樣品中W3C、W5C的差別不明顯?？梢钥闯龊Ｔ迳攀忱w維對肉制品芳香味影響較大，而對其他氣味影響較小。對不同海藻纖維添加量的低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸進行主成分分析（principal component analysis，PCA）（圖2B），PC1貢獻率為56.4%，PC2貢獻率為31.0%，總貢獻率為87.4%，說明2 種PC包括雞肉腸氣味物質的大部分信息，且不同雞肉腸之間風味相互獨立[37]，PC1影響大于PC2分。對照組、0.5%、0.75%、1%處理組分布在X軸正半軸，對W1S、W1W、W2S、W6S、W3S、W5S等風味貢獻較大，1.25%、1.5%、1.75%處理組分布在X軸負半軸，對W2W、W1C、W3C、W5C等風味的貢獻較大；此外，對照組位于第4象限，整體風味與實驗組差異較大，1.5%與1.25%處理組相互靠近，說明整體氣味相似。

圖2 不同海藻纖維添加量的低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸基于電子鼻的氣味分析（A）和PCA（B）Fig.2 Odor radar plot (A) and principal component analysis plot (B) of electronic nose data of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

2.6 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸電子舌的影響

與傳統(tǒng)的感官評價相比，電子舌對樣品的評價更具客觀性和重復性[38]。由表6可知，隨著海藻膳食纖維添加量的增加，雞肉腸的酸味顯著減?。≒＜0.05），對照組酸味最大（P＜0.05），這一結果與pH值測定結果一致，可能是因為海藻膳食纖維自身呈堿性從而影響雞肉腸的pH值；澀味和回味-A等不良滋味顯著減?。≒＜0.05）；咸味、苦味、回味-B、鮮味、豐富度等滋味顯著增大，并顯著大于對照組（P＜0.05），這一結果表明添加海藻膳食纖維可以改善香腸的滋味，Gullón等[39]用海藻改善低鹽肉制品品質，發(fā)現(xiàn)海藻能提高低鹽肉制品的咸味和鮮味，與本實驗結果基本一致。如圖3所示，PC1和PC2的貢獻率分別為84.3%和12.2%，總貢獻率為96.5%，說明2 種PC包括雞肉腸滋味物質的大部分信息。X軸負半軸的產品對酸味的貢獻率大，X軸正半軸的產品對回味-B、回味-A、豐富度、咸味、鮮味、苦味、澀味的貢獻率較大。此外，可以看出對照組與其他處理組的總體滋味相差較大，且隨著海藻膳食纖維添加量的增加，總體滋味相差越大，而1.5%和1.75%處理組的整體滋味比較相似。

表6 不同海藻纖維添加量的低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸基于電子舌的滋味分析Table 6 Electronic tongue flavor analysis of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

圖3 不同海藻纖維添加量的低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸基于電子舌的PCAFig.3 PCA plot of electronic tongue data of low-fat and low-salt chicken frankfurters with different contents of seaweed fiber

2.7 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸感官評價的影響

由表7可知，對照組的色澤評分顯著高于實驗組（P＜0.05），且隨著海藻膳食纖維添加量的增加，色澤評分顯著降低（P＜0.05），這與色差指標的實驗結果一致，李璐等[40]也發(fā)現(xiàn)膳食纖維能降低火腿的色澤。1.5%、1.75%處理組的致密性、多汁性、風味評分無顯著差異（P＞0.05），但顯著高于其他處理組的評分（P＜0.05），這主要是因為海藻膳食纖維具有強吸水性，從而使雞肉腸的致密性和多汁性提高，且通過電子舌結果可知，海藻膳食纖維可以提升雞肉腸的鮮味和豐富度，所以評價者對風味的評分提高。最后根據(jù)總體可接受程度評分可知，1.5%、1.75%處理組的總體可接受程度無顯著差異（P＞0.05），并顯著高于其他處理組的評分（P＜0.05）。以上結果說明海藻膳食纖維添加量達到1.5%較優(yōu)。

表7 海藻膳食纖維對低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸感官評價的影響Table 7 Effect of dietary fiber from seaweed on sensory evaluation of low-fat and low-salt chicken frankfurters

3 結論

在低脂低鹽雞肉法蘭克福香腸中加入海藻膳食纖維可以有效改善產品品質，彌補零添加脂肪造成的品質劣變。實驗結果表明，當海藻膳食纖維的添加量達到1.5%時，雞肉腸的蒸煮損失顯著降低，硬度、彈性、多汁性、致密性均得到改善，最符合消費者的消費追求。加入海藻膳食纖維后的雞肉法蘭克福香腸不僅能減少人們脂肪的攝入，還能強化膳食纖維，保證人體健康，但其風味仍需進一步改善。