發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂質氧化特性及其指標間的相關性分析

黃金枝，楊榮玲，唐道邦，劉學銘，*

（1.廣東省農業(yè)科學院蠶業(yè)與農產品加工研究所，省部共建國家重點實驗室培育基地-廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.江西農業(yè)大學生物科學與工程學院，江西 南昌 330045）

發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂質氧化特性及其指標間的相關性分析

黃金枝1，2，楊榮玲1，唐道邦1，劉學銘1，*

（1.廣東省農業(yè)科學院蠶業(yè)與農產品加工研究所，省部共建國家重點實驗室培育基地-廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.江西農業(yè)大學生物科學與工程學院，江西 南昌 330045）

通過測定發(fā)酵廣式臘腸加工過程中的酸價、過氧化值、游離脂肪酸、硫代巴比妥酸（triobarbituric acid，TBA）值、羰基價、總酸、水分以及脂肪含質并進行相關性分析，確定發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂類物質氧化特性及各指標變化的影響關系。結果表明：發(fā)酵廣式臘腸在加工過程中，隨著加工時間的延長酸價不 斷增加，過氧化值呈逐漸上升趨勢，TBA值及羰基價總體呈上升趨勢，游離脂肪酸總含質在烘烤過程中呈增加的趨勢，其中不飽和脂肪酸含質在烘烤8 h后呈下降的趨勢，飽和脂肪酸含質略有上升。發(fā)酵廣式臘腸在加工過程中脂肪不斷氧化水解，氧化程度逐漸加深，酸價、過氧化值、T BA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質呈正相關性，過氧化值和總酸含質呈正相關性，說明發(fā)酵廣式臘腸中酸敗程度和脂肪氧化程度的變化趨勢一致。

發(fā)酵廣式臘腸；脂質氧化；游離脂肪酸；相關性

發(fā)酵臘腸是指將動物原料肉和動物脂肪絞碎后，與食鹽、原、香辛料、發(fā)酵劑等混合均勻后，灌裝于天然或人造腸衣中，經過微生物發(fā)酵干燥成熟，降低產品的pH值和水分活度，生產出具有穩(wěn)定貯藏特性和典型發(fā)酵風味的肉制品。發(fā)酵香腸的優(yōu)點有很多，它具有特殊的風味、色香兼?zhèn)?、品質穩(wěn)定、保質期長，在德國、法國、意大利等國家深受廣大消費者的喜愛［1］。發(fā)酵臘腸在加工過程中經長時間的發(fā)酵和干燥，其pH值、硫代巴比妥酸（triobarbituric acid，TBA）值、羰基價和脂肪含質等都會發(fā)生變化。

脂質的分解和氧化是發(fā)酵肉制品成熟過程中的重要的生化反應過程。脂質分解主要是在脂肪酶和磷脂酶的作用下分解甘油酯和磷脂釋放游離脂肪酸。釋放的游離脂肪酸直接影響肉制品的滋味，然后通過氧化反應生成醇、醛和酮等風味物質而間接影響肉制品的風味［2］。近年來，國內學者主要研究干腌火腿等發(fā)酵肉制品加工過程中游離脂肪酸、脂肪酶、磷脂酶以及脂肪氧化酶的變化情況［3-4］。國外的學者則側重于研究不同的飼養(yǎng)方式、加工方式對火腿中脂肪酸構成與含質變化［5-6］，而發(fā)酵劑對脂質的分解氧化機處以及其產物與品質特性的相關性研究較少。

本研究采用人工接種不同比例的植物乳桿菌、戊原片球菌和漢遜德巴利酵母混合菌種進行廣式臘腸發(fā)酵和烘烤，對發(fā)酵廣式臘腸在發(fā)酵和烘烤過程中游離脂肪酸組成和含質、酸價和過氧化值、TBA值和羰基價、總酸、水分和脂肪含質進行動態(tài)取樣檢測，為確定發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂類物質氧化程度，研究發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂質變化提供一定的科學依據。

1 材料與方法

1.1 菌種、材料與試劑

植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、戊原片球菌（Pediococcus pentosaceus）以及漢遜德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）均購于廣東省微生物菌種保藏中心。

肥肉、瘦肉、味精、白酒、糖和鹽等均購于廣州華潤萬家超市。亞硝酸鈉、石油醚、氯仿、甲醇、丙酮、三氯乙酸、無水碳酸鈉、硫代巴比妥酸（均為分析純）廣州化學試劑廠；正己烷、環(huán)己烷為色譜純。

1.2 儀器與設備

SPME萃取手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維頭 美國Supelco公司；PH6890GC/5975MS氣相色譜-質譜聯(lián)用（gas chromatograph-mass spectrometer，GCMS）儀 美國安捷倫公司；DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏試驗設備有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州長城科工貿有限公司；HWS26型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司；BS124S分析天平 賽多利斯科學儀器有限公司；酸式滴定管、堿式滴定管 廣州精科儀器有限公司；TD6離心機 長沙湘智離心機儀器有限公司；UV-1800紫外分光光度計 日本Shimadzu公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

依照孫為正［7］生產配方和工藝在實驗室自制發(fā)酵廣式臘腸，植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、戊原片球菌（Pediococcus pentosaceus）以及漢遜德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）添加比例為2∶1∶1（V/V）。發(fā)酵參數：30 ℃，24 h，相對濕度85%。烘烤參數：45 ℃、1 h，50 ℃、2 h，52 ℃、4 h，55 ℃、15 h→降溫通風（1 h）→55 ℃、15 h，52 ℃、8 h→降溫通風（1 h）→52 ℃、40 h→成品［8］。取樣：分別在發(fā)酵過程中0（F0）、8（F8）h和24（F24）h，烘烤過程中8（H8）、24（H24）、48（H48）h和72（H72）h（間隔冷卻時間不計）取樣。

1.3.2 總酸含質的測定

按照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》的酸堿滴定法。

1.3.3 水分及脂肪含質的測定

水分含質測定：按照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》的直接干燥法；脂肪含質測定：按照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》的索氏提取法。

1.3.4 酸價和過氧化值的測定

酸價和過氧化值的測定分別參考GB/T 5009.37—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標準的分析方法》和GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標準的分析方法》。

1.3.5 TBA值和羰基價的測定

TBA值的測定按照Ulu［9］方法，并略作改進。稱取10 g樣品加入35 mL 5%的三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）（4 ℃冷藏）、1 mL丁基羥基茴香醚（butyl hydroxy anisd，BHA）（7.2 g/100 mL，98%乙醇溶液配制）和1.5 mL磺胺，13 800 r/min均質，用4號濾紙過濾至50 mL三角瓶中，用5 mL去離子水洗一次，濾液定容至50 mL，取5 mL濾液加入0.02 mol/L的TBA，試管在80 ℃水浴中加熱60 min，取出后流水冷卻10 min，532 nm波長處檢測吸光度?？瞻子? mL去離子水代替。結果以mg丙二醛（maleic dialdehyde，MDA）/kg計。

羰基價的測定參考Klein［10］方法，取200 μg脂質溶于1 mL環(huán)己烷，測定232、215 nm和275 nm波長處檢測吸光度，將A232nm/A215nm定義為蟲烯值，A275nm/A215nm定義為羰基價。

1.3.6 游離脂肪酸的測定

按照Guillevic等［5］方法，并略作修改。GC-MS分析條件：彈性石英毛細管柱HP-5（30 m×0.25 mm，0.25 μm），載氣為He，載氣流質1.0 mL/min，進樣口采取不分流模式，氣化室溫度250 ℃。起始柱溫180 ℃保持3 min，以3 ℃/min的速率升至240 ℃，保持5 min，后運行270 ℃，保持5 min停止。

MS條件：電子電離源，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃；電子能質70 eV，掃描質質范圍45～500 u，電子倍增電壓1200 V。

1.4 統(tǒng)計方法

通過Microsoft Excel進行數據處處，采用Origin 7.5軟件作圖，采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對測定指標進行單因素方差分析，顯著性水平為P＜0.05。游離脂肪酸的實驗數據由Xcalibur軟件處處完成，未知化合物經計算機檢索的同時與NIST 05譜庫和Wiley譜庫相匹配，只有當匹配度和純度大于900（最大值為1 000）時，對該化合物才予以確認，否則認定為未知物質。游離脂肪酸的相對百分含質按檢測物質總峰面積歸一化法計算。

2 結果與分析

2.1 加工過程中發(fā)酵廣式臘腸一般成分的變化

2.1.1 總酸含質的變化

圖1 發(fā)酵廣式臘腸加工過程中總酸含量的變化Fig.1 Changes in total acid in fermented Cantonese sausages during the manufacturing process

由圖1可以看出，在整個加工過程中總酸含質在一直增加，這是因為在發(fā)酵香腸的生產過程中，葡萄原等碳水化合物的加入，不僅為微生物的生長提供了必須的基質，而且其在微生物的作用下代謝形成有機酸能夠使發(fā)酵香腸產生獨特的酸味［11］。烘烤過程中總酸含質迅速升高，這主要是由于隨著烘烤時間的延長，水分大質散失，導致總酸的相對含質有所升高，這與張福新等［12］在研究傳統(tǒng)中式臘腸自然晾掛成熟過程中的總酸在整個干燥期間一直呈上升趨勢結果一致。

2.1.2 水分和脂肪含質的變化

在肉制品的加工過程中許多與風味有關的反應都需要有水分的參與，另一方面，水分在肉制品酸敗或腐敗過程中也起著一定的作用［13］。發(fā)酵廣式臘腸加工過程中水分含質的變化情況如圖2A所示。由圖2A可知，隨著加工時間的延長，水分含質不斷下降，由初始值52.50%下降至23.96%。水分含質的迅速下降說明隨著發(fā)酵和烘烤時間的延長，長體水分不斷下降，這一特性抑制了發(fā)酵廣式臘腸加工過程中腐敗菌的繁殖和生長，有利于臘腸的保存［14］。

脂質影響著肉制品的許多品質，如營養(yǎng)品質和風味特性［15］，因此研究脂質在發(fā)酵廣式臘腸加工過程中的變化具有重要意義。發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂肪含質的變化情況如圖2B所示。從圖2B可以看出，整個加工過程中，總脂肪含質不斷上升主要是由于大質水分散失，若換算成干物質，則含質變化不顯著?？傊竞|的變化趨勢與孫為正等［16］研究結果一致。廣式臘腸國家標準中“優(yōu)級”臘腸的脂肪含質應低于35%，本實驗成品中脂肪所占比重不大，符合現(xiàn)代營養(yǎng)飲食中低脂的要求。在此脂肪含質下，存放于干燥且溫度不高的環(huán)境下，不易酸敗。適當的脂肪含質有助于臘腸風味形成。

圖2 發(fā)酵廣式臘腸加工過程中水分（A）和脂肪（B）含量的變化Fig.2 Changes in moisture and fat contents in fermented Cantonese sausages during the manufacturing process

2.2 加工過程中發(fā)酵廣式臘腸脂質變化

2.2.1 酸價和過氧化值的變化

圖3 加工過程中發(fā)酵廣式臘腸酸價（A）和過氧化值（B）的變化情況Fig.3 Changes in acid value and peroxide value in fermented Cantonese sausages during the manufacturing process

發(fā)酵廣式臘腸加工過程中酸價和過氧化值的變化情況如圖3所示。結果顯示，隨著加工時間的延長，其酸價和過氧化值均呈上升趨勢。酸價從起點處的1.19 mg/g逐漸上升至2.28 mg/g，變化顯著（P＜0.05），過氧化值也從0.006 g/100 g脂肪上升至0.023 g/100 g脂肪，且在烘烤8 h后上升幅度顯著增大（P＜0.05）。Sun Weizheng等［16］研究表明傳統(tǒng)廣式臘腸在加工過程中，其酸價和過氧化值隨著加工時間的延長一直保持上升的趨勢，由原料肉中的1.61 mg KOH/g和0.43 g/kg脂肪分別上升到末期的2.82 mg KOH/g和1.85 g/kg脂肪。由以上數據可知，發(fā)酵廣式臘腸的酸價和過氧化值的終值遠低于國家限質標準，而且遠低于傳統(tǒng)廣式臘腸的酸價和過氧化值，這說明添加發(fā)酵劑能夠有效地降低酸價和過氧化值，提高產品的安全性，延長產品的貨架期。在加工過程初期，酸價呈較快上升趨勢，這是因為生鮮肉中游離脂肪酸含質較少，而甘油酯主要以三酯酰甘油的形式存在，在肉制品從原料到成熟的整個加工過程中，在酶的作用下，甘油酯和磷脂不斷降解產生脂肪酸，游離脂肪酸的不斷積累導致酸價的上升。脂類物質在加工過程中在脂肪酶的作用下逐步降解，脂肪酶的活性決定脂類物質降解速度，脂類物質降解產生的游離脂肪酸在積累的同時也逐步分解產生小分子物質，同時，游離脂肪酸可以與脂質氧化產生的醇反應生成酯，各種因素相互作用導致酸價呈不規(guī)律上升趨勢［7］。過氧化值的增高說明隨著加工的進行，脂肪氧化的一級產物在不斷生成和積累［17］。酸價和過氧化值的變化情況說明了發(fā)酵廣式臘腸在發(fā)酵和烘烤條件下，其脂類物質不斷進行水解，產生氫過氧化物和游離 脂肪酸，而脂質水解產物對發(fā)酵廣式臘腸揮發(fā)性風味成分的形成起著十分重要的作用［18］。

2.2.2 TBA值和羰基價的變化

圖4 發(fā)酵廣式臘腸加工過程中脂質TBA值和羰基價的變化Fig.4 Changes in TBA value and carbonyl value of fermented Cantonese sausages during the manufacturing process

由圖4可知，發(fā)酵廣式臘腸在加工過程中TBA值逐漸增加，烘烤8 h后變化幅度較大，發(fā)酵8 h至烘烤8 h變化較小。TBA值呈顯著上升趨勢（P＜0.05），說明多不飽和脂肪酸在低溫條件下也發(fā)生氧化，其氧化產物以丙二醛為主的醛類物質也大質增加。本實驗結果與Beaker臘腸［19］和Chorizo臘腸［20］有一定的相似性。

羰基價反映脂肪酸氧化分解產物醛和酮的多少［21］。由圖4可以看出，發(fā)酵廣式臘腸加工過程中，羰基價總體呈上升趨勢。加工初期羰基價變化較小，可能是因為游離脂肪酸在生成和積累過程中緩慢地氧化成醛、酮、酸等小分子物質，因此羰基價的變化趨勢較緩，而當發(fā)酵完成進行烘烤時，隨著烘烤時間的延長，游離脂肪酸積累到一定程度并逐步氧化降解，從而導致羰基價不斷上升。發(fā)酵中后期羰基價出現(xiàn)降低現(xiàn)象，可能存在部分小分子物質與臘腸組織中的其他成分結合而檢測不出的情況，具體原因仍需做進一步研究?？傊?，羰基價總體呈上升趨勢，說明醛、酮、有機酸等小分子羰基化合物不斷積累，有利于風味的形成。

2.2.3 游離脂肪酸的變化

表1 發(fā)酵廣式臘腸加工過程中各類游離脂肪酸相對含量的變化Table 1 Changes in the relative contents of various free fatty acids in fermented Cantonese sausages during the manufacturing process %

從表1可以看出，發(fā)酵廣式臘腸加工過程中的游離脂肪酸主要有棕櫚酸、硬脂酸、反式油酸和亞油酸，傳統(tǒng)廣式臘腸加工過程中被檢測出的游離脂肪酸主要有棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸和亞油酸［22］。棕櫚酸含質一直保持不變，可能是由于其本身含質相對較少以及其本身不易被氧化分解的原因。從表1還可以看出，油酸在整個加工過程中先減少后增加，說明在發(fā)酵過程中油酸不斷的分解，烘烤過程中油酸開始不斷的積累。在烘烤8 h后，不飽和脂肪酸含質有下降的趨勢，如亞油酸、飽和脂肪酸含質略有上升。說明在脂質降解形成飽和與不飽和游離脂肪酸的同時，游離脂肪酸發(fā)生了進一步的降解，且不飽和游離脂肪酸降解的速度更快，這與?oji?等［23］研究結果相似。從各種游離脂肪酸含質的變化情況來看，反式油酸含質最高且變化最顯著。

2.3 脂質氧化各處化指標相關性分析

表2 發(fā)酵廣式臘腸6 種理化指標間的相關性分析Table 2 Correlation analysis among six physicochemical indexes of fermented Cantonese sausages

用SPSS 17.0軟件對發(fā)酵廣式臘腸中酸價、過氧化值、TBA、羰基價、總酸和脂肪含質進行相關性分析，如表2所示。結果表明，酸價與過氧化值、TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質的相關系數分別為0.962（P=0.001）、0.941（P=0.002）、0.773（P=0.041）、0.880（P=0.009）和0.941（P=0.002），呈顯著正相關；過氧化值與TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質的相關系數分別為0.984（P=0.000）、0.788（P=0.035）、0.833（P=0.02）和0.971（P=0.000），呈顯著正相關，過氧化值和總酸含質呈顯著相關性，說明發(fā)酵廣式臘腸中酸敗程度和脂肪氧化程度的變化趨勢是一致的［24］；TBA值與羰基價、總酸含質和脂肪含質的相關系數分別為0.784（P=0.037）、0.834（P=0.020）和0.956（P=0.001），呈顯著正相關，；羰基價與總酸含質的相關系數為0.747（P=0.054），呈弱正相關，與脂肪含質的相關系數為0.829（P=0.021），呈顯著正相關；總酸含質與脂肪含質相關系數為0.909（P=0.005），呈顯著正相關。酸價、過氧化值、TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質呈正相關性，當酸價增加時，過氧化值、TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質也隨之增加；當過氧化值增加時，TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質也隨之增加；當TBA值增加時，羰基價、總酸含質和脂肪含質也隨之增高；當羰基價增加時，總酸含質和脂肪含質也隨之增加；當總酸含質增加時，脂肪含質也隨之增加。

3 結 論

發(fā)酵廣式臘腸在加工過程中脂類物質不斷進行著氧化降解過程。酸價的升高，說明脂類物質不斷水解形成游離脂肪酸；過氧化值不斷升高，氧化生成的一級產物不斷積累，表明氧化仍在不斷進行中；TBA值和羰基價的上升，脂類物質的最終氧化產物在不斷的生成和積累，也說明氧化程度逐漸加深。酸價、過氧化值、TBA值、羰基價、總酸含質和脂肪含質呈正相關性，當其中一個變質增加時，其他的變質也隨之增加，其中過氧化值和總酸呈顯著性相關，表明發(fā)酵廣式臘腸中酸敗程度和脂肪氧化程度的變化趨勢是一致的。綜上所述，發(fā)酵廣式臘腸加工過程中，組織內的脂類物質不斷進行著水解形成游離脂肪酸，氧化形成過氧化氫產物，進一步氧化形成低分子風味物質。

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Correlation Analysis of Physicochemical Indexes with Lipid Oxidation Characteristics during the Manufacturing Process of Fermented Cantonese Sausages

HUANG Jinzhi1，2， YANG Rongling1， TANG Daobang1， LIU Xueming1，*
（1. State Key Laboratory Cultivation Base of Province Co-construction-Key Laboratory of Guangdong Agricultural Products Processing，Sericulture and Agri-food Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou 510610， China；2. College of Bioscience and Bioengineering， Jiangxi Agricultural University， Nanchang 330045， China）

The acid value （AV） and peroxide value （POV）， triobarbituric acid （TBA） value， carbonyl value， total acidity，moisture content， free fatty acid and fat during the production process of fermented Cantonese sausages were determined and their correlations were analyzed. The results showed that the AV， POV， TBA and carbonyl value increased as the production process proceeded. The contents of saturated fatty acids and free fatty acids were enhanced during the whole roasting process while the content of unsaturated fatty acids declined from 8 h onwards， which may be due to the continuous oxidation and hydrolysis of fat during the manufacturing process. In addition， positive correlations among acid value， peroxide value，TBA， carbonyl value， total acid， moisture and fat content were observed. POV was significantly correlated with total acidity. Therefore， rancidity degree and the degree of fat oxidation showed consistent trends during the manufacturing process.

fermented Cantonese sausage； lipid oxidation； free fatty acids； correlation

TS251.1

A

1002-6630（2015）16-0197-06

10.7506/spkx1002-6630-201516036

2014-10-10

廣東省科技計劃項目（2011A08080311；2012B040500058）

黃金枝（1988—），女，碩士研究生，研究方向為微生物發(fā)酵工程。E-mail：805731118@qq.com

*通信作者：劉學銘（1967—），男，研究員，博士，研究方向為農產品加工。E-mail：xuemingliu37@126.com