唐善虎教授等:香蕉花提取物对牦牛肉自然发酵香肠理化品质及挥发性风味物质的影响

2023-06-21作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-

牦牛肉制品主要包括卤制牦牛肉、风干牦牛肉干以及牦牛肉肠等。发酵香肠作为我国传统的发酵肉制品,因为营养价值丰富以及独特的发酵风味而深受广大消费者的喜爱。蛋白质和脂肪作为发酵肉制品中最重要的组成成分,其在生产加工过程中极易发生氧化降解,从而影响产品品质。香蕉花提取物(BFE)中含有酚类、黄酮类及三萜类以及部分未知高活性化合物,具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种生物活性,可以作为天然抗氧化剂添加到食品当中。
西南民族大学赵佳莹,唐善虎*等通过实验将BFE添加到牦牛肉发酵香肠中,通过测定pH值、色泽、水分含量、挥发性风味物质、质构、流变学特性、菌落总数及感官品质的变化,探讨不同添加量的BFE对发酵牦牛肉香肠不同发酵时期理化品质的影响,以期为香蕉产业废弃物资源化利用、BFE作为食品天然抗氧化剂的作用机理以及BFE在发酵肉制品中的应用提供理论依据。

1、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠pH值的影响

如图1所示,不同处理组香肠pH值在发酵成熟过程中有相似的变化趋势,均为先下降后上升。各BFE处理组的pH值均高于空白对照组,但同一发酵时间内,不同处理组之间差异不显著,0~2 d为香肠的主要发酵阶段,在这期间pH值显著下降,主要原因是原料中的微生物以及环境中微生物利用碳水化合物形成有机酸(主要为乳酸)的积累导致pH值下降。在发酵后期pH值有所回升,可能是由于微生物酶和脱氨酶活性呈碱性。

2、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠水分含量的影响

如图2 所示,随着发酵过程的进行,不同处理组的水分含量均呈降低趋势,各时间点间差异显著,水分质量分数由70.73%~72.76%降低至15.51%~19.32%。在整个发酵过程中,空白对照组的水分含量均显著低于其他处理组。综上,添加0.1% BFE处理组效果最佳,说明添加BFE能有效抑制发酵香肠的水分蒸发,保持其水分含量。

3、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠色泽的影响


由表2可知,各组发酵香肠L*值随着发酵时间的延长呈下降趋势。在发酵初期,不同处理组的L*值均高于30,各BFE处理组的L*值均显著低于空白对照组,这可能是因为BFE本身颜色为棕黄色导致发酵香肠的L*值降低。发酵第6天,各处理组L*值显著降低,发酵第14天,BFE处理组L*值显著高于空白对照组,表明添加BFE能够有效抑制发酵香肠L*值的降低。

由表2可知,在整个发酵过程中,不同处理组a*值均显著下降,各BFE处理组与空白对照组间差异显著。在第14天,各BFE处理组a*值显著高于空白对照组,且BFE添加量越大,a*值越高。BFE具有亚铁离子螯合能力,因此添加BFE能够有效抑制MetMb的形成,减缓a*值的下降速度。其他提取物如辣木叶、牛至、瓜拉那籽和黑醋栗也会降低肉品的a*值。

4、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠保水性的影响

由图3可知,5 组发酵香肠保水性变化趋势相同,均随着发酵时间的延长呈不断下降趋势,且不同处理组之间差异显著。空白对照组保水性从第0天的89.75%降低至贮藏第14天的76.57%,而0.1% BFE组仅从96.22%降低至87.86%,从中可以推测添加BFE对于提高发酵香肠的保水性有一定积极作用,这可能与BFE中含有丰富的膳食纤维有关,膳食纤维能够在蛋白质基质中保持水分,进而减少水分损失。

5、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠质构的影响

由表3可知,在发酵过程中,5组发酵香肠硬度、咀嚼性、胶着性和弹性随发酵时间的延长变化趋势相似,均显著上升。空白对照组硬度、咀嚼性、胶着性和弹性显著高于BFE处理组,且BFE添加量越高,发酵香肠硬度、咀嚼性、胶着性以及弹性越低,这可能由于BFE中膳食纤维中的三维立体网络结构可以改变肉制品的黏度,提高肉制品保水性,进而可以改善肉制品品质。

6、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠流变学特性的影响

图4 BFE添加量对发酵牦牛肉香肠流变学特性的影响

如图4所示,发酵第0天,5 种发酵香肠G’变化曲线基本特征相似。在25~55 ℃,G’下降,不同处理组的发酵香肠均在55 ℃达到低热变形峰点,可能是因为样品受热,大量的肌原纤维蛋白发生溶解、折叠。随着温度的升高,在70~90 ℃时达到高热变形峰点,随后下降,这可能是因为随着温度的升高,肌球蛋白结构开始发生改变,蛋白质分子间头部之间发生聚集,发生交联形成弹性网络结构。发酵第2天(图4B)G’变化趋势与第0天相似,但第6、10、14天G’变化有所不同,不同处理组的发酵香肠热变形峰消失。另外,部分添加BFE处理组G’会低于空白对照组;此外,儿茶素会屏蔽肌原纤维蛋白的反应性官能团,阻碍其参与凝胶的形成。

7、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠菌落总数的影响


如图5所示,随着发酵时间的延长,菌落总数逐渐上升,添加BFE的处理组均显著小于空白对照组。第0天,添加BFE处理组菌落总数均低于空白对照组,但不同处理组之间无显著差异。在发酵成熟阶段,不同处理组的菌落总数均显著上升,添加BFE的处理组菌落总数显著低于空白对照组,这可能是因为BFE中含有大量酚类,具有一定抑菌效果,作用机制与酚类物质的化学结构相关,且有报道证明BFE具有一定的抑菌特性;此外,酚类化合物还会抑制细菌生物膜的形成,进而影响蛋白质的生物合成并改变细菌细胞的代谢过程。因此,BFE中各种酚类物质会对微生物的生长起到抑制作用,具有一定的抑菌活性,实验结果表明添加0.1% BFE的处理组抑菌效果最佳。

8、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠挥发性风味物质的影响

使用GC-MS对不同发酵时间不同处理组的发酵香肠中挥发性风味物质进行鉴定,如表4所示,共计检出挥发性风味物质355 种,主要有醛类、烃类、酯类以及醇类化合物,还有少量的酸类、酮类及其他杂环类物质等。随着发酵时间的延长,各阶段风味物质的种类呈递增趋势。由于检测出的挥发性风味物质变量较多,难以进行系统性分析,因此采用主成分分析(PCA)简化数据,以得到不同变量之间的关系。

由图6A可知,构成牦牛肉发酵香肠的挥发性风味物质有3 个PC,贡献率分别为32.361%、26.509%、16.144%,累计贡献率达75.014%,各PC特征根大于1,因此这3 个PC能够较好地反映发酵牦牛肉香肠在成熟过程中挥发性风味物质相对含量的变化。其中构成PC1的为酯类、酮类和其他化合物;PC2为烃类、醇类、醛类;PC3为酸类物质。由图6B可以看出,不同发酵时间不同处理组在PC上的得分具有差异性,在发酵初期各组样品较为分散,在干燥成熟后期,样品分布较为集中。
如表4和图6A所示,酯类、酮类和其他化合物对牦牛肉发酵香肠风味贡献率最高。检测到的主要酯类物质有乙酸乙酯、丁酸丁酯、正己酸乙酯、苯甲酸乙基己酯等。不同处理组检测到的酮类物质主要有2,3-戊二酮、香叶基丙酮、左旋香芹酮等,脂肪的氧化降解、醇类物质的氧化或酯类化合物的降解可能是酮类物质的主要来源。
在不同处理组中,检测出大量的己醛、壬醛、苯甲醛等醛类物质,这些物质主要来源于不饱和脂肪酸的过氧化过程以及美拉德反应等。由表4可以看出,添加BFE的处理组醛类物质均高于空白对照组,表明添加BFE能够促进醛类物质的产生,改善发酵香肠的风味。在不同时间不同处理组的样品中检测到的烷烃类化合物主要有正己烷、正辛烷、柠檬烯、邻异丙基甲苯、苯酚等。综合来看,添加BFE对发酵香肠的风味不会产生负面影响。

9、BFE添加量对牦牛肉发酵香肠感官评价的影响

如表5所示,随着发酵时间的延长,发酵香肠的色泽、外观、质地、风味以及总体可接受度均呈下降趋势,发酵香肠的品质随着发酵时间的延长逐渐产生劣变。在0~6 d,不同处理组感官评价得分均在第1评分等级内变化,由于BFE自身具有颜色且具有抗氧化活性,在发酵过程中会抑制肌红蛋白氧化,导致添加BFE处理组与空白对照组在发酵过程中色泽和外观上差异显著。不同处理组的质地、风味以及总体可接受度均优于空白对照组,这可能是因为添加BFE的发酵香肠中含有阈值较低的酯类、醇类等物质,能够减少脂肪过度氧化带来的酸败味,使香肠在总体上比较符合消费者的口感,总体接受度也会越高,且在实验处理组中BFE添加量越高,发酵香肠的总体可接受度越高。这与前述分析TPA质构剖面分析以及挥发性风味物质分析结论相似。因此可以推断添加BFE对发酵香肠的感官评分会有积极影响,其中添加量为0.1%的效果最佳。

结论

不同添加量的BFE对牦牛肉发酵香肠理化品质有积极影响,且BFE具有一定的抑菌效果,延长发酵香肠的贮藏时间。添加量为0.1% BFE处理组能够更好抑制发酵过程中香肠水分蒸发且具有更强的保水能力,在发酵过程中有效抑制L*值和a*值的降低,减缓b*值的上升;同时能够改善发酵香肠硬度、咀嚼性、胶着性、弹性以及储能模量。通过PCA得到3 种PC,累计贡献率达75.014%,BFE有助于牦牛肉发酵香肠风味的改善,在感官评价中提高产品的综合得分。综合来看,BFE可以改善牦牛肉发酵香肠的理化品质,其中0.1%添加量的效果最好。

本文《香蕉花提取物对牦牛肉自然发酵香肠理化品质及挥发性风味物质的影响》来源于《食品科学》2023年44卷08期30-39页,作者:赵佳莹,唐善虎,李思宁,李巧艳,陈腊梅. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220427-345.