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干腌肉制品低鹽加工技術(shù)及其減鹽機(jī)制研究進(jìn)展

2022-05-13 02:32:14陳玉峰柯志剛丁玉庭周緒霞
食品科學(xué) 2022年7期
關(guān)鍵詞:咸味鈉鹽火腿

王 棟,張 琦,陳玉峰,3,柯志剛,3,丁玉庭,3,周緒霞,3,*

(1.浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,浙江 杭州 310014;2.浙江省深藍(lán)漁業(yè)資源高效開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310014;3.國家遠(yuǎn)洋水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)分中心(杭州),浙江 杭州 310014)

食鹽是傳統(tǒng)干腌肉制品加工中的主要輔料之一[1],它在提供咸味的同時(shí)改善肉制品的適口性、持水能力和色澤,形成產(chǎn)品的特征風(fēng)味,同時(shí)可以改善干腌肉制品的質(zhì)地,并對產(chǎn)品貯藏穩(wěn)定性發(fā)揮著重要作用[2]。但傳統(tǒng)加工工藝生產(chǎn)的干腌肉制品含鹽量普遍偏高,部分腌臘肉制品食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3%~8%[3]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織建議,成年人每日鈉攝入量應(yīng)低于2 g/d(即5 g/d食鹽)。然而,我國和一些發(fā)達(dá)國家的每日鹽攝入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該建議值,而攝入過多的鹽會引發(fā)高血壓、高血脂以及其他一些心腦血管疾病[4],還可能導(dǎo)致中風(fēng)、腎臟疾?。ㄈ缒I結(jié)石),甚至影響老年人的認(rèn)知功能。一個(gè)可能的解釋是,鈉攝入量過多可能影響大腦健康,損害血腦屏障的完整性或下丘腦室旁核的功能[5-6]。2016年,國務(wù)院發(fā)布的“健康中國2030計(jì)劃”提出,到2030年,我國人均每日鹽攝入量將減少20%。因此,在不影響干腌肉制品適口性和安全性的前提下,如何降低鹽含量越來越受到人們的關(guān)注,而由于食鹽中影響人體健康的主要是鈉離子,所以一般說的減鹽主要指減少鈉鹽的含量。

目前對干腌肉制品減鹽技術(shù)的發(fā)展主要集中在3個(gè)方面,即基于鈉鹽替代物的減鹽技術(shù),基于真空、超高壓、超聲波和脈沖電場(pulsed electric field,PEF)等的新型腌制技術(shù),以及在不增加鹽含量的情況下增強(qiáng)咸味感知技術(shù)等。但不同的減鹽技術(shù)會在降低咸味的同時(shí)也會對干腌肉制品的產(chǎn)品風(fēng)味、質(zhì)地、貯藏期等產(chǎn)生不利的影響[1]。因此,本文對近年來國內(nèi)外干腌肉制品的減鹽技術(shù)以及對產(chǎn)品品質(zhì)的影響及其機(jī)制進(jìn)行綜述,以期為干腌肉制品減鹽策略的研究和應(yīng)用提供理論參考。

1 鈉鹽含量與干腌肉制品品質(zhì)的關(guān)系

鈉鹽對干腌肉制品品質(zhì)的影響是非常重要且復(fù)雜的,與肉的種類和加工條件等其他因素有關(guān)。鈉鹽含量的增加或減少會引發(fā)一系列的物理化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而影響肉制品的風(fēng)味、質(zhì)地、感官、貨架期等。

1.1 鈉鹽含量對干腌肉制品風(fēng)味的影響

NaCl作為一種重要的食品成分,已被證明對某些特性有貢獻(xiàn),特別是對肉制品的風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)[7]。鈉鹽在干腌肉制品獨(dú)特風(fēng)味的形成中起著至關(guān)重要的作用,但鈉鹽對不同制品風(fēng)味的影響程度并不完全一致。

Bhat等[8]認(rèn)為鈉鹽通過影響滲透壓降低揮發(fā)性香氣化合物在肉基質(zhì)中的溶解度,促進(jìn)其釋放,從而增強(qiáng)香氣。Laranjo等[9]在對傳統(tǒng)葡萄牙減鈉香腸的研究中發(fā)現(xiàn),低鈉鹽產(chǎn)品的風(fēng)味強(qiáng)度顯著降低。Elias等[10]也發(fā)現(xiàn)減鈉香腸的香氣物質(zhì)明顯減少。鈉鹽含量還能通過影響肉制品的脂質(zhì)氧化程度影響產(chǎn)品的風(fēng)味,適度的脂質(zhì)氧化有利于干腌肉制品特征性風(fēng)味的形成。目前對鹽含量影響干腌肉制品脂質(zhì)氧化的研究結(jié)果不盡一致。Jin Guofeng等[11]研究發(fā)現(xiàn),在干腌培根加工過程中鹽含量的增加會抑制抗氧化酶活性,從而促進(jìn)脂質(zhì)氧化,因?yàn)榭寡趸冈谡{(diào)節(jié)脂質(zhì)氧化中起著重要作用。Wang Jiamei等[12]研究發(fā)現(xiàn)低鹽對干腌火雞火腿有促氧化作用,且降低鹽含量會促進(jìn)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的生成。

1.2 鈉鹽含量對干腌肉制品質(zhì)地和感官特性的影響

鹽在肉中的作用包括促進(jìn)蛋白質(zhì)溶出、提高蛋白質(zhì)的水合作用和肉的持水能力、提高產(chǎn)品的蒸煮得率和多汁性。所以鹽含量的減少可能會影響肉制品的質(zhì)地和風(fēng)味強(qiáng)度,從而影響消費(fèi)者對產(chǎn)品的感官可接受性[13]。

Ali?o等[14]研究發(fā)現(xiàn),用含50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)KCl、15% CaCl2、5% MgCl2的復(fù)配鹽替代70%的NaCl得到的干腌腰肉硬度和耐嚼性顯著提高,而使用含有55% NaCl、25% KCl、15% CaCl2、5% MgCl2復(fù)合鹽腌制的腰肉在物理化學(xué)特性和微生物數(shù)量上與傳統(tǒng)食鹽腌制的腰肉沒有顯著差異。Delgado-Pando等[15]在干腌培根中將鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到2.0%以下,顯著提高了培根的硬度,但在2.0%~2.9%范圍內(nèi)沒有顯著差異。減鹽培根(鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.9%、2.5%、2.0%、1.5%)的感官評價(jià)得分均值均高于5(滿分10),說明減鹽對感官感知沒有顯著影響,其中2.0%培根的整體感官可接受度最高。Guo Xiuxia等[16]將干腌火腿鈉鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)由2.50%降至1.25%后,蒸煮損失顯著增加,重構(gòu)火腿的硬度、彈性和嚼勁均有所降低。感官評價(jià)表明,鈉鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的下降顯著降低了火腿口感、外觀、咸味和整體感官接受度。因此,鈉鹽對干腌肉制品的質(zhì)構(gòu)和感官特性的具體影響不同,與鹽含量、肉類種類和組成有關(guān)。

1.3 鈉鹽含量與干腌肉制品貨架期和安全特性的關(guān)系

較高的鹽濃度能降低肉的水分活度(water activity,aw),抑制腐敗和有害微生物的生長、繁殖以及組胺等有毒物質(zhì)的產(chǎn)生,對干腌肉制品的貨架期和安全性有重要的作用。O’Neill等[17]發(fā)現(xiàn)低鈉鹽腌制的法蘭克福香腸的貨架期縮短,在貯藏31 d時(shí)活菌總數(shù)達(dá)到6(lg(CFU/g)),而NaCl腌制的香腸貨架期能達(dá)到53 d。但是,在一些干腌肉產(chǎn)品中,較高的鈉鹽含量也會不利于產(chǎn)品的保質(zhì)期。例如,干腌培根鈉鹽含量的增加可以促進(jìn)脂質(zhì)氧化,縮短產(chǎn)品的保質(zhì)期[11]。Shin等[18]研究發(fā)現(xiàn),在25 ℃時(shí),單核細(xì)胞增生李斯特菌和金黃色葡萄球菌在低鈉培根上的生長速度比在傳統(tǒng)培根上快,需要增加對低鈉培根微生物安全的關(guān)注。

組胺一般在水產(chǎn)品不新鮮時(shí)產(chǎn)生,當(dāng)組胺積蓄到一定量時(shí)會引起人們的食物中毒,尤其在青皮紅肉魚中含有大量的組氨酸,隨著魚體腐敗變質(zhì)會產(chǎn)生大量組胺。Hwang等[19]發(fā)現(xiàn)在自然風(fēng)干的低鹽(NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.3%)干遮目魚樣品中有較高的組胺含量,只有當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.5%時(shí)才能有效降低組胺含量。弓形蟲是主要的食源性病原體之一,在美國,弓形蟲感染的致死率在食源性疾病中排第二位。Fredericks等[20]研究發(fā)現(xiàn)在低鹽(NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低1.3%)、4.6<pH<5.2條件下,需要4 h的發(fā)酵才能完全滅活組織囊腫中的弓形蟲緩殖子。所以,鈉鹽含量對干腌肉制品的貨架期和安全特性起著至關(guān)重要的作用,其濃度在使用時(shí)要選擇在一個(gè)合適的范圍。由于肉的種類和特性不同,鹽含量太高或太低都可能會影響產(chǎn)品的貨架期和安全性。因此,在降低干腌肉制品鹽含量時(shí),要在保證貨架期和安全特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,并且使其對產(chǎn)品品質(zhì)的影響控制在最小。

2 干腌肉制品減鹽技術(shù)及其機(jī)理

2.1 基于鈉鹽替代物的減鹽技術(shù)

較低的NaCl含量可能導(dǎo)致干腌肉制品的品質(zhì)和整體風(fēng)味劣變,因此,為了在減少NaCl添加量的同時(shí)能夠保持肉制品品質(zhì)特性,許多研究集中在鈉鹽替代物上,它們可以提供類似于NaCl的感官、理化和安全等特性,通過加入鈉鹽替代物減少NaCl的添加量,達(dá)到減鹽的目的。

2.1.1 氯化鉀及其他氯化鹽

KCl、CaCl2、MaCl2等是最常用的鈉鹽替代品[13,21]。由于氯化鹽在使用的過程中易產(chǎn)生苦澀味、金屬味、異常的顏色和質(zhì)地,并會影響脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化、水解和后腌制時(shí)間等,因此,其使用濃度對產(chǎn)品品質(zhì)十分關(guān)鍵。

Ali?o等[22]用KCl替代50% NaCl制備的干腌腰肉與通常鈉含量的商業(yè)產(chǎn)品有相似的理化特性,而用KCl替代高達(dá)70%的NaCl會使干腌腰肉的硬度和耐嚼性顯著提高。Armenteros等[23]對兩種復(fù)配鹽(50% NaCl/50% KCl與55%NaCl/25% KCl/15% CaCl2/5% MgCl2)腌制火腿與傳統(tǒng)NaCl腌制火腿的感官特性進(jìn)行比較,結(jié)果表明,鈉鹽和鉀鹽復(fù)配腌制的火腿雖然在香氣、硬度和多汁性方面與NaCl腌制產(chǎn)品沒有顯著差異(P<0.05),但其味道較差且終產(chǎn)品中有苦味產(chǎn)生;而鎂鹽和鈣鹽復(fù)配干腌火腿的感官特性得分較低,可能的原因?yàn)槎r(jià)陽離子的苦味特征會使火腿產(chǎn)生金屬味、澀味和刺激性味道,使最終產(chǎn)品的整體可接受性較低。

Ripollés等[24]研究發(fā)現(xiàn),與NaCl腌制組、鈉鹽和鉀鹽復(fù)配(含50% NaCl、50% KCl)腌制組相比,用含55% NaCl、25% KCl、15% CaCl2、5% MgCl2復(fù)配鹽制作的干腌火腿中脂肪降解程度略高,特別是飽和脂肪酸降解比較明顯,這與其對酸性脂肪酶活性的抑制作用較低有關(guān),而NaCl處理干腌火腿具有延遲氧化的效果,表明在用其他氯鹽替代NaCl時(shí),選擇合適的濃度以有效控制脂解率并控制最終產(chǎn)品的風(fēng)味十分重要。dos Santos等[25]研究發(fā)現(xiàn),減少50% NaCl降低了干發(fā)酵香腸中的脂質(zhì)氧化程度,添加CaCl2會促進(jìn)加工和貯藏過程中的脂質(zhì)氧化,而添加KCl可以很好地降低發(fā)酵肉制品中NaCl含量。蛋白質(zhì)氧化和水解對發(fā)酵或干腌肉制品的風(fēng)味和質(zhì)地同樣至關(guān)重要,Gan Xiao等[26]在中國傳統(tǒng)臘肉加工過程中用KCl替代70% NaCl會在一定程度上促進(jìn)蛋白質(zhì)水解和氧化,降低產(chǎn)品的品質(zhì)。

Ali?o等[27]在腌制過程中觀察到更高的鉀滲透率,鉀離子能減少水分的流失,從而延緩了aw的降低,而鈣鎂離子在鹽漬過程形成的鹽水中較難穿透肌肉,因此CaCl2和MgCl2的存在減緩了鹽滲透,從而影響了aw的降低,需要增加后腌制時(shí)間以使aw降低到合適水平。與NaCl腌制相比,用NaCl和KCl混合腌制最多需增加16 d的后腌制時(shí)間,而用NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2組合腌制最多需增加26 d的后腌制時(shí)間。

2.1.2 非氯化鹽

非氯化鹽替代鈉鹽腌制的研究主要包括磷酸鹽、乳酸鹽(乳酸鉀、乳酸鈣)和抗壞血酸鈣等。磷酸鹽在加工肉類中有多種功能,如穩(wěn)定pH值、提高持水能力、減少烹飪損失、改善質(zhì)地和感官品質(zhì)等[28]。Xue Siwen等[29]研究發(fā)現(xiàn),在低鹽(1.2% NaCl)雞胸肉香腸中加入三聚磷酸鈉(sodium tripolyphosphate,STPP)可提高香腸持水能力,但過量添加會導(dǎo)致質(zhì)地過軟和黏性增加的,含有0.1% STPP的香腸口感最好。Weiss等[30]研究表明,使用多磷酸鹽可以通過提高肉制品的咸度和水結(jié)合能力降低肉制品的含鹽量。但是,高磷攝入量可能對人體健康有害,特別是對骨骼代謝、心血管和腎臟有潛在風(fēng)險(xiǎn)[31],所以目前對不添加磷酸鹽肉制品的需求正在增加。

乳酸鉀是一種可減少細(xì)菌滋生、提高肉制品保質(zhì)期的防腐劑。使用乳酸鹽作為NaCl替代品生產(chǎn)低鈉含量重組干腌火腿有助于提高微生物穩(wěn)定性[32]。用乳酸鉀替代40%的NaCl對干腌豬肉腰部風(fēng)味沒有顯著影響[33]。Fulladosa等[34]研究了乳酸鉀降鹽對重組干腌火腿的影響,結(jié)果表明,添加乳酸鉀不會對切片的整體外觀、質(zhì)地和風(fēng)味產(chǎn)生顯著影響,且可改善切片的色澤均勻性并降低甜度、增加咸味,但使用乳酸鉀降鹽的重組干腌火腿可能因?yàn)閜H值更高而更易變質(zhì),因此,應(yīng)當(dāng)延長重組干腌火腿干燥期使其達(dá)到較低的aw。

2.1.3 風(fēng)味增強(qiáng)劑

氨基酸、檸檬酸、乙酸、乳酸和核糖核酸等有機(jī)酸和香料、味精、酵母提取物等調(diào)味品能夠抑制微生物的生長繁殖,掩蓋不良風(fēng)味,獲得低鈉、高感官品質(zhì)的產(chǎn)品,目前已被作為風(fēng)味增強(qiáng)劑用于低鈉鹽腌制的替代品。

王仕鈺等[35]研究發(fā)現(xiàn),L-蘋果酸、富馬酸、檸檬酸、琥珀酸等有機(jī)酸味劑與低鈉鹽復(fù)配具有顯著的增咸效果并可掩蓋低鈉鹽的苦味,其中添加1.6%L-蘋果酸的復(fù)配溶液效果較好,咸味適中,總體口感相對較好。Zhang Yawei等[36]使用含L-組氨酸和L-賴氨酸的鹽替代物降低干腌豬腰肉中的鈉含量,發(fā)現(xiàn)兩種氨基酸可以在一定程度上抑制鹽替代物產(chǎn)生的脂質(zhì)氧化作用。Liu Shixin等[37]在干腌牛肉加工過程中加入L-賴氨酸、L-組氨酸和KCl部分替代NaCl,發(fā)現(xiàn)兩種氨基酸均增強(qiáng)了牛肉的咸味、掩蓋了苦味,并抑制了蛋白質(zhì)的氧化;在另一項(xiàng)研究中還發(fā)現(xiàn),兩種氨基酸的加入使牛肉的香氣和整體風(fēng)味也得到了提高[38]。da Silva等[39]向含KCl的腌制配方中加入精氨酸和組氨酸,可以減少因添加KCl帶來的苦味、澀味、金屬味以及穩(wěn)定性降低和質(zhì)地變差等缺陷,并制備出低鈉含量(降低約40%)且感官品質(zhì)可接受的博洛尼亞香腸。dos Santos等[40]在用KCl分別替代50%和75%的NaCl時(shí),發(fā)現(xiàn)加入谷氨酸鈉、肌苷酸二鈉、鳥苷酸二鈉、賴氨酸和牛磺酸可以掩蓋因替代產(chǎn)生的不良感官特性,能夠生產(chǎn)具有良好感官接受性的低鹽發(fā)酵熟香腸(以牛肉、豬肉和豬油為原料),并且可減少約68%鈉鹽。Delgado-Pando等[41]通過添加少于0.4%的酵母提取物和/或甘氨酸的混合物得到低鹽火腿,且在消費(fèi)者對產(chǎn)品的感官評價(jià)中,其總體可接受性與對照組(NaCl腌制)沒有顯著性差異,減鹽比例達(dá)20%。Vidal等[42]研究發(fā)現(xiàn),賴氨酸和酵母提取物的添加明顯減小了咸肉產(chǎn)品中KCl和CaCl2造成的不良感官影響,提高了產(chǎn)品的感官接受度,并降低了由NaCl+KCl+CaCl2混合腌制時(shí)產(chǎn)生酸敗氣味、咸味和回味,且對產(chǎn)品理化特性無顯著影響。Nuwanthi等[43]通過加入姜黃、辣椒、胡椒生產(chǎn)低鹽沙丁魚干,使含鹽量降低到5%(傳統(tǒng)方法使用大約30%的鹽)且具有較好的微生物和感官特性。

2.1.4 其他替代物

除以上3 類物質(zhì)外,麥芽糊精、β-葡聚糖、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、咸味肽、海藻提取物、牛奶礦物質(zhì)或乳制品濃縮物、大豆分離蛋白、新型添加劑-細(xì)菌納米纖維素、鹽生植物(海蓬子)等也被研究用于低鹽腌制配方中。Wen Rongxin等[21]向含有KCl的配方中同時(shí)加入了麥芽糊精、賴氨酸、丙氨酸、檸檬酸和乳酸,使NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低30%的同時(shí)改善了哈爾濱干香腸的風(fēng)味。麥芽糊精是一種風(fēng)味掩蓋劑載體,具有一定的黏度,可以將氯化鉀和風(fēng)味掩蓋劑(如檸檬酸)包埋在一起,從而有效掩蓋氯化鉀的異味[44]。Omana等[45]發(fā)現(xiàn),在高壓處理制備的雞胸肉產(chǎn)品中,β-葡聚糖可作為NaCl的潛在部分替代品。

Dimitrakopoulou等[46]使用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶生產(chǎn)重組豬肩肉以替代磷酸鹽并減少鹽的添加量,結(jié)果表明,0.15%的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶可生產(chǎn)出無磷酸鹽、鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低至1%且感官特性可接受的產(chǎn)品。咸味肽中的主要呈味物質(zhì)為氨基酸,其本身具有咸味。侯婷婷等[47]將63% NaCl、30% KCl和7%咸味肽復(fù)配用于制備低鹽干腌豬肉塊,成功掩蓋了產(chǎn)品的不良風(fēng)味。Triki等[48]研究了一種從海藻中提取的含有大量鉀鹽和適量鈣鹽、鈉鹽等礦物質(zhì)的商業(yè)鈉鹽替代品——AlgySalt?,但含AlgySalt?的香腸硬度和彈性顯著增加,因此要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定使用濃度。

牛奶礦物質(zhì)或乳制品濃縮物是市場上相對較新的一種鹽替代品,除含乳糖外還含有鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽和鈣鹽等礦物鹽[49]。Paulsen等[50]認(rèn)為牛奶礦物質(zhì)作為一種鹽和風(fēng)味增強(qiáng)劑具有很好的潛力,認(rèn)為牛奶礦物質(zhì)的鹽增強(qiáng)特性可歸因于礦物鹽,而風(fēng)味增強(qiáng)特性可歸因于非蛋白氮化合物,在香腸中可替代高達(dá)40%的NaCl且在風(fēng)味和質(zhì)地方面沒有觀察到顯著性差異。Greiff等[51]以魚布丁為例,探討以奶酪生產(chǎn)中獲得的乳清為基礎(chǔ)的低礦物滲透和以牛奶為基礎(chǔ)的高礦物滲透,結(jié)果表明,當(dāng)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至0.8%時(shí),低礦物滲透能改善魚布丁的結(jié)構(gòu)和持水性能,但不影響咸味,高礦質(zhì)滲透有助于質(zhì)地和保水性能的改變,也增強(qiáng)了鹽的風(fēng)味。在肉制品中添加大豆分離蛋白可提高肉制品的嫩度,提高產(chǎn)率,減少沸騰收縮并抑制酸敗[52]。Li Yanping等[53]研究發(fā)現(xiàn),2%大豆分離蛋白可以提高高壓處理的低鈉豬肉糜的工藝性能和乳化穩(wěn)定性。細(xì)菌納米纖維素(bacterial nanocellulose,BNC)是由細(xì)菌產(chǎn)生的具有高結(jié)晶度(高達(dá)84%~89%)的帶狀原纖維,可與水相互作用產(chǎn)生具有超強(qiáng)水結(jié)合特性的水合納米原纖化網(wǎng)絡(luò)[54]。Marchetti等[55]將其應(yīng)用在低脂低鈉香腸中,發(fā)現(xiàn)極低濃度的BNC可改善香腸的水結(jié)合性能,提高工藝產(chǎn)量、含水量、持水能力以及質(zhì)地特性,且含BNC的低脂低鈉產(chǎn)品具有良好的貨架穩(wěn)定性。

可食用鹽生植物(海蓬子)被認(rèn)為是可替代NaCl的一種天然材料,含有膳食纖維、糖、尿酸、膽堿、甜菜堿和大量的礦物質(zhì)元素如Na、K、Mg、Ca、Fe等,是為開發(fā)食鹽替代品而選擇的最咸的植物材料之一[56]。Jung等[57]研究發(fā)現(xiàn),用生物聚合物(殼聚糖、纖維素、糊精和果膠)包封該植物可以減少鈉的吸收,促進(jìn)鈉的排泄,且不影響天然鈉的功能,用NaCl替代物(KCl、MgCl2和CaCl2)和包埋該植物的生物聚合物制成的低鈉香腸外觀良好,感官評價(jià)結(jié)果與其他樣品沒有顯著差異,在小鼠亞急性毒性實(shí)驗(yàn)中被證明能抑制小鼠對鈉的吸收,且對小鼠無毒性。

2.2 新型腌制技術(shù)及其減鹽機(jī)制

真空腌制、超高壓、超聲波和PEF等新型腌制技術(shù)可縮短干腌肉制品腌制時(shí)間、加速產(chǎn)品內(nèi)部的鹽分布、提高腌制品中鹽的均勻度,有助于生產(chǎn)低鹽含量的干腌肉制品并改善低鹽干腌肉制品的品質(zhì),正受到越來越多的關(guān)注。

2.2.1 真空腌制技術(shù)

真空浸漬可以有效縮短腌制時(shí)間并促進(jìn)產(chǎn)品中鹽的均勻分布。真空浸漬過程中由于流體動力學(xué)機(jī)制即通過壓力梯度促進(jìn)溶液吸收而加速了多孔食品中的鹽吸收[58]。付浩華[59]在添加D-異抗壞血酸鈉和迷迭香提取物兩種抗氧化劑的同時(shí),采用真空滾揉腌制工藝縮短了臘肉的腌制時(shí)間,得到了食用價(jià)值良好、口感風(fēng)味較佳且保存時(shí)間較長的產(chǎn)品。Bampi等[60]通過真空脈沖技術(shù)提高了傳質(zhì)效率而縮短了牛肉的腌制時(shí)間(圖1)。

圖1 大氣壓下(A)和施加真空脈沖(B)的腌制牛肉切片的可傳質(zhì)區(qū)域[60]Fig. 1 Illustration of the area available for mass transfer in the wet salting of beef cuts at atmospheric pressure (A) and with application of vacuum pulses (B)[60]

2.2.2 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)處理食品通常用于減少微生物并延長產(chǎn)品的保質(zhì)期,但研究表明,在干腌肉制品中,超高壓處理還可以在一定程度上增加咸味,并影響產(chǎn)品的品質(zhì)如促進(jìn)蛋白水解、降低持水性以及產(chǎn)品的質(zhì)地、顏色、揮發(fā)性物質(zhì)組成等,且影響效果取決于壓力大小[61]。

目前對超高壓處理增加咸味機(jī)制也逐漸受到關(guān)注。一些研究表明,超高壓處理在600 MPa時(shí)會顯著增強(qiáng)產(chǎn)品的咸味。Fulladosa等[34]研究發(fā)現(xiàn),600 MPa的超高壓處理可顯著提高火腿股二頭肌的pH值、L*值、a*值和b*值以及斷裂應(yīng)力,降低其持水能力和彈性,同時(shí)增強(qiáng)干腌火腿的咸味、鮮味、甜味等風(fēng)味特征,并影響產(chǎn)品的感官質(zhì)地,增加了產(chǎn)品亮度和彩虹色,降低了顏色的均勻性。Picouet等[62]研究表明,300~600 MPa的超高壓處理降低了干腌火腿的持水能力,透射電子顯微鏡(transmission electron microscope,TEM)成像結(jié)果表明,與未經(jīng)高壓處理樣品(圖2A)相比,600 MPa處理減少了干腌火腿肌纖維束和肌纖維束之間的間隙,并干擾了肌原纖維內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)(圖2B、C)。這種壓緊效應(yīng)和蛋白質(zhì)變性作用可能有助于將水從組織中擠出,可以部分解釋超高壓處理火腿中具有較強(qiáng)的咸味感。加壓之后,Na+與超高壓處理修飾蛋白之間可以形成更強(qiáng)的鍵,但是有少量的Na+“釋放”到干腌火腿水相中,從而增加產(chǎn)品中“游離”Na+的總量,并且加壓后失去超微結(jié)構(gòu)秩序有利于這種釋放,所以使咸味感增強(qiáng)。

圖2 TEM觀察未進(jìn)行高壓處理和經(jīng)600 MPa高壓處理的干腌火腿的股二頭肌縱切面[62]Fig. 2 Longitudinal sections of biceps femoris muscle of dry-cured ham subjected and not subjected to high pressure processing at 600 MPa observed by transmission electron microscope[62]

2.2.3 超聲波腌制技術(shù)

超聲技術(shù)是基于聲波引起的壓力波動,聲波會通過升高溫度和壓力產(chǎn)生的空化現(xiàn)象而加速傳質(zhì)效率,有利于腌制過程[61]。按施加強(qiáng)度,超聲波一般可分為低強(qiáng)度(頻率高于100 kHz,強(qiáng)度低于1 W/cm2)和高強(qiáng)度超聲(頻率18~100 kHz,強(qiáng)度超過1 W/cm2)[63]。高強(qiáng)度超聲可以通過其在液體介質(zhì)中的空化作用來影響食品的物理、機(jī)械、化學(xué)和生化性質(zhì),不僅可以加速傳質(zhì),還會影響腌制品的結(jié)構(gòu)特性。研究表明,一定強(qiáng)度范圍內(nèi)的超聲波腌制能縮短腌制時(shí)間、提高腌制效率、減少鹽的用量并提高低鹽干腌肉制品品質(zhì),是一種非常有潛力的減鹽腌制技術(shù)[64]。

對功率超聲(power ultrasonic,PUS)處理豬肉、牛肉等及不同超聲強(qiáng)度對其作用效果的研究表明,超聲強(qiáng)度在2~64 W/cm2之間可以縮短浸漬時(shí)間而加速腌制過程,減少鹽的用量而不影響產(chǎn)品質(zhì)量(表1)。Ozuna等[65]發(fā)現(xiàn),超聲處理豬腰肉中的NaCl濃度高于對照樣品(未超聲處理),且對照樣品NaCl分子主要位于肌原纖維周圍,而超聲樣品由于高強(qiáng)度超聲(40 kHz)作用引起肌原纖維結(jié)構(gòu)的破壞使NaCl能夠更均勻地滲透并分布于肌纖維中(圖3)。因此可以推測,高強(qiáng)度超聲波的應(yīng)用能夠增強(qiáng)NaCl的遷移能力而使其更快更均勻的分布,從而縮短腌制時(shí)間。Kang Zhuangli等[66]研究發(fā)現(xiàn),在2.39~20.96 W/cm2的超聲強(qiáng)度范圍內(nèi),NaCl或水的擴(kuò)散系數(shù)隨著超聲強(qiáng)度的增大而顯著升高,TEM觀察的顯微結(jié)構(gòu)表明肌原纖維的分離空間也隨著超聲強(qiáng)度的增加而逐漸增大。但也有研究表明,PUS處理可能會在一定程度上降解產(chǎn)品中營養(yǎng)成分并促進(jìn)脂質(zhì)和/或蛋白質(zhì)的氧化而產(chǎn)生異味,引起產(chǎn)品品質(zhì)下降[67]。Kang Dacheng等[68]研究發(fā)現(xiàn),PUS技術(shù)腌制牛肉顯著增加了牛肉的脂質(zhì)氧化程度,并導(dǎo)致了蛋白質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)變化。因此,通過PUS技術(shù)對肉制品進(jìn)行腌制時(shí)應(yīng)選擇適宜的超聲強(qiáng)度和處理時(shí)間。

表1 不同超聲強(qiáng)度對肉超聲腌制效果的影響及其可能機(jī)制Table 1 Effect of ultrasonic intensity on meat salting efficiency and its possible mechanism

圖3 超聲施加對豬肉腌制過程N(yùn)aCl分布的影響[65]Fig. 3 Effect of ultrasound application on NaCl distribution during pork curing process[65]

2.2.4 脈沖電場腌制技術(shù)

PEF技術(shù)是一種基于兩個(gè)電極之間的電流從而誘發(fā)電穿孔現(xiàn)象的新興應(yīng)用技術(shù),在保證食品營養(yǎng)和感官質(zhì)量以及延長產(chǎn)品保質(zhì)期方面有很好的應(yīng)用潛力[72]。該技術(shù)基于短時(shí)間脈沖的施加,可以擴(kuò)大細(xì)胞膜孔,甚至產(chǎn)生新的孔,除滅活微生物外,還可導(dǎo)致某些食物特性如質(zhì)構(gòu)特性和持水能力等的改變[73]。

在食品腌制中采用PEF技術(shù)可增強(qiáng)傳質(zhì)、縮短腌制時(shí)間、使食鹽快速均勻的分布,并增強(qiáng)對鹽的感知[74]。Bhat等[75]發(fā)現(xiàn),通過誘導(dǎo)電穿孔和增加膜和細(xì)胞通透性,PEF可以影響鈉從肉基質(zhì)中的擴(kuò)散、分布和釋放,這可能會改變蛋白質(zhì)和鹽離子之間的相互作用,影響咀嚼過程中鈉的釋放。Bhat等[8]還發(fā)現(xiàn)先用PEF處理牛肉,可以在不影響產(chǎn)品感官質(zhì)量、脂質(zhì)氧化和微生物穩(wěn)定性的前提下,達(dá)到減少腌制牛肉中NaCl含量的目的,PEF處理不會影響牛肉產(chǎn)品的色澤和得率,且增加產(chǎn)品嫩度。而McDonnell等[76]研究發(fā)現(xiàn)在100 Hz、300個(gè)脈沖強(qiáng)度下對豬肉(胸和腰長肌)進(jìn)行處理可以提高NaCl含量,但樣品會變得更硬,更耐咀嚼。這種產(chǎn)品品質(zhì)上的差異性可能與處理產(chǎn)品本身特性和PEF處理強(qiáng)度和時(shí)間有關(guān)。

2.3 增強(qiáng)咸味感知的減鹽技術(shù)

2.3.1 改變鹽的物理狀態(tài)

改變鹽晶體的大小可能是降低某些食品中鈉含量的可行方法,但在干腌肉制品中的減鹽效果有待進(jìn)一步研究。Rama等[77]研究鹽晶體大小對鈉在口腔中的遞送速率和咸味感知的影響,發(fā)現(xiàn)鹽晶體的大小會影響輸送速度和感知到的咸味,較小的NaCl晶體可以使鈉更快地進(jìn)入唾液,影響最大感知咸度。Rios-Mera等[78]使用微粉化的鹽將牛肉漢堡的鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.5%減少到1.0%,而不會影響pH值、色澤、產(chǎn)量和產(chǎn)品感官特性。而Galv?o等[79]研究發(fā)現(xiàn),使用微粉化鹽(粒徑小于840 μm)不會增加火雞火腿的咸味感。所以,修改鹽晶體尺寸可能是降低某些食品中鈉含量的一種可行方法,但是在干腌肉制品方面的減鹽效果還需要進(jìn)一步的研究。

通過改變鹽的形狀也是減少鈉鹽的一個(gè)研究途徑,如片狀鹽具有較大的表面積和較低的堆積密度,與立方體鹽相比,為鹽晶體提供了更好的溶解性、可混合性和附著性[13]。具有中空結(jié)構(gòu)的鹽晶體提高了味覺感受器對它的可獲得性和溶解速率,它可以在較低的含鹽量下獲得相同的口味,可以用來減少過量的鈉攝入量[80]。Fulgoni等[81]報(bào)道了一種SODA-LO?鹽微球鈉減少技術(shù),SODA-LO?是常規(guī)NaCl晶體產(chǎn)生的產(chǎn)物,通過將標(biāo)準(zhǔn)鹽晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂闪鲃拥目招柠}微球的技術(shù),可以在某些應(yīng)用中減少NaCl的含量,從而通過最大化表面積有效地傳遞鹽的味道和功能,在肉類、魚類等食物中應(yīng)用可以使NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少20%~25%。Dordevic等[82]研究發(fā)現(xiàn),在不同海鮮(三文魚和金槍魚)制作的壽司中,使用SODA-LO的樣品與含2% NaCl樣品相比,鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低25%,卻有相似的咸度,且不影響其他感官特征,同時(shí)也不會增加壽司的苦味。但是其成本高,而且在商業(yè)上的應(yīng)用有限,目前,在干腌肉制品方面鮮有相關(guān)研究文獻(xiàn)。

2.3.2 利用靜電相互作用增強(qiáng)咸味感知

有研究表明,甲殼素納米纖維(chitin nanofibers,CNFs)能夠在不改變鹽含量的情況下增強(qiáng)食品的咸味感,推測與食品中游離Na+比例的改變有關(guān)。在pH值小于7時(shí),CNFs分子鏈上的氨基發(fā)生質(zhì)子化并帶有正電荷[83],此時(shí),將NaCl添加到CNFs溶液中時(shí),NaCl溶解在溶液中形成Na+和Cl-,在靜電相互作用下,CNFs表面的-NH3+會吸附Cl-形成斯特恩層,而任何未被吸附的剩余離子將隨機(jī)分布在溶液中形成擴(kuò)散層。原則上,大多數(shù)Na+分布在擴(kuò)散層中,因而增加了溶液中游離Na+的比例,相當(dāng)于增大了Na+和味蕾上的味覺感受器接觸的可能性而增強(qiáng)了人們對咸味的感知[84]。Hsueh等[85]根據(jù)此原理,將用超聲處理制備的CNFs添加到腌制液中,使更多的游離Na+釋放到魚片中,增強(qiáng)了對魚片的咸味感知,開發(fā)了低鹽羅非魚片產(chǎn)品(圖4)。該研究還發(fā)現(xiàn),加入檸檬酸或蘋果酸可誘導(dǎo)CNFs分子鏈上氨基的質(zhì)子化,可進(jìn)一步提高人們對魚片的咸味感知而不會引起酸味感知的變化。目前,這種新型、有效的減鹽手段相關(guān)的研究文獻(xiàn)還很少,對除CNFs外是否有其他的物質(zhì)有類似的功能及其機(jī)制需要更深入的研究。

圖4 CNFs由于靜電相互作用與氯離子結(jié)合示意圖[85]Fig. 4 Schematic diagram of chitin nanofibers bound to Cl ions and more Na ions penetrated from the marinade into the fish fillet[85]

3 結(jié) 語

隨著大營養(yǎng)和大健康理念的普及,適度低鹽食品的研發(fā)越來越受到人們的關(guān)注。NaCl帶來的咸度感知主要來自Na+,然而降低食品中的鈉鹽含量會引發(fā)一系列的品質(zhì)變化,并導(dǎo)致消費(fèi)者對產(chǎn)品接受度的降低,所以食品尤其是干腌制品的減鹽仍是當(dāng)前食品行業(yè)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。目前研究得到的減鹽途徑在減少Na+的同時(shí)會在不同程度上對產(chǎn)品的感官特性、理化特性或安全特性等方面產(chǎn)生影響,如何在保證產(chǎn)品品質(zhì)和安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減鹽的目的仍將是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。尤其在加工技術(shù)方面,上述真空腌制技術(shù)、超高壓技術(shù)、超聲技術(shù)、PEF技術(shù)等的實(shí)際減鹽效果受技術(shù)工藝參數(shù)、產(chǎn)品本身特性(包括含水量、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)組成等)的影響,其相互影響機(jī)制也有待闡明,真正推廣應(yīng)用仍需進(jìn)一步的深入研究。與單一減鹽相比,復(fù)合型的減鹽方法效果較好,所以可以多嘗試進(jìn)行一些復(fù)合型減鹽方法的相關(guān)研究。另外,考慮到NaCl作為一種非常有效的腌制材料本身價(jià)格廉價(jià),減鹽無疑會在一定程度上提高產(chǎn)品的價(jià)格,如何在保證低鹽產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí),控制產(chǎn)品的價(jià)格在合理的范圍,也是研究中要關(guān)注的問題之一。

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