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亚硝酸盐对猪肉腌制过程中颜色的影响

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亚硝酸盐对猪肉腌制过程中颜色的影响 亚硝酸盐对猪肉腌制过程中颜色的影响* 董庆利 � 郭黎洋 � 龚海斌 � 赵 � 妍 � 屠 � 康 (南京农业大学食品科技学院, 南京, 210095) 摘 � 要 � 亚硝酸盐是腌腊肉制品中常用的食品添加剂, 具有发色、抑菌、改善风味和质构等作用。文中通过感官 评分、色差计、发色率和肌红蛋白含量测定, 对猪肉腌制过程中颜色受亚硝酸钠添加量的影响作了初步研究, 发 现不同亚硝酸钠添加量的猪肉在腌制过程中, 各项颜色指标发生了显著变化。通过不同方法之间的相关分析, 发现 CIE a* 值与感官评分、发色率、肌红蛋白总量之...
亚硝酸盐对猪肉腌制过程中颜色的影响
亚硝酸盐对猪肉腌制过程中颜色的影响* 董庆利 � 郭黎洋 � 龚海斌 � 赵 � 妍 � 屠 � 康 (南京农业大学食品科技学院, 南京, 210095) 摘 � 要 � 亚硝酸盐是腌腊肉制品中常用的食品添加剂, 具有发色、抑菌、改善风味和质构等作用。文中通过感官 评分、色差计、发色率和肌红蛋白含量测定, 对猪肉腌制过程中颜色受亚硝酸钠添加量的影响作了初步研究, 发 现不同亚硝酸钠添加量的猪肉在腌制过程中, 各项颜色指标发生了显著变化。通过不同之间的相关分析, 发现 CIE a* 值与感官评分、发色率、肌红蛋白总量之间的相关性较好(分别为 r= 0� 91、r= 0� 92、r= 0� 72)。 关键词 � 亚硝酸盐, 猪肉,腌制, 颜色 � 第一作者:博士研究生(屠康为通讯作者)。 * 国家� 863�现代农业主项目 ( No. 2002AA248051) , 教育部 � 新世纪优秀人才支持� ( No. 2005) � 收稿日期: 2006- 04- 19,改回日期: 2006- 06- 14 � � 亚硝酸盐是腌腊肉制品中常用的食品添加剂。 由于亚硝酸盐具有毒性, 同时作为前提物生成的 N- 亚硝基化合物具有致突变和致癌性[ 1~ 3] , 过量使用 存在安全性问题,国内外许多学者开展了亚硝酸盐替 代物[ 4, 5]及 N-亚硝基化合物抑制剂的研究[ 6~ 8]。同 时有亚硝酸盐对食品品质影响及作用机理的研究报 道[ 9] ,但对于肉品腌制过程中颜色的影响还有待于 进一步明确。 腌肉(或称咸肉、腊肉、bacon 或 meat curing )在 我国由来已久,腌制操作是用食盐或以食盐为主, 并 添加亚硝酸钠、蔗糖等腌制材料处理肉类的过程[ 10] , 目前已成为许多肉制品加工过程中一个重要的加工 环节。颜色是肉类最重要的特性之一, 是消费者判断 肉质最直观的标准。腌制过程中, 约 5% ~ 10%的亚 硝酸盐与肉中的肌红蛋白发生反应[ 3] , 对颜色有一 定影响。肉色评价主要有感官评分法、仪器测定法和 化学测定法[ 11] , 近年来又出现了计算机视觉的检测 方法[ 12]。国内外关于亚硝酸盐对腌腊肉制品品质影 响的研究常局限于成品贮藏期间的颜色变化[ 13] , 未 有原料肉在腌制过程中颜色变化的报道,且国内的研 究以感官评价居多, 客观性评价的报道较少。 文中采用感官评分、色差计、发色率和肌红蛋白 含量测定腌制过程中的颜色变化情况, 并分析几种方 法之间的相关性,初步研究猪肉腌制过程中不同亚硝 酸盐添加量对其颜色的影响。同时探讨腌制猪肉颜 色随时间变化的规律,为深入研究亚硝酸盐对腌制猪 肉的颜色作用机理和腌腊肉制品的实际生产加工提 供理论依据。 1 � 材料与方法 1�1 � 原辅料与腌制方法 新鲜三元杂交猪(皖北猪 � 长白 � 大约克)里脊 肉和背脂, 用Philips HR2838型绞肉机高速斩拌 20s, 肥瘦肉按 2�5�7�5质量比混合, 分为 4组, 每组样品 300�0 g。依次向原料肉中添加食盐 2% ,复合磷酸盐 0�4% ,抗坏血酸钠500 mg/ kg,亚硝酸钠0~ 150 mg/ kg( 4组分别为 0、50、100和 150 mg/ kg) , 水 10%。 原辅料混合均匀后,置于直径 30�0cm、高 20�0cm 的 不锈钢平底锅中, 保持组织紧密、表面平整, 于 0 ~ 4 � 冰箱中腌制并计时。在腌制时间 0~ 48h 内每隔 6h各组均匀取 10g 左右样品,用于感官评分、色差计 测定、发色率、肌红蛋白含量和 pH 值测定。 1�2 � 颜色感官评定 颜色感官评定在食品工艺室内完成, 由 10位有 食品感官评定经验的专业人士组成评定小组, 采用日 本 1~ 6分制评定腌制猪肉 0~ 48 h内每隔 6 h 的颜 色[ 14]。其中: 1�0, 灰白色; 2�0, 淡粉红色; 3�0, 粉红 色; 4�0,深红色; 5�0, 紫红色; 6�0,暗红色。 1�3 � 颜色仪器测定 应用日本 M INOLTA 滤镜式色彩色差计, 分别 测定腌制猪肉 0~ 48 h 内每隔 6 h的明度( CIE L * 值)、红度( a * 值)和黄度( b* 值)。标准白板用于 校准[ 15]。每组样品取随机点测定, 10次重复。 1�4 � 发色率测定 应用 Hornsey 介绍的方法[ 16] , 分别测定腌制猪 肉 0~ 48 h内每隔 6 h的发色率。均匀取 10 g 样品, 用研钵研碎后,平均分成 2组。第 1组加入 5 mL 提 取液A(丙酮�水体积比= 40�3) ,第 2组加入 5 mL 提 生产与科研经验 2006年第 32卷第 7期(总第 223期) 37��� 取液 B(丙酮�水�盐酸体积比= 40�2�1) ,分别匀质后 在0 � 静置 1 h,取出。每组加入 16 mL 丙酮, 3 000 r/ m in离心 10 min, 过滤。将 2组所得滤液应用 752 紫外光栅分光光度计(上海第三分析仪器厂)分别测 540 nm 吸光值 E 1和 640 nm 下吸光值 E2。按下式 计算: 亚硝基血红素( mg/ kg) = E 1 � 290 总色素= E 2 � 680 发色率/ % = 亚硝基血红素/总色素 � 100 1�5 � 肌红蛋白含量测定 应用 Krazyw icki介绍的方法[ 17] , 略有修改。分 别测定腌制猪肉 0~ 48 h内每隔 6 h 的肌红蛋白含 量。均匀取腌肉样品约 1 g,加入 8 mL, 0�04 mol/ L, pH 6�8的磷酸钠溶液, 20�C、10 800 r/ min高速离心 匀浆 20 s,冰浴中放置 1 h, 然后 10~ 15�C、10, 000 � g 下离心 30 min,取上清液,用Whatman No� 1滤纸过 滤,同种缓冲液补足 15 mL, 用 0�25 �m 微孔滤纸过 滤,取滤液,分别测定其在 525、545、565和 572 nm 处 的吸光值。按下式计算: 肌红蛋白总量/ mL � L- 1 = - 0�166A 572 + 0�086A 565+ 0�088A 545+ 0�099A 525 脱氧肌红蛋白/ % = ( 0�361R1 + 1�140R2 - 0�941R3+ 0�015) � 100 氧和肌红蛋白/ % = ( 0�882R1 - 1�267R2 + 0�809R3- 0�361) � 100 高铁肌红蛋白/ % = ( - 2�541R1+ 0�777R2 + 0�800R3+ 1�098) � 100 式中 R1、R2 和 R3 分别是吸光比值 A 572/ A 525、 A 565/ A 525和 A 545/ A 525。 1�6 � pH值测定 应用 ISO 2917 � 1974 肉和肉制品-pH 测定方 法[ 18] ,用 pH S-3C 型数字酸度计(上海雷磁仪器厂) 分别测定腌制猪肉 0~ 48 h内每隔 6 h的 pH 值。每 组测定 3次重复。 1�7 � 统计分析 应用 DPS For Windows( V�6�5)统计软件, 计算 颜色感官评定、仪器测定、发色率、肌红蛋白和 pH 值 的平均值和标准差, 应用 Fisher� s LSD方法多重比 较,分析不同处理组间的差异显著性。计算上述测定 平均值的皮尔逊( Pearson)相关系数[ 19]。 2 � 结果与分析 2�1 � 颜色感官评定 图 1� 腌制过程中感官评分的变化 � � 从图 1可以看出,腌制过程中颜色的感官评分变 化随着腌制时间的增加,评分者对不同组的感官评分 有明显的变化。在 0~ 48 h 腌制时间内,不添加亚硝 酸盐的猪肉随腌制时间增加,表面呈现较深红色, 感 官评分值增大; 而添加亚硝酸盐( 50、100 和 150 mg/ kg)的猪肉感官评分逐渐降低, 说明亚硝酸盐在腌制 过程中参与了化学反应, 本试验中添加 150 mg/ kg 的猪肉感官评分降低最大,差异显著( P< 0�05)。 2�2 � 颜色仪器测定 腌制过程中的颜色变化见图 2~ 图 4。CIE LAB 表色系中, L * 值为明度指数, L * = 0表示黑色, L * = 100表示白色; + a * 方向是红色增加, - a * 方 向是绿色增加; + b* 方向是黄色增加, - b* 方向是 蓝色增加[ 5]。 图 2 � 腌制过程中 L * 值的变化 图 3� 腌制过程中 a* 值的变化 从图 2中可以看出, 在 0~ 48 h 腌制时间内, 不 食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION INDUSTRIES 38��� 2006 Vol. 32 No. 7 ( Total 223) 添加亚硝酸盐的猪肉 L * 值变化不大, 而添加亚硝酸 盐的猪肉 L * 值增大, 特别是添加 150 mg / kg 猪肉 增加明显,差异显著( P < 0�05) , 即添加亚硝酸盐使 腌肉的明度增加,添加量越大,明度增加越大。 从图 3中可以看出, 在 0~ 48 h 腌制时间内, 不 添加亚硝酸盐的猪肉 a* 值增加, 差异不显著, 而添 加亚硝酸盐后, a * 值明显降低,即红色效果减少, 反 映在感官上, 呈现出粉红色,尤其是添加 150 mg/ kg 亚硝酸盐的猪肉,这是亚硝酸盐发色作用的结果。 � � 从图 4中可以看出, 在 0~ 48 h腌制时间内, 各 组的 b* 值都略有增加, 即黄色效果增加, 但差异不 显著。 图 4 � 腌制过程中 b* 值的变化 2�3 � 发色率测定 从图 5中的发色率变化可以看出, 腌制过程中由 于发色剂亚硝酸钠的添加,在 0~ 150 mg/ kg 的范围 内,添加量越大, 发色效果越明显;特别是腌制初期( 0 ~ 6h) ,发色率明显上升(添加 50、100和 150 mg/ kg 分别从 10%到 39% , 9%到 46%和 15%到 60% ) , 差 异显著( P< 0�05)。从添加亚硝酸钠生成的亚硝基 血色素看, 在腌制初期( 0~ 6h)同样生成量最大(数据 未列出)。说明添加亚硝酸钠后主要在腌制初期与肉 糜的化学成分发生反应,对颜色产生显著影响。 图 5 � 腌制过程中发色率的变化 2�4 � 肌红蛋白测定 在腌制过程中,除了未添加亚硝酸盐的一组外, 肌红蛋白总量和 3种肌红蛋白比例都发生了明显变 化(见图 6)。添加亚硝酸盐的猪肉, 腌制时间越长, 脱氧肌红蛋白( DeoxyMb)和高铁肌红蛋白( M etMb) 在 3 种肌红蛋白的比例越低, 使氧合肌红蛋白 ( M bO2)的比例略有增加,但增加不显著。 ( A , 0; B, 50 m g/ kg NaNO2; C, 100 mg/ kg NaNO 2; D , 150 mg/ kg NaNO2) 图 6 � 腌制过程中的肌红蛋白变化 � � 通常人们观察到肉的不同颜色与 MbO2 (鲜红 生产与科研经验 2006年第 32卷第 7期(总第 223期) 39��� 色)、DeoxyM b(暗红色)和 MetMb(灰棕色) 3种蛋白 的比例有关,肉颜色的稳定性是由二价铁的肌红蛋白 的保持程度所决定的。添加亚硝酸盐通过与第 6位 上的铁原子反应稳定了二价铁离子的形式,使猪肉腌 制过程中颜色发生变化, 然后在后序的加热等操作时 保持了肉色稳定性。从本试验肌红蛋白含量变化结 果看, 在添加亚硝酸盐的腌制过程中, DeoxyM b、 MetMb和 MbO2 之间发生互变反应, 使猪肉的颜色 发生了变化。 2�5 � pH 值测定 腌制过程中的 pH 值变化见图 7。在腌制过程中 pH 值变化不明显( pH 值都在 5�4~ 5�8 之间) ,不添 加亚硝酸的猪肉 pH 值略有上升,而添加亚硝酸盐的 pH 值略有下降, 说明添加亚硝酸盐对腌制猪肉的酸 度有一定影响, 但不是影响的主要因素; 而肉的 pH 值对亚硝酸盐的发色作用有一定影响, 二者之间也有 一定相关性(见表 1)。pH 值过低的酸性腌制品, 亚 硝酸盐的消耗量增大, 容易引起绿变; pH 值过高, 特 别是为提高保水性( w ater holding capacity, WHC)而 添加碱性磷酸盐,使 pH 值接近 7�0,会使肉色变淡, 发色效果不好。一般最适发色的 pH 值在 5�6~ 6�0 范围内[ 11]。 图 7� 腌制过程中的 pH 值变化 2�6 � 不同测定方法之间的相关分析 从表 1可以看出,用色差计测得的 CIE a * 值与 感官评分、发色率、肌红蛋白总量之间的相关性较好 (分别为 r= 0�91, P< 0�01; r= - 0�92, P< 0�01; r= 0�72, P> 0�05) ,说明不同颜色测定方法之间的相关 性较好,因 CIE a * 值测定准确易行, 是表征亚硝酸 盐发色效果的较好方法。用感官的方法所得到的数 值,易受主观因素影响,有时会限制在一个产品或一 批产品上,局限性很大;化学法测定化学成分的含量 变化, 试验操作较繁琐;而仪器测定通过精确量化颜 色数值,客观性强, 避免了主观评价的片面性[ 20] , 3 种方法的相关性较好,而用仪器测定颜色变化因其准 确的量值表述,是颜色客观评价的较好方法。 表 1 � 不同测定方法之间的 Pearson相关系数表1) S CIE L* CIE a* CIE b* CR Mb S 1�00 CIE L * - 0�18 1�00 CIE a * 0�91* * - 0�07 1�00 CIE b* 0�38 0�17 0�09 1�00 CR - 0�85* 0�02 - 0� 92* * - 0�19 1�00 Mb 0�83* - 0�41 0�72 0�36 - 0�69 1�00 � � 1) S为感官评分, CIE L * 、CIEa* 和C IE b* 为仪器测定值, CR 为发色率, Mb为肌红蛋白总量。* * P < 0�01, * P < 0�05。 3 � 讨论与结论 将亚硝酸盐添加到食品和细菌细胞后,经历了复 杂的化学互变和代谢机制,形成的一些复合物是稳定 的但具有反应活性[ 10]。一般认为肉屠宰后机体中的 酶并不立刻失活,代谢仍在进行,但 O2 的供给中断, 代谢在无氧条件下进行。于是肌肉中存在的糖原代 谢为乳酸, ATP 释放出磷酸, 肌酸磷酸分解也放出磷 酸,这样肌肉 pH 渐降至 5�5~ 6�4,从而引起亚硝酸 钠分解生成亚硝酸。亚硝酸是一个非常不稳定的化 合物, 腌制过程中在还原物质作用下发生歧化反应生 成硝酸和 NO,同时添加异抗血酸盐等发色助剂会加 速高铁肌红蛋白的还原,而使亚硝酸生成 NO的速度 加快(低温时此反应进行缓慢, 加热和烟熏时会急剧 加快)。然后 NO 与肌红蛋白、血红蛋白结合生成呈 鲜红的亚硝基肌红蛋白 ( NOM b)、亚硝基血红蛋白 ( NOHb) , NOMb在受热和烟熏时生成稳定粉红色的 亚硝基血红素(即一氧化氮亚铁血色原)。关于形成 过程有些理论未最后获得结论性的证实[ 2, 9, 10]。 从本试验结果看, 在猪肉腌制过程中,亚硝酸盐 与肌红蛋白等成分发生了反应, 其中的脱氧肌红蛋 白、高铁肌红蛋白、氧合肌红蛋白发生互变,使腌肉的 颜色发生了显著变化; 且添加量越大, 影响越显著。 同时,在腌制初期发色率上升明显,证明亚硝酸盐主 要作用于猪肉的腌制初期,推测也有亚硝基血红素的 生成。 本试验发现感官评分、仪器测定和化学法几种方 法之间的相关性较好,特别是 CIE a* 值与其他方法 之间相关系数较高,达到了显著相关。用仪器测定颜 色变化可得准确的量值,可以作为客观评价应用于实 际生产。 参 考 文 献 1 � Fennema O R� Food Chemistry ( 2nd edition) [ M ]� Rev ised 食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTAT ION INDUSTRIES 40��� 2006 Vol. 32 No. 7 ( Total 223) and Expanded, 1985. 645~ 646 2 � 丁之恩 � 亚硝酸盐和亚硝胺在食品中的作用及其机理 [ J] . 安徽农业大学学报, 1994, 21 ( 2) : 199~ 205 3 � Cassens R G� Use of sodium nitrite in cured meats today [ J] . Journal of Food Technology , 1995, 7: 72~ 80 4 � 唐爱明, 夏延斌� 肉制品中亚硝酸盐降解方法、机理及研 究进展 [ J]� 食品与机械, 2004, 20( 2) : 35~ 37, 44 5 � A-l Shuibi A M , A-l Abdullah B M� Substitution of nitr ite by sorbate and the effect on propert ies of mortadella [ J] � Meat Science, 2002, 62: 473~ 478 6 � Rayman M K , Aris B, Hurst A� Nisin: a possible alternativ e or adjunct to nitr ite in the preservation o f meats [ J] � Applied and Environmental M icrobiology , 1981, 41( 2) : 375~ 380 7 � Dineen N M , Kerry J P, Lynch P B, et al� Reduced nitrite levels and dietar y a- tocophery l acetate supplementation: ef- fects on the colour and oxidative stabilit y of cooked hams [ J] . Meat Science, 2000, 55: 475~ 482 8 � Pourazranga H, Moazzamia A A , Fazly Bazzazb B S� I nhib-i tion of mutagenic N-nitroso compound formation in sausage samples by using -l ascorbic acid and a-tocopherol [ J] � Meat Science, 2002, 62: 479~ 483 9 � Cammack R, Joannou C L , Cui X Y , et al� Nitr ite and n-i trosyl compounds in food preservation [ J]� Biochimica et Bio- physica Acta, 1999, 14( 11) : 475~ 488 10 孔保华, 罗 � 欣 , 彭增起� 肉制品工艺学 [ M ]� 黑龙江: 黑龙江科学技术出版社, 2001. 203~ 216 11 周光宏 � 肉品学 [ M ] � 北京: 中国农业科技出版社, 1999. 221~ 224 12 Mancini R A, Hunt M C� Curr ent research in meat color [ J] . Meat Science, 2005, 71: 100~ 121 13 Bloukas J G, A rvanito yannis I S, Siopi A A� Effect of natu- ral colourants and nitr ites on colour attributes of fr ankfurters [ J]� Meat Science, 1999, 52: 257~ 265 14 AMSA� Guidelines for meat color evaluation [ C] � In Pro- ceedings 44th Annual Recipr ocal meat conference, Kansas, USA, 1991, 6: l~ 17 15 Norman J L , Berg E P, Ellersieck M R, et al� Prediction of colo r and pH measurement t hroughout boneless center- cut pork loins [ J]� Meat Science, 2004, 66: 273~ 278 16 Hornsey H C� The color of cooked cured pork 1� Estimation of t he nitric oxide-haem pigments [ J] � Journal of Science of Food and Ag riculture, 1956, 7: 534~ 540 17 Krzywicke K� The determination of haem pigments in meat [ J]� Meat Science, 1982, 7: 29~ 36 18 ISO 2917: 1999( E) � Meat and meat products - Measure- ment of pH- reference method ( 2nd ed)� International Stan- dard� 1999 19 Beilken S L, Eadie L M , Jones P N , et al� Objective and subjectiv e assessment of Austr alian sausages [ J] � Journal of Food Science, 1991, 53( 3) : 636~ 642 20 Lee C M , Resurreccion A V A� Improved corr elation be- tw een sensor y and instrumental measurement of peanut butter tex tur e [ J] � Journal of Food Science, 2001, 67( 5) : 1 939~ 1 949 The Effect of Sodium Nitrite on the Color During Pork Curing Dong Qingli � Guo Liyang � Gong Haibin � Zhao Yan � T u Kang ( College of Food Science and Technology , Nanjing Ag ricultural University, Nanjing 210095, China) ABSTRACT � Sodium nit rite is an essential curing ing redient used to stabilize the red cure color, enhance flavor, act as an ant ioxidant, and prevent the outg row th of Clost ridium botul inum spores w hich cause botulism food po-i soning� In this paper, dif ferent methods w ere used to measure the change of color of cured pork, including sensory evaluation, inst rumental colorimeter, chromogenic rate and myoglobin content� It was found that the color of cured pork changed significant ly by different amount of sodium nit rite� After correlat ion analysis of dif ferent mea- surement, it w as found that CIE a* and sensory score, chromogenic rate, myoglobin content w ere highly correlat- ed to each other ( P< 0�05) Key words � sodium nit rite, pork, curing, color � 行业动态 � 国家肉制品质检中心将成立 国家粮油及肉制品质量监督检验中心,项目总投资 3 500 万元,总建筑面积 9 900m2 , 将于 2007 年建成投入使用, 该中心建成后, 可开展食品的常规项目和包括重金属含量、农药残留、食品添加剂、细菌、霉菌等微生物的检验, 同时可以开展粮 油及肉制品中的二恶英、口蹄疫、有机生物链和急性毒性等实验, 成为集食品检验、仲裁检验、标准制定和科学研究于一体的技 术检验机构。 生产与科研经验 2006年第 32卷第 7期(总第 223期) 41���
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