余 翔１，２，张杨萍１，章建浩１，靳国锋３
（１．南京农业大学食品科技学院，南京 ２１００９５； ２．湖北师范学院生命科学学院，湖北 黄石 ４３５００２；
３．华中农业大学食品科技学院，武汉 ４３００７０）
摘要：以猪五花肉为原料，采用干腌（盐质量占肉质量2.7%）、１８ ｄ控温－控湿风干工艺加工中式培根产品。通过对工艺过程中主要参数［产品ｐＨ、水分、盐分、总氮、非蛋白氮、蛋白质水解指数、游离氨基酸（ＦＡＡ）、ＴＢＡＲｓ值和脂质过氧化值（POV）］进行测定，分析工艺参数对中式培根品质变化规律的影响。结果表明，加工过程中盐分极易渗入，脱水较快，最终产品中水分及盐分含量分别为３７．６９％和５．７５％。在风干成熟前期及中期随着工艺温度的升高（１３～３１ ℃），蛋白质水解程度迅速增强，FAA总量快速积累；风干成熟后期随着温度继续升高（３１～４０ ℃），蛋白质水解强度开始减弱，ＦＡＡ总量累积速度也有所下降，最终产品中ＦＡＡ总量为１１．４３ ｇ／１００ ｇ。ＰＯＶ和ＴＢＡＲs值在加工过程中表现出较大波动，但总体上表现为随着温度升高而升高，最终产品中ＰＯＶ和ＴＢＡＲs值分别为０．０５５ ｇ／１００ ｇ和０．４２ μｇ／ｇ，均在安全限量范围内。
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关键词 ：五花肉；干腌培根；蛋白质水解；脂质氧化
中图分类号：Ｓ８２８；ＴＳ２５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：０４３９－８１１４（２０１５）０７－1668－０5
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.035
培根在西方国家是一种重要的传统肉制品，因其独特的烟熏风味深受广大消费者的喜爱。但是，相比于干腌火腿、发酵香肠等其他传统肉制品，目前在西方国家有关培根的科学研究还比较少。在我国的西南地区也有与西式培根类似的肉制品，称作腊肉，如著名的湖南腊肉、四川腊肉、广式腊肉等，其加工同样也需要经过长期的烟熏成熟过程。我国关于腊肉的研究主要是其加工工艺及微生物方面，目的是通过研究对我国传统腊肉的加工工艺进行改进，实现标准化工业化生产［１］。近几年随着人们对食品安全问题的日益关注，有大量研究表明肉制品经过烟熏后会产生大量的杂环芳烃（ＰＡＨｓ），这些杂环芳烃中很大一部分对人体具有致癌性，这就使得对传统腊肉生产的工艺进行改进势在必行。
肉制品品质的形成主要是通过其内部成分发生一系列复杂的物理及生化变化来实现的，在这些变化中蛋白质、脂质的水解和氧化是影响产品品质质量形成的重要因素，特别是对产品风味品质形成的影响。大量研究表明，蛋白质水解产生的小肽和游离氨基酸本身不仅是风味和滋味成分，而且还是其他风味化合物的前体物质，对挥发性芳香成分的构成有着重要的贡献；脂质氧化产生的二次氧化产物醛、醇、酮、羧酸、酯等则是肉制品挥发性化合物的重要来源［２，３］。虽然人们认识到了蛋白质、脂质水解氧化对肉制品品质影响的重要性，并且也在传统干腌火腿及发酵香肠中进行了研究，但是到目前为止关于腊肉加工过程中蛋白质、脂质变化规律的研究却很少。
因此，本研究以猪五花肉为原料，采用干腌，控温控湿风干成熟工艺来开发一种培根新产品，以提高其安全性，并分析了加工过程中蛋白质、脂质分解和氧化变化规律及工艺条件对培根新产品品质的影响，以便为后续工艺改进提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 材料与试剂
从南京卫岗农贸市场购买新鲜猪五花肉，分割成大小及形状均匀的１５块，每块５００ ｇ。
０．２５ ｍｏｌ／Ｌ亚铁氰化钾溶液、１ ｍｏｌ／Ｌ乙酸锌溶液、硝酸溶液、１０％三氯乙酸（ｍ／Ｖ）、０．１ ｍｏｌ／Ｌ硫氰酸钾标准溶液、０．１ ｍｏｌ／Ｌ硝酸银标准溶液、硫酸铁铵饱和溶液、硝基苯。
１．２ 仪器
Ｓ２１０型ｐＨ计（梅特勒托利多公司），２３００型ＫｊｅｌｔｅｃＴＭ自动定氮仪（丹麦ＦＯＳＳ分析仪器公司），ＳＰＸ－２５０型恒温恒湿箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），７２２型可见光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；ＸＨＦ－１型高速分散机（上海金达生化仪器公司），６４Ｒ型高速冷冻离心机（美国Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ公司）。
１．３ 方法
１．３．１ 培根制作与取样 按盐质量占肉质量2.7%的用量取盐，将其均匀涂抹于肉块表面，４ ℃腌制３ ｄ后转入恒湿恒温箱进行风干成熟，起始温度１３ ℃，相对湿度８５％，期间每天升温１．５ ℃、湿度下降０．５个百分点，１８ ｄ后取出即为成品。加工过程中在原料腌制前、腌制后、风干成熟第６天、风干成熟第１２天、风干成熟第１８ 天５个工艺点取样检测，每个工艺点取３个平行样，取样后剔除脂肪、结缔组织、肉皮，将肌肉部分真空包装，放入－４０ ℃冰箱保存备用。
１．３．２ 水分含量 水分含量按ＧＢ／Ｔ ５００９．３－２００３直接干燥法测定。
１．３．３ 失重率 失重率＝［（Ａ＋Ｂ－Ｃ）／（Ａ＋Ｂ）］×１００％，其中Ａ为原料重量；Ｂ为用盐重量；Ｃ为每阶段结束样品重量。
１．３．３ ｐＨ 称取５．０ ｇ肌肉，加入１５ ｍＬ去离子水，用高速分散器打成匀浆，重复进行３次（５ ０００ ｒ/ｍｉｎ，２０ ｓ/次），室温静止１５ ｍｉｎ，用ｐＨ计测定悬浮液的ｐＨ。
１．３．４ 盐分含量 盐分含量按ＧＢ／Ｔ ９６９５．８－200８的方法测定。
１．３．５ 总氮（ＴＮ）及非蛋白氮（ＮＰＮ）含量 取０．２ ｇ肌肉，放入消化管中，加１２ ｍＬ ９８％的浓硫酸和一片消化石，４２０ ℃下消化１．５ ｈ，冷却至室温，采用２３００型ＫｊｅｌｔｅｃＴＭ自动定氮仪测定总氮（ＴＮ）含量。非蛋白氮（ＮＰＮ）参照赵改名等［４］的方法稍作修改。称取５ ｇ肌肉（精确到０．００１ ｇ），切碎，加入５倍体积预冷的１０％三氯乙酸（ＴＣＡ），高速分散器打成匀浆，重复进行３次（５ ０００ ｒ／ｍｉｎ， 每次２０ ｓ），４ ℃放置过夜。然后将匀浆液以５ ０００ ｒ／ｍｉｎ离心５ ｍｉｎ，弃去沉淀，上清液用中速滤纸过滤到消化管中进行消化（方法同总氮的测定），冷却至室温，采用２３００型ＫｊｅｌｔｅｃＴＭ自动定氮仪测定。蛋白质水解指数按以下公式计算。
P.I.＝ＮＰＮ／ＴＮ×１００％
１．３．６ 游离氨基酸（ＦＡＡ）总量 游离氨基酸总量测定采用茚三酮比色法［５］。
１．３．７ 过氧化值（ＰＯＶ） 过氧化值按照ＧＢ／Ｔ ５００９．３７-2003的方法测定。
１．３．８ ＴＢＡＲｓ值 根据Ｊｉｎ等［６］的方法，称肌肉５ ｇ切碎， 加２５ ｍＬ ２０％ ＴＣＡ 和２０ ｍＬ Ｈ２Ｏ， 在离心管中匀浆， 静置１ ｈ，转入离心管，２ ０００ r/min离心１０ ｍｉｎ，过滤，用双蒸水定容到５０ ｍＬ，然后取２ ｍＬ滤液加２ ｍＬ ＴＢＡ （０．０２ ｍｏｌ／Ｌ），在沸水浴中反应２０ ｍｉｎ，取出用流动水冷却５ ｍｉｎ，用分光光度计测定５３２ ｎｍ处的吸光度。空白样为２５ ｍＬ ２０％ＴＣＡ用双蒸水定容到５０ ｍＬ， 然后取２ ｍＬ滤液加２ ｍＬ ＴＢＡ。
１．４ 统计与分析
用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件进行数据整理，ＳＡＳ ８．２软件进行方差分析，不同处理组同一指标平均值之间采用邓肯氏法进行多重比较。
２ 结果与分析
２．１ 培根加工过程中肌肉水分含量、ｐＨ和盐分含量的变化
如表１所示，随着加工过程的进行，培根产品中的水分含量由原料时的７３．７７％下降到终产品的３７．６９％，产品的剧烈失水主要发生在腌制后及风干成熟中期两个阶段，特别是腌制阶段，这主要由于是腌制阶段盐的出水作用造成了水分的大量流失。最终培根产品中水分含量（37.69％）大大低于其他类型干腌肉制品［７］。
ｐＨ随加工过程的进行逐渐增大，但变化幅度不大，从培根原料阶段的５．３９上升到最终产品的６．３７，且在整个加工过程中，与原料阶段相比，除了在风干成熟第１２天、第１８天差异显著外，其他各阶段均不显著。
从腌制开始到成熟结束整个加工过程，培根产品中盐分含量随着加工时间的延长也呈逐渐增大的趋势， 但各阶段间差异不显著， 最终产品中盐分含量为５．７５％，远低于其他干腌肉制品中盐分含量［８］。盐分含量与产品中水分含量存在着极显著的负相关性（ｒ＝－０．９６，Ｐ＜０．０１），这表明加工过程中盐分含量的上升主要是由产品失水引起。
２．２ 培根加工过程中蛋白质水解及游离氨基酸含量的变化
由图１可知，ＴＮ含量在培根加工过程中逐渐降低，其中与原料相比，在腌制阶段显著降低（Ｐ＜０．０５），风干成熟过程降低不显著。这可能是由于在腌制阶段有大量的水溶性含氮化合物随水分流失，从而造成产品中ＴＮ含量的显著下降。
与ＴＮ相似，ＮＰＮ在培根腌制阶段也有所降低，但降低不显著，这主要是由于在低温腌制阶段蛋白质水解比较弱，生成的ＮＰＮ少，因水分流失造成的ＮＰＮ含量的降低也就不显著。从风干成熟开始到成熟第１２天这一阶段随着温度的升高，ＮＰＮ的含量显著升高（Ｐ＜０．０５），表明在这一阶段蛋白质水解比较强烈。但是从风干成熟第１２天开始到风干成熟第１８天，NPN含量又显著降低（Ｐ＜０．０５），可能是由于这一阶段大量游离氨基酸与其他物质反应生成了挥发性风味化合物，从而造成了非蛋白氮含量的减少。
ＦＡＡ总量在整个培根加工过程中持续上升，从原料到风干成熟第１２天这一阶段显著增加（Ｐ＜０．０５），此后一直到风干成熟第１８天增加比较缓慢，最终产品中ＦＡＡ总量为１１．４３ ｇ／１００ ｇ。在成熟后期ＦＡＡ总量增加不显著，这主要是由于在这一阶段虽然蛋白质仍在继续水解产生ＦＡＡ，但是此时ＦＡＡ在高温作用下会进一步降解或与肌肉中其他物质反应产生风味化合物。
蛋白质水解指数（P.I.）主要用来评价蛋白质的降解程度。相关性分析结果表明，蛋白质与ＮＰＮ（ｙ＝５．６００ ９ｘ－１．７０２ ４，Ｒ２＝０．９８0）、温度（ｙ＝０．３１５ ５ｘ＋４．８９６ １，Ｒ２＝０．８８０）和盐分（ｙ＝１．９５９ ６ｘ－２．５３３ ６，Ｒ２＝０．８00）变化均呈线性正相关。蛋白质水解指数在风干成熟后期明显降低，说明此时蛋白质的整体水解强度减弱，但此时ＦＡＡ总量仍在缓慢增加，表明在这一阶段的蛋白质水解主要是由小肽降解生成ＦＡＡ。
２．３ 培根加工过程中脂质氧化变化
２．３．１ 培根加工过程中ＰＯＶ变化 由图２可以看出，过氧化值（ＰＯＶ）在整个培根加工过程中有两次达到峰值，分别为风干成熟第６天和风干成熟第１８天。在风干成熟第６天时ＰＯＶ出现峰值，这主要是由氢过氧化物（ＨＰＯＤｓ）的本质所决定，ＨＰＯＤｓ是脂质的初级氧化产物，本身很不稳定，会进一步被氧化生成醛、醇、酮、酯等挥发性化合物。然而从风干成熟第１２天开始到风干成熟结束ＰＯＶ急剧增加，并且在成熟结束达到整个加工过程的最大值（０．０５５ ｇ／１００ ｇ），但此最大值仍远低于国标腌腊肉制品卫生标准（ＧＢ ２７３０－２００５）规定的≤０．５ ｇ／１００ ｇ的过氧化值标准。关于这一现象，其原因还未探明，仍需继续研究。在风干成熟第１８天工艺时间的基础上可以适当缩短风干成熟时间来降低产品中的ＰＯＶ。
２．３．２ 培根加工过程中ＴＢＡＲs变化 图３结果表明，与原料相比，培根ＴＢＡＲs值在腌制阶段显著升高（Ｐ＜０．０５），表明以丙二醛为主体的醛类物质在低温（４ ℃）条件下也能生成，之后到风干成熟第６ 天显著降低（Ｐ＜０．０５），说明在这一阶段脂质氧化主要是以初级氧化为主，氢过氧化物、醛类等二次氧化产物的生成量小于其进一步分解或与其他物质反应的消耗量。从风干成熟第６天开始，ＴＢＡＲs值又开始显著上升（Ｐ＜０．０５），一直到风干成熟第１８天加工结束，达到整个加工过程最大值０．４２ μｇ／ｇ。结合ＰＯＶ的变化结果表明，从风干成熟第６天开始，肌肉脂质的氧化主要是以二次氧化为主，产品的风味主要是在风干成熟的中后期（风干成熟第６天至第１８天）阶段产生。另外，该结果也表明高温能促进脂质氧化形成风味，这与章建浩等［９］对金华火腿现代工艺进行研究得出的结果相一致。
３ 讨论
３．１ 工艺条件对培根水分含量、ｐＨ和盐分含量的影响
相比其他干腌肉制品，如干腌火腿、腌ｌｏｉｎ等，干腌培根的加工时间要短，然而其失水却很严重，最终产品的水分含量低于干腌火腿等其他干腌肉制品，这主要是由干腌培根原料肉本身的特性所决定，与干腌火腿、ｌｏｉｎ、ｌａｃｏｎ等干腌肉制品相比，培根的形状比较小，厚度较薄，比表面积相对较大，且结缔组织又很少，没有很多被皮的覆盖保护，加工时间较其他干腌肉制品短，但在环境温度较高的情况下，水分散失很严重，产品口感较差。因此，需要进一步在产品的保水性上多做研究，进一步改进工艺。
出于对消费者健康的考虑，低盐肉制品是目前消费者所需求的产品，在干腌肉制品方面，研究者通过降低腌制用盐量来降低最终产品的盐分含量，曾弢等［１０］在金华火腿现代工艺研究中通过降低腌制用盐量使最终产品中的盐分含量从传统金华火腿的１０％以上降低到６．３１％。干腌肉制品最终产品中的盐分含量主要是由腌制用盐量及产品失水所决定，本研究虽然采用了较低的腌制用盐量（盐质量占肉质量的２．７％），但是由于加工过程中产品失水较多，最终产品的盐分含量还是达到了５．７５％。
３．２ 工艺条件对蛋白质变化的影响
肌肉中蛋白质水解主要是在肌肉中蛋白酶的作用下发生，组织蛋白酶是肌肉中水解蛋白质的重要酶，赵改名等［１１］研究发现，组织蛋白酶Ｂ和Ｌ在金华火腿整个加工过程中都保持着一定的催化活性，并且在４～４０ ℃范围内其活性与温度成正相关。在本研究中，从原料到风干成熟第１２天这一阶段的工艺温度正好在此范围内，因此在这个阶段随着工艺温度的升高蛋白质水解指数逐渐增大。本研究结果也表明，在这一阶段温度与蛋白水解指数呈显著正相关（ｙ＝０．３１５ ５ｘ＋４．８９６ １，Ｒ２＝０．８８０）。从风干成熟第１２天开始到成熟结束，虽然温度继续从３１ ℃升高到４０ ℃，但此时蛋白质水解指数却在显著下降，这主要是由于蛋白质水解产生的非蛋白氮类化合物，尤其是ＦＡＡ在高温条件下会被进一步降解，或与其他物质反应而快速减少有关，如Ｓｔｒｅｃｋｅｒ降解、Ｍａｉｌｌａｒｄ反应等。另外，Ｚｈａｏ等［１２］表明干腌火腿中蛋白水解相关的酶，例如二肽酶（ＤＰＰｓ）、氨肽酶等其活力均随温度升高而增大。这些结果表明提高风干成熟温度可以加快蛋白质水解，促进风味化合物的形成。
本研究结果表明，从腌制开始到风干成熟第１２天，中式培根肌肉中盐分含量的变化与蛋白质水解指数呈线性正相关（ｙ＝１．９５９ ６ｘ－２．５３３ ６，Ｒ２＝０．８00），这表明低浓度盐含量（≤５．６７％）对肌肉中内源蛋白酶活力的抑制作用比较小，甚至有可能没有抑制作用，因此，中式培根加工过程中影响蛋白质水解的主要因素是加工温度。
３．3 工艺条件对脂质氧化的影响
肌肉中脂质的氧化主要包括自动氧化和酶促氧化，因此影响其氧化的因素也有很多，既有肌肉内部因素的影响，如肌肉中的脂肪氧合酶、血红素、过氧化氢酶、金属离子等，也有外部因素的影响，主要是工艺条件的影响。在工艺条件因素中温度是其最主要影响因素，高温能够促进脂质氧化，加快挥发性化合物的形成，这体现在中后期的高温风干成熟过程中ＴＢＡＲs值显著增加。但是，如果在此基础上继续升高温度，进行风干成熟，这些醛类化合物就可能会进一步转化为其他化合物，从而降低氧化指标ＴＢＡＲs值。章建浩等［９］在金华火腿加工的后期进行强化高温成熟处理，发现通过强化高温成熟处理不仅能加快挥发性风味化合物的形成，而且也能降低最终产品的ＰＯＶ值以及ＴＢＡＲs值。
除了温度这一影响脂质氧化的主要因素外，在本研究中盐分也是一个比较重要的因素，许多研究表明低浓度盐分对脂质氧化有一定促进作用，高浓度盐分对脂质氧化有抑制作用，Ｒｈｅｅ等［１３］提出在猪肉中低于２％的盐分对脂质氧化有促进作用，高于２％则抑制脂质的氧化。本研究结果表明，腌制过程中ＰＯＶ及ＴＢＡＲs值的明显增大可能与盐分的促进氧化作用有关，但是到腌制结束肌肉中的盐分含量就达到了５．３０％，这说明在接下来的中式培根风干成熟过程中，盐分对脂质氧化的影响可能主要表现为抑制作用。
４ 结论
利用五花肉做原料加工干腌培根，加工过程中水分极易散失，因此，加工过程中控制产品水分过度散失是下一步进行工艺改进要考虑的问题。蛋白质在整个加工过程中都在水解，产生ＦＡＡ。脂质在加工前期主要是一次氧化形成氢过氧化物，在风干成熟中后期主要发生二次氧化，形成大量挥发性化合物。提高风干成熟温度，能够加快肌肉中蛋白质、脂质的水解氧化，特别是在成熟后期升高温度能够促进产品风味的形成，并且还可能降低最终产品的氧化指标，提高其质量安全性。低盐腌制不仅有利于肌肉中蛋白质水解，而且也能促进脂质氧化形成风味，满足消费者对低盐营养、健康食品的需求。
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