超高压处理对低盐牛肉乳化肠品质的影响

张 鑫 闫玉雯 朱迎春

(山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷 030801)

随着人们健康意识的提高，对低盐产品的需求日益增加。世界卫生组织(world health organization，WHO)建议成人每日食盐摄入量<5 g。但世界上大多数国家居民食盐摄入量都偏高，2012年调查显示，我国居民人均每日食盐摄入量为10.5 g。大量流行病学研究表明，长期高钠饮食会导致高血压、心血管疾病、胃癌、肾脏疾病等发病率增加[1]。《“健康中国2030”规划纲要》提出，到2030年，逐渐实现全国人均每日食盐摄入量降低20%的目标。

在肉类产品中，食盐不仅具有调味和防腐作用，而且能够提高肉的保水性，改善肉的功能特性。通常乳化型肉制品含盐量在2%～3%之间，成熟火腿的含盐量在6%～12%之间，发酵香肠含盐量在8%左右[2]。与其他产品比较，乳化香肠不仅肉质结实、富有弹性、食用方便、口感独特，而且含盐量相对较低，因此乳化香肠在我国肉类消费市场中占有较大份额。若能进一步降低乳化香肠中的食盐含量而又不影响香肠的品质，必将受到消费者的欢迎和肉品企业的青睐。

超高压(ultra-high pressure，UHP)处理，又称作高静水压技术(high hydrostatic pressure)或高压技术(high pressure processing，HPP)，该技术采用100 ～1 000 MPa 的压力处理食品物料，是一种新型的非热力加工技术。有研究表明利用UHP 技术处理肉制品，可以诱导肉制品特性发生改变，如提高肌肉的嫩度和保水性、改善肌原纤维蛋白的凝胶特性[3]、延长肉制品的贮存期[4]，且对肉中的营养物质具有保护作用[5]。同时，UHP 处理也会对肉的颜色、脂肪的氧化和风味等产生较大影响[6－8]。

近些年来，利用UHP 技术改善低盐肉制品品质的研究引起了国内外学者的关注。Fulladosa 等[9]研究超高压对低盐干腌火腿感官特性的影响，发现经过600 MPa 处理干腌火腿的咸味显著增加，鲜味、甜味也得到了显著的提升。同样Clariana 等[10]研究表明干腌猪肉里脊和火腿经600 MPa 处理后咸度增加。黄群等[11]考察了不同压力(100、200、300、400 和500 MPa)对低盐海藻鸡胸肉糜的影响，结果表明超高压处理能够改善低盐海藻鸡胸肉糜的品质。Ros-Polski等[12]研究发现UHP 处理可以改善低盐含量白鸡肉的颜色和质地。Oflynn 等[13]研究发现猪肉香肠的含盐量由2.5%降低为2.0%时，经150 MPa 的高压处理，其感官特性未发生显著变化。

目前，UHP 技术在国内未得到广泛的应用，有关UHP 处理对低盐肉制品品质影响的报道也较少。因此，本试验采用UHP 处理低盐牛肉乳化肠，研究不同压力处理下低盐乳化肠感官特性、理化特性和微生物特性的变化，探讨UHP 处理对低盐牛肉乳化肠品质的影响，以期为低盐肉制品的开发提供一定的理论依据和数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验材料:原料牛背最长肌，购自山西农业大学双汇肉制品经营店，原料为1 岁龄的雄性黄牛，屠宰后在20℃条件下成熟48 h 后低温运至店里；猪肉背部脂肪，购自山西农业大学双汇肉制品经营店，原料为1 岁龄的雌性长白猪，屠宰后在0～4℃下成熟24 h 后低温运至店里；尼龙6/聚乙烯食品级塑料肠衣(折径45 mm)，购自大连肠之源电子商务有限公司；亚硝酸钠、异抗坏血酸钠、三聚磷酸钠，购自诸城华源生物工程有限公司；复合磷酸盐(三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、焦磷酸二氢二钠)，购自徐州恒世食品有限公司；食盐、白砂糖、玉米淀粉、黑胡椒粉、五香粉，购自太谷县美特好超市。

主要试剂:盐酸、硼酸、三氯乙酸(trichlororoacetic acid，TCA)、氧化镁、氯仿、丁基羟基茴香醚(butyl hydroxyl anisd，BHA )、 乙 二 胺 四 乙 酸 二 钠(ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA)、石油醚、无水乙醇、氢氧化钾、乙酸锌、硼砂、亚铁氰化钾等，均为分析纯，购自天津市化学试剂一厂。

1.2 仪器与设备

S-HPP-8. 8L 超高压设备，山西三水河科技股份有限公司；ZB-5 型斩拌机，上海青浦食品包装机械经营厂；BZZT-Ⅳ-150 蒸煮锅，艾博科技股份有限公司；SP-XC-ZK01 台式真空包装机，瑞安市勤奋有限公司；S-Z200 型灌肠机，广州辉辉厨房设备有限公司；FA2004 电子分析天平，上海华岩仪器设备有限公司；FE28 酸度计，瑞士梅特勒托利多有限公司；CM-5 美能达分光测色仪，日本柯尼卡美能达；UV-1100 紫外-可见分光光度计，美谱达上海仪器有限公司；HH 恒温水浴锅，余姚市东方电工仪器厂；FA25 高速剪切乳化分散机，上海弗鲁克流体机械制造有限公司；LD5-2B 低速离心机，北京雷勃尔医疗器械有限公司；SMSTA TA.XT Plus 质构仪，英国Stable Micro Systems 有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 食盐添加量设置2 个水平:正常水平(食盐添加量2.8%) 和低盐水平(食盐添加量1.4%)；UHP 处理压力设置4 个水平:100、200、300 和400 MPa。不经UHP 处理的正常食盐添加量组(以C1表示，作为对照)；不经UHP 处理的低盐组(以C2 表示，作为对照)；经100、200、300 和400 MPa 不同压力处理且食盐添加量为1.4%的试验组，样品分别标记为H1、H2、H3、H4。

1.3.2 牛肉乳化香肠的制备 根据前期预试验优化确定乳化香肠的配方。将肥、瘦肉分别切块，剔除结缔组织，以肉质量为基准，添加2.8%或1.4%食盐、0.045% D－异抗坏血酸钠、0.25% 复合磷酸盐和0.005%亚硝酸钠混匀后置于4℃腌制24 h，之后将腌制好的瘦肉、脂肪以及5%淀粉、2.5%白砂糖、0.126%黑胡椒粉、0.6%五香粉、0.6%味精一起放在斩拌机中斩拌，同时将20%的冰水分次放入，斩拌约4 min，温度始终保持在12℃以下。将肉糜填充至塑料肠衣中，每根香肠8 cm 左右。

1.3.3 超高压处理及产品熟制 高压腔体内部温度恒定(10±1℃)，乳化肠分别在100、200、300、400 MPa，保压15 min，压力释放后将乳化肠取出，同未经超高压处理的样品一起置于90℃恒温水浴锅中加热30 min至中心温度为72℃，流水冷却至室温时置于4℃贮藏，在贮藏当天测定微生物指标，贮藏第7 天测定其他指标。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 菌落总数(total viable counts，TVC)的测定 参照GB/T 4789.2－2016[14]进行测定。

1.4.2 挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)的测定 参照GB/T 5009.228－2016[15]的半微量定氮法进行测定。

1.4.3 蒸煮损失的测定 参照黄群等[11]的方法测定。

1.4.4 色差的测定 选用D65 光源，视角为10°，使用前用白板对测色仪进行矫正。将待测样品切成1 cm 薄片立即用测色仪分析，重复测定6 次，记录样品的亮度值(L*)、红度值(a*)、黄度值(b*)，按照公式计算白度值(W):

1.4.5 pH 值的测定 参照GB/T 5009.237－2016[16]的方法测定。

1.4.6 牛肉乳化肠质构的测定 参照饶伟丽等[17]的方法并稍作修改。将待测样品剥去肠衣后切成20 mm厚的圆柱，质构仪测定选择全质构分析(texture profile analysis，TPA)模式，测定时使用直径为25 mm 的圆柱形探头，测定条件:测前速度120 mm·min－1，测中速度60 mm·min－1，测后速度120 mm·min－1，压缩程度1.4 cm，引发力4 g。选取硬度、弹性、咀嚼性、内聚性4 个参数作为分析指标。

1.4.7 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid resctive substances，TBARS)值的测定 参考John 等[18]的方法测定。TBARS 值为1 kg 待测样品中丙二醛的含量，结果以mg·kg－1表示。

1.4.8 亚硝酸盐的测定 参照GB/T 5009.33－2016[19]中分光光度法测定。

1.4.9 牛肉乳化肠感官评定 感官评价参照田星等[20]的标准，并稍作修改。将乳化肠切成厚度为5 mm 的薄片，组织14 名经过培训且有经验的品评人员对煮制后的香肠进行感官评价，具体标准见表1。

表1 UHP 低盐牛肉乳化肠感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for UHP low-salt beef emulsified sausage

1.5 数据统计分析

试验均重复3 次，结果用平均值±标准偏差表示。采用Microsoft Excel 2010 计算各指标的平均值±标准偏差，采用Origin 9.0 绘图软件(美国Origin Lab公司)作图，采用Statistix 8.1(美国SPSS 公司)中的Tukey HSD 检验时行差异显著性分析，显著性水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠菌落总数的影响

由图1 可知，由于食盐具有抑菌特性，降低食盐含量会促进微生物的生长，所以C2 对照组低盐产品菌落总数[2.78 lg(CFU·g－1)]高于C1 对照组正常盐产品[2.62 lg(CFU·g－1)]。HP 处理降低了产品的菌落总数，当压力为100 MPa(H1)时，菌落总数为2.76 lg(CFU·g－1)，与C2 对照组基本相当，但是当压力达到200 MPa(H2)时，菌落总数比C2 对照组降低0.25个对数值，当压力增大到300～400 MPa(H3、H4)时，菌落总数进一步下降至2.40～2.30 lg(CFU·g－1)，较未经UHP 处理的C2 对照组下降了0.38～0.48 个对数值。表明压力越高杀菌效果越好。

图1 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠菌落总数的影响Fig.1 Effect of UHP on TVC of low-salt emulsified beef sausage

2.2 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠蒸煮损失的影响

蒸煮损失反映了乳化香肠保持水分的能力，是评估肉制品品质的重要指标。在肉制品中，钠盐可从肌肉中提取蛋白质，增加肉与水的结合力。因此，降低肉制品中钠盐含量会增加蒸煮损失，导致保水性降低[21]。由图2 可知，与C1 对照组相比，C2 对照组蒸煮损失较高，但差异不显著(P>0.05)。UHP 处理改变了低盐牛肉乳化肠的蒸煮损失。随着压力的增大，低盐牛肉乳化肠蒸煮损失先减小后增加。当压力为100 MPa(H1)时，蒸煮损失最低(3.00%)，且显著低于C2 对照组(5.32%)；压力增加到200 MPa(H2)时，蒸煮损失比C2 对照组降低了1.35 个百分点；当压力增加到300～400 MPa(H3、H4)时，蒸煮损失有所增加，但与C2 对照组差异并不显著(P>0.05)。表明压力直接影响到乳化香肠的保水性，100 和200 MPa 更有利于保持肉制品的保水性。

图2 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠蒸煮损失的影响Fig.2 Effect of UHP on cooking loss of low-salt emulsified beef sausage

2.3 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠TVB-N 值的影响

TVB-N 作为评价动物性食品新鲜度的重要指标，是表征蛋白质分解产生的氨以及胺类等碱性含氮物质的指标之一[15]。由图3 可知，6 组乳化肠的TVB-N 值介于1.17～6.52 mg·100g－1之间。与C2 对照组相比，C1 对照组TVB-N 值较高，但两组间差异不显著(P>0.05)。UHP 处理会导致H1～H4 组TVB-N 值下降，且压力越高，乳化肠的TVB-N 值越低。

图3 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠TVB-N 值的影响Fig.3 Effect of UHP on TVB-N value of low-salt emulsified beef sausage

2.4 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠色泽和pH 值的影响

由表2 可知，与C2 对照组相比，C1 对照组L*值和W值较低。随着压力的增加低盐牛肉乳化肠L*值和W值增加，a*值减小，H1 和H2 组的a*值与对照组C1、C2 相比差异不显著(P>0.05)，说明当压力≤200 MPa 时，对乳化肠肉肌红蛋白的性质影响不大。H3、H4 组的低盐乳化香肠a*值分别为7.28 和7.11，显著低于其他组(P<0.05)。6 组乳化香肠pH 值介于6.08～6.28 之间，C1 对照组的pH 值显著小于H1～H4 组(P<0.05)。经UHP 处理的低盐牛肉乳化肠pH 值随压力增加呈上升趋势但差异不显著(P>0.05)，这与Ma 等[22]和周果等[23]的研究结果类似。pH 值升高可能是UHP 处理使蛋白质构象发生变化，蛋白质肽链中酸性基团被包埋所致[13]。

表2 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠色泽和pH 值的影响Table 2 Effect of UHP on color and pH of low-salt emulsified beef sausage

2.5 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠质构特性的影响

硬度是衡量肉制品质构的重要指标，可以反映肉制品的商业价值[24]。由表3 可知，C1 对照组乳化肠硬度为43.17 N，而C2 对照组硬度为39.83 N，说明降低食盐添加量降低了香肠的硬度。黄梅香[25]研究也表明降低火腿肠中钠盐的添加量，硬度会降低。UHP处理会提高香肠的硬度，其中H2 组乳化香肠硬度值最高(56.86 N)，但进一步增加压力，硬度值却降低到49.99～ 52.09 N。Ros-Polski 等[12]研究也表明300 MPa 处理的鸡肉硬度显著低于200 MPa 处理组。弹性也是决定香肠最终质地的主要特性之一。虽然降低食盐含量会降低香肠弹性，但是一定的UHP 处理(100～200 MPa)会使香肠的弹性增加到C1 对照组水平。UHP 处理使乳化香肠的咀嚼性和内聚性均得到极大提高，显著高于C2 对照组(P<0.05)。比较4 组UHP处理组乳化肠发现，H2 组乳化香肠内聚性达到最高(0.38)，且咀嚼性也达到最大(133.72 mJ)。这与常海军[26]的研究结果一致。综上，100 和200 MPa 处理下低盐牛肉乳化肠硬度、弹性、咀嚼性和内聚性均较好，且优于300 和400 MPa 处理组。

表3 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠质构特性的影响Table 3 Effect of UHP treatment on texture characteristics of low-salt emulsified beef sausage

2.6 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠TBARS 的影响

TBARS 被广泛应用于评估肉类食品中脂质氧化的程度，TBARS 值越大，脂肪氧化程度越高，产生的小分子物质如醛、酮、酸等越多，酸败越严重[27－28]。由图4 可知，C1 对照组TBARS 值高于C2 对照组，但差异不显著(P>0.05)。随着压力的增加低盐牛肉乳化肠TBARS 值先增大后减小，100 MPa 压力处理(H1)时，乳化肠TBARS 值处于最低水平(0.070 mg·kg－1)，但与C2 对照组无显著差异(P>0.05)。H2 组TBARS 值显著高于H1 组(P<0.05)，H3 组TBARS 值达到最大(0.118 mg·kg－1)。表明高压处理在一定程度上促进了脂质氧化，这是因为压力作用导致色素蛋白质发生变性，释放部分金属离子，而这些金属离子加速了脂肪氧化反应[29]。值得关注的是，H4 组TBARS 值呈下降趋势，这可能是由于脂质氧化产物丙二醛与氨基相互作用形成了1－氨基－3－氨基丙烯，使得TBARS 值有所下降。饶伟丽等[17]研究也显示脂肪氧化程度随着压力的升高呈现先升高后降低的趋势。

图4 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠TBARS 值的影响Fig.4 Effect of UHP on TBARS value of low-salt emulsified beef sausage

2.7 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠亚硝酸盐的影响

由图5 可知，6 组乳化香肠亚硝酸钠含量在11.74～16.10 mg·kg－1之间，均符合我国关于肉制品亚硝酸盐残留量低于30 mg·kg－1的要求[30]。与C2 对照组相比，C1对照组亚硝酸钠含量较高，但差异不显著(P>0.05)。随着压力的增加低盐牛肉乳化肠亚硝酸钠含量逐渐降低，但各组间差异不显著(P>0.05)。

图5 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠亚硝酸钠含量的影响Fig.5 Effect of UHP on sodium nitrite content of low-salt emulsified beef sausage

2.8 UHP 处理对低盐牛肉乳化肠感官品质的影响

由表4 中C1 和C2 的数据分析可知，降低牛肉乳化肠食盐含量不仅使其咸度下降，而且导致产品感官色泽、多汁性、总体风味、感官硬度、感官质构都有所降低，降低了产品的总体可接受度。对比H1 ～ H4 组产品发现，H2 组的咸度、多汁性、总体风味、感官硬度、感官质构得分均最高，分别达到7. 63、7. 67、8. 20、8. 53、7. 97。然而UHP 处理对香肠的颜色有不利影响，尤其当压力达到300 和400 MPa(H3、H4)时，产品色泽发白，感官色泽评分显著低于于C1 和C2 组(P<0. 05)，但是压力≤200 MPa 时(C1 和C2 组) 差异并不显著(P>0. 05)。就总体可接受性而言，UHP 处理提高了产品的总体可接受性，H1 ～ H3 组显著高于C2 对照组(P<0. 05)，且与C1 对照组差异不显著(P>0. 05)。可见，减盐产品采用UHP 处理可弥补感官品质的不足，且在200 MPa 处理下感官品质最佳，表明低盐水平下，超高压处理提高了产品的咸度、多汁性、总体风味、感官硬度及感官质构。

表4 UHP 低盐牛肉乳化肠感官品质评定结果Table 4 Evaluation results of sensory quality of UHP low salt emulsified beef sausage

3 讨论

《GB 28050－2011 食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》规定低盐产品中的钠含量应≤120 mg·100g－1[31]，而肉类产品含盐量与低盐标准相差甚远。过量摄入食盐是引发高血压、冠心病、中风等疾病的重要因素之一，因此降低肉制品中食盐含量势在必行。本试验乳化香肠中食盐添加量为2.8%(对照)和1.4%(试验组)，测得香肠中实际食盐含量为1.97%(对照)和1.08%(试验组)，试验组食盐含量仅为对照组的45.18%，食盐含量得到了有效的降低。

UHP 处理可以在低温或常温下灭活微生物，且不会破坏产品的营养成分、功能性因子和风味，是一种新型的非热力加工技术[32]。本研究中，UHP 处理降低了低盐牛肉乳化肠的TVC，当压力达到400 MPa 时，比未经UHP 处理的C2 组下降了近0.48 个对数值。韩衍青等[33]利用UHP(400 MPa 和600 MPa，10 min)处理烟熏切片火腿，发现能够有效抑制切片火腿腐败微生物的生长，延长切片火腿的保质期。Ramirez-Suarez 等[34]也发现通过UHP 处理的长鳍鱼肉TVC 较低，保质期较长。UHP 对微生物的破坏作用主要有以下三个途径，一是UHP 处理损伤微生物的细胞膜，使得细胞膜中磷脂结晶化，从而改变了细胞膜的通透性；二是在UHP 的作用下蛋白质发生变性，破坏酶系统；三是压力处理降低DNA 的稳定性，进而影响微生物DNA 复制转录[24]。

肉类产品的保水性是评定肉制品品质的重要指标。当肉制品中加入一定离子强度的食盐时，会增加肌肉中肌球蛋白的溶解性，提高其保水能力。因此，在一定程度上，减少肉制品中食盐的含量会降低其保水性。本研究结果表明，100～200 MPa 压力能够提高低盐肉制品的保水性。这可能是因为较低(100～200 MPa)压力处理时肌球蛋白尾部完全展开，有利于形成高持水能力的凝胶网络[35]。Crehan 等[36]研究表明经150 MPa 处理的法兰克福香肠蒸煮损失降低；Yang等[37]也证实UHP 处理低盐香肠有助于减少蒸煮损失，在200 MPa 处理时其蒸煮损失最低。本研究发现，当压力为300～400 MPa 时，蒸煮损失与C2 对照组差异不显著，这可能是因为压力在300 MPa 及以上时，蛋白质结构发生碎片化，不能与脂肪很好地交联形成网状空间结构，从而容纳更多的水分，导致蒸煮损失增加。

质构特性和感官品质是评价肉类产品的重要指标。本研究发现，经100～200 MPa 的UHP 处理后，低盐牛肉乳化肠质构特性(硬度、弹性、咀嚼性和内聚性)均得到提高，产品的口感更佳。这与Crehan 等[36]和Sikes 等[38]的研究结果一致，原因在于一定的压力处理会诱导肌肉蛋白发生交联、促进凝胶化，使得分子结构更加稳定，从而提高了肌肉组织的质构特性。当处理压力≥300 MPa 时，产品的蛋白结构发生碎片化，不能与脂肪及水分很好的交联，导致产品质构特性下降[39]，风味变差，降低消费者的可接受性。令人感兴趣的是，本研究发现UHP 处理可提高了低盐香肠的咸味感知度，这并不是因为高压处理影响食盐的含量[40]，而是因为在UHP 诱导下，钠离子和蛋白质之间相互作用减弱，更多的钠离子游离出来，使得味觉乳头更容易接近游离钠离子，从而增加了咸味感知[41]。

肉色是评定肉及肉制品的重要品质指标，影响消费者对产品的接受程度。本研究发现，随着压力的增加低盐牛肉乳化肠L*值和W值增加。这是由于高压作用致使乳化肠的表面组织结构发生变化，从而改变其反射或吸收光线的能力[13]，增加了香肠的亮度值和白度值。随着压力的增加低盐牛肉乳化肠a*值减小，这是由于高压作用使肌红蛋白发生解离和部分变性。压力≤200 MPa 的UHP 处理对肌红蛋白的性质影响不大，但300 和400 MPa 处理则显著改变了肌红蛋白的性质，表现为a*值显著低于C2 对照组。已有较多研究表明，过高的压力对肉制品的色泽有破坏作用[42－43]。压力使牛肉的鲜红色褪去，乳化肠出现了类似于蒸煮后的灰白色，使消费者难以接受。

低盐肉制品的开发一直是国内外学者的研究热点。降低食盐含量会导致肉制品质地、保水性、风味和口感降低，缩短肉制品的保质期。UHP 处理不仅对微生物有抑制作用，还能保持产品的感官和质构特性，因此可以弥补低盐造成的负面影响，不失为保证或提高低盐肉制品质量的一项有效的加工技术。今后研究应继续开展UHP 技术对低盐肉制品肌原纤维蛋白结构影响及机理的研究。

4 结论

本研究结果表明，UHP 处理能够改善低盐牛肉乳化肠的品质特性。随着压力的升高，低盐乳化香肠的TVC、TVB-N 值和a*值逐渐降低，L*值、W值和pH 值逐渐升高，蒸煮损失呈先降低后升高的趋势，而TBARS 值、质构特性和感官品质呈先升高后降低的趋势。当压力为200 MPa 时，产品感官评分、质构特性和保水性均表现较好，推荐为低盐肉制品适宜的超高压处理压力。