3D打印猪肉脯贮藏期间品质变化的研究

王岸娜1,2,崔启含1,吴立根1*

1(河南工业大学 粮油食品学院,河南 郑州,450001)2(河南工业大学,小麦和玉米深加工国家工程研究中心,河南 郑州,450001)

摘 要 该文以3D打印制备的猪肉脯为研究对象,研究其在不同贮藏温度(25、35、45、55 ℃)和不同贮藏时间(0、3、6、9、16、23、30、37、44 d)条件的理化指标、蛋白氧化指标、脂质水解氧化指标及风味物质差异。结果表明,随着贮藏时间延长及贮藏温度升高,水分含量、水分活度、pH、L*a*b*呈下降趋势(P<0.05);羰基含量、酸价、硫代巴比妥酸反应物呈上升趋势(P<0.05);55 ℃贮藏条件下游离巯基含量呈先下降后上升趋势,二酪氨酸相对荧光强度呈先上升后下降又上升趋势。45 ℃贮藏30 d与55 ℃贮藏23 d时,酸价分别为4.13、4.25 mg/g,已超出安全标准;二酪氨酸相对荧光强度在贮藏结束时分别为贮藏0 d时的171%、173%、203%、344%。顶空固相微萃取气质联用共检测出233种挥发性风味化合物,其中有19种关键性挥发性风味化合物;杂环类化合物在贮藏后期的高温样品中生成较多,对产品品质影响较大。3D打印猪肉脯贮藏温度宜低于35 ℃,此条件下产品氧化,水分流失等速度较缓,更有利于产品品质保持。研究结果为3D打印制备的猪肉脯产品贮藏条件与品质控制提供有价值的参考依据。

关键词 3D打印猪肉脯;贮藏品质;蛋白氧化;脂质水解氧化;风味化合物

随着3D打印技术的不断发展,3D打印制备的肉制品在节约资源消耗、碎肉再利用以及个性化定制等方面表现出显著优势[1]。3D打印制备的肉制品不仅在加工技术上革新,也在环保和市场需求方面迎合了现代消费者的期待,预计将成为未来食品产业的重要组成部分。猪肉脯因其食用方便、高脂高蛋白、风味丰富等特点而深受消费者的喜爱,在即食肉制品的消费市场中所占的市场份额呈递增趋势[2]。贮藏条件是影响肉制品品质的关键因素之一,适宜的贮藏条件不仅可以减缓肉制品的品质劣变,还会赋予产品良好的感官品质。WAZIR等[3]对不同贮藏温度(25、40、60 ℃)的即食鸡肉制品进行了研究,发现所测定的共轭二烯、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)、蛋白羰基含量等脂质、蛋白氧化指标均随贮藏温度及时间的改变而变化。梁雪微[4]对不同贮藏温度(40、50、60 ℃)的复合核桃羊肉脯进行研究,发现羊肉脯的色泽、总挥发性盐基氮、TBARS等指标均随贮藏温度升高与贮藏时间延长具有显著性变化。以上研究说明贮藏温度及时间对肉制品品质具有较大影响。

目前对猪肉脯的研究多为新口味猪肉脯的研发和对其加工工艺的优化,如杜明静等[5]、肖燃等[6]分别研究了荷叶粉及山药多糖对猪肉脯风味的影响,CHEN等[7]对发酵猪肉脯的发酵条件及烘烤条件进行了优化,INGUGLIA等[8]、YONG等[9]分别对等离子活化盐水(plasma-activated brine,PAB)及常压等离子体(atmospheric pressure plasma,APP)取代亚硝酸盐后对肉脯影响进行研究,发现不仅提高了肉脯的微生物安全性,且可制作出与亚硝酸盐制作时相似品质的肉脯。然而,目前对猪肉脯在贮藏期间品质变化的研究较少。因此本研究以不同贮藏温度和不同贮藏时间条件下的3D打印即食猪肉脯(以下简称猪肉脯)为研究对象,研究其对猪肉脯的理化指标、蛋白氧化、脂质水解和氧化的影响以及贮藏过程中风味化合物的变化。以期对3D打印食品的贮藏条件提供数据支持,以减少食品浪费,提升食品安全、整体环境可持续性和资源的利用效率。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪后腿肉、香料等,当地超市;食用明胶、红曲红等食品添加剂,河南万邦;尿素、百里香酚酞、2-硫代巴比妥酸,上海麦克林生化科技有限公司;NaCl、KOH、无水乙醇,天津市恒兴化学试剂制造有限公司;2,4二硝基苯肼(2,4-dinitro phenyl hydrazine,DNPH),罗恩试剂;石油醚,天津市津东天正精细化学试剂厂;所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

双头FOOD BOT食品3D打印机,杭州时印科技有限公司;TRACE 1300-ISQ 7000气相色谱-质谱联用仪,美国赛默飞世尔科技有限公司;F98荧光分光光度计、UV7600双光束紫外可见分光光度计,上海棱光技术有限公司;CR-400色彩色差仪,柯尼卡美能达办公系统(中国)有限公司;RE-52A旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;HPX-250N恒温恒湿培养箱,上海新苗医疗器械制造有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 猪肉糜制备

猪肉腿肉剔除皮、筋膜等,将瘦肉与肥肉以8.5∶1.5的质量比进行混合放入绞肉机绞成肉糜状,加入20%白砂糖、6%鱼露、1%味精、1%甘油、0.2%黑白胡椒粉、0.2%姜粉、0.15%复配水分保持剂、0.02%红曲红、0.1% D-异抗坏血酸钠、2% NaCl、15%水、1%明胶(均以混合肉糜质量分数计),将以上材料充分混匀,4 ℃静置10 h后用于3D打印。

1.3.2 3D模型设计及打印

使用CAD画一个长5 cm、宽4 cm、高3 mm的长方体,使用Simplify 3r 切片软件进行切片。打印机参数如下:打印温度25 ℃,打印喷头直径1.55 mm,填充密度100%,打印速度30 mm/s。模型设计及打印成品见图1。

a-CAD模型示意图;b-打印喷头轨迹移动路线;c-3D打印成品;d-烤制后成品

图1 模型设计及成品

Fig.1 Model design and finished product

1.3.3 猪肉脯制备与取样

猪肉脯制备[10]:3D打印肉样品放于55 ℃的鼓风干燥箱中热风干燥5 h,然后将干燥的肉脯坯于室温下冷却,220 ℃烤箱烤制3 min后,将猪肉脯压平冷却,使用聚乙烯袋对猪肉脯进行气调包装,包装好的猪肉脯分别贮藏于25、35、45、55 ℃恒温恒湿箱中[相对湿度(45±5)%,选择中间温度35、45 ℃是因40 ℃为维持一级脂质氧化产物稳定性的最高温度;选择在55 ℃是因在此温度下脂质氧化反应的速率会显著增加,二级氧化产物生成速率加快。

取样:分别在0、3、6、9、16、23、30、37、44 d时取样。44 d时,55 ℃贮藏条件下猪肉脯气味、色泽令人难以接受,终止取样。

1.3.4 基本理化指标测定

水分含量测定采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》;水分活度测定采用GB 5009.238—2016《食品安全国家标准 食品水分活度的测定》;pH测定采用GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》;酸价测定采用GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》。

1.3.5 色泽的测定

使用色差仪在样品平整区域测定猪肉脯颜色,每个测定点具有一定距离,测定前白板校正,结果以L*(亮度)、a*(红度)及b*(黄度)表示。

1.3.6 蛋白羰基和巯基含量测定

取1 g粉碎后的猪肉脯,加入20 mL磷酸盐缓冲液(0.2 mol/L,0.6 mol/L NaCl,10 mmol/L EDTA,pH 7)均质后4 ℃、13 000 r/min下离心15 min,收集上清液为蛋白提取物。参考WANG[11]等的方法,修改后使用紫外分光光度计在370 nm下对羰基含量进行测定,在412 nm的波长下对游离巯基含量进行测定。羰基含量和游离巯基含量以nmol/mg prot计。

双缩脲法测蛋白质含量。使用牛血清蛋白建立标准曲线y=0.051x-0.003, R2=0.998 5。

1.3.7 荧光强度的测定

蛋白提取方法同1.3.5节。蛋白溶液用磷酸盐缓冲液稀释5倍后采用荧光分光光度计测定二酪氨酸的荧光强度。测定条件:激发波长与发射波长分别为325、420 nm,狭缝宽度10 nm。结果除以蛋白质浓度,相对荧光强度以a.u.表示。

1.3.8 TBARS的测定

参考QIU等[12]的方法并稍加修改后测定TBARS在532 nm的吸光度。以1,1,3,3-四乙氧基丙烷建立标准曲线y=1.192 2x+0.010 1, R2=0.999 8。

1.3.9 顶空固相微萃取气质联用(head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)测定

参考HAN等[13]的方法,修改后测定猪肉脯的风味物质。

HS-SPME条件:取2 g猪肉脯(粉碎后过40目筛)放置于100 mL锥形瓶中,封口后60 ℃恒温条件下平衡20 min,萃取40 min。

GC条件:气相色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),进样口温度为230 ℃,解吸5 min,载气为高纯He (纯度>99.999%),柱流速1.0 mL/min,进样方式:手动不分流进样。

升温程序:柱温35 ℃,保持5 min,以3 ℃/min上升155 ℃,再15 ℃/min升至230 ℃,保持5 min;总时间为55 min。

MS条件:电离方式为EI,离子源温度为230 ℃,电子能量为70 eV,扫描质量范围为m/z 35~550。采用峰面积归一法计算风味化合物的相对含量。

1.3.10 关键挥发性风味物质分析

当风味物质相对香气活度值(relative odor activity value, ROAV)≥1时,说明此物质对猪肉脯风味有重要贡献,为关键风味化合物;0.1≤ROAV<1时,说明此物质对样品风味具有修饰作用。ROAV计算如公式(1)所示:

(1)

式中:CCstan分别代表其他风味物质及对猪肉脯风味贡献最大的风味物质的相对含量,%;TTstan分别代表其他风味物质及对猪肉脯风味贡献最大的风味物质的阈值,mg/kg。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 20.0 进行数据处理及单因素显著性分析,P<0.05代表有显著性差异;采用Orgin 2021绘图。实验数据平行测定3次,结果以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 猪肉脯贮藏期间水分含量及水分活度的变化

水分含量直接影响猪肉脯的口感、稳定性及微生物的生长速度[14]。由图2-a可知,随着贮藏时间的延长,猪肉脯水分含量均呈下降趋势,贮藏结束时分别下降至14.04、13.55、12.07、10.85%。在0~6 d,25 ℃组与35 ℃组的水分含量不具有显著差异(P>0.05),而与0 d时水分含量具有显著性差异(P<0.05),说明短期贮藏时,若温度≤ 35 ℃,贮藏时间对水分含量的影响大于贮藏温度对其影响;但随着贮藏时间的延长,贮藏温度对水分含量的影响反而大于贮藏时间。贮藏9 d起,4组猪肉脯水分含量均相互具有显著性差异(P<0.05),产生此现象的原因可能是当贮藏温度较高及长期贮藏时猪肉脯肌肉持水能力降低,从而使水分流失较快[15]

a-水分含量;b-水分活度

图2 不同贮藏温度及时间的水分含量及水分活度的变化

Fig.2 Changes in moisture content and water activity at different storage temperatures and times

注:不同大写字母代表不同贮藏温度(同一贮藏时间)样品间的差异显著(P<0.05),不同小写字母代表不同贮藏时间(同一贮藏温度)样品间的差异显著(P < 0.05)(下同)。

水分活度受贮藏条件的影响较大,由图2-b可知,0~3 d时,除25 ℃组外,其余3组水分活度呈上升趋势,且温度越高上升越快,主要由于在贮藏初期水分含量相对接近,而温度升高使水分子运动活跃导致蒸气压增大,造成此现象的发生。9 d起,4组猪肉脯的水分活度均显著低于0 d时(P<0.05)且随着贮藏时间的延长水分活度呈下降趋势,温度越高下降越快,这可能是由水分含量下降所致。

2.2 猪肉脯贮藏期间pH的变化

pH值的变化对成熟肉制品的品质有着重要影响,适宜的pH值不仅可以提升产品的风味而且对微生物的生长具有抑制作用,但当pH过低时会促进营养流失以及影响口感。由图3可知,4个处理组猪肉脯pH值整体呈下降趋势,具有显著性变化(P<0.05),其原因主要是由于在贮藏期间,蛋白质在水解过程中产生羧基、脂肪酸酸败以及碳水化合物降解为有机酸等原因从而使猪肉脯的酸性物质增加,引起pH值下降[16]。在贮藏期间,温度越高,pH值下降越快,这是由于较高的贮藏温度会加速酶促反应,因此导致pH值迅速下降。pH值下降趋势与水分含量减少的趋势基本一致,表明水分含量也是影响猪肉脯pH值变化的重要因素。

图3 贮藏过程中pH值的变化

Fig.3 Changes in pH during storage

2.3 猪肉脯贮藏期间色泽的变化

色泽是消费者对产品的第一直观感受,是影响消费者决策的一项重要指标。产品色泽受L*a*b*共同影响。由图4可知,各组猪肉脯的L*a*b*随贮藏时间延长均呈下降趋势。0~6 d时,45 ℃组与55 ℃ 的L*b*下降速度均显著高于其余2组(P<0.05),而25 ℃组与35 ℃差异不大(P>0.05),表明当贮藏温度高于35 ℃时,即使是短期贮藏,温度对产品的色泽仍会产生较大影响,这可能由于美拉德反应是影响产品褐变的一个主要因素,其受热因素影响较大,温度较高时会加速反应,从而导致高温贮藏相比于常温贮藏的样品色泽变化更快[17]。在贮藏过程中猪肉脯的表面颜色逐渐加深变暗,由红色逐渐向褐色转变,但25 ℃及35 ℃颜色变化较慢,在贮藏结束时颜色仍具有红褐色特征,令人可接受;55 ℃条件下的猪肉脯颜色转变为黑褐色,令人完全无法接受,主要原因是类黑素等物质的积累以及水分含量降低导致褐色颜色加深。

a-L*;b-a*;c-b*

图4 不同贮藏温度及时间色泽的变化

Fig.4 Changes in color at different storage temperatures and times

2.4 猪肉脯贮藏期间羰基及游离巯基含量的变化

蛋白质羰基化是评定蛋白氧化程度的一个重要指标。由图5-a可知,各组猪肉脯羰基含量均随着贮藏时间的延长而增加,且温度越高增加越快,这一研究结果与WAZIR等[3]对即食肉制品的羰基含量研究结果一致,说明贮藏温度及时间对蛋白羰基化具有显著影响。贮藏6~44 d,45 ℃与55 ℃组的羰基含量显著高于其余2组(P<0.05),其原因是高温会破坏蛋白质的三级结构,从而更多的蛋白质侧链被氧化,此外,脂质氧化产生的丙二醛等物质也会促进蛋白羰基化[18-19]。55 ℃羰基含量在30~44 d时增长缓慢,由于更多的羰基进一步发生反应生成席夫碱等其他物质,且美拉德反应终期所生成的杂环类化合物对蛋白氧化具有抑制作用[20]

a-羰基含量;b-巯基含量

图5 不同贮藏温度及时间的羰基含量及巯基含量的变化

Fig.5 Changes in carbonyl and sulfhydryl contents at different storage temperatures and times

半胱氨酸的巯基是蛋白质上活跃且主要的亲核位点,易被氧化成二硫键[21]。由图5-b可知,25、35、45 ℃组的游离巯基含量在贮藏期间均随贮藏时间的延长而降低,这一研究结果与刘磊等[22]对卤制猪肘在贮藏期间游离巯基含量变化的研究结果一致。0~6 d,25 ℃与35 ℃组的游离巯基含量没有显著性差异(P>0.05),而45 ℃与55 ℃组有显著性差异(P<0.05)且温度越高巯基含量下降较快,表明贮藏温度高于35 ℃时,巯基氧化速率高。55 ℃组的游离巯基含量在贮藏16 d后呈上升趋势,主要由于长期处于高温下的二硫键具有不稳定性,易断裂而导致游离巯基含量增加。

2.5 猪肉脯贮藏期间二酪氨酸相对荧光强度的变化

酪氨酸自由基与残基易被氧化为二酪氨酸,二酪氨酸的荧光强度可用于反应蛋白质被氧化程度。如图6所示,25、35、45 ℃贮藏条件下猪肉脯相对荧光强度在整个贮藏期间呈先上升后下降的趋势;55 ℃时,呈0~6 d上升、6~9 d下降、9~44 d上升的趋势;由于酪氨酸的侧链基团因蛋白质结构的展开而逐渐暴露,导致酪氨酸被氧化形成二酪氨酸,而后又因蛋白质变性聚集,二酪氨酸被埋藏在蛋白分子内部,因此削弱了二酪氨酸的荧光强度[23];55 ℃从9 d开始又逐渐上升可能是由于过高的温度会使蛋白质聚集体发生裂解,使蛋白质的三维空间结构遭到破坏而加剧了蛋白质的氧化,这一结果与对游离巯基的研究结果相似,在后期增长缓慢可能是由于羟基与二酪氨酸发生反应,增大了二酪氨酸的损失[24]

图6 二酪氨酸相对荧光强度的变化

Fig.6 Changes in the relative fluorescence intensity of di-tyrosine

2.6 猪肉脯贮藏期间酸价及TBARS的变化

脂质水解及氧化对肉制品品质产生重要影响,不仅会给产品带来好的色泽,还会使其营养和风味更为丰富,但是肉制品过度水解氧化会导致变质[25]

酸价是评价肉制品脂质水解程度的重要指标之一,水解产生的游离脂肪酸是风味化合物重要的前体物质[26]。由图7-a可知,25、35、45 ℃组的的酸价值随贮藏时间的延长而增加(P<0.05),而55 ℃组猪肉脯酸价值在贮藏后期具有波动现象。在0~6 d时,25 ℃与35 ℃猪肉脯酸价值与其余2组差异显著(P>0.05),表明短期贮藏时,当贮藏温度高于35 ℃时,猪肉脯酸败即会加速。0~23 d,4组猪肉脯酸价值随贮藏温度的升高而增大,这主要是由于高温促进脂肪水解酶活性从而加速脂质的水解[27]。55 ℃组在贮藏23~30 d及37~44 d时酸价下降,可能是脂质氧化加剧,对游离脂肪酸的消耗大于其生成,脂质氧化相比于脂质水解具有滞后性,由图7-b可知在30~37 d时,脂质二级氧化加速。

a-酸价;b-TBARS

图7 不同贮藏温度及时间的酸价及TBARS的变化

Fig.7 Changes in acid value and TBARS at different storage temperatures and times

TBARS是评价猪肉脯脂质氧化的一项重要指标,TBARS值越高,说明脂质二次氧化程度越深[28]。由图7-b可知,随着贮藏时间的延长,4组猪肉脯的TBARS值均有不同程度的升高趋势,说明脂肪氧化程度增加,贮藏温度越高TBA值增长越快,且具有显著性差异(P<0.05),这一结果与陈钰等[29]对南美白对虾TBARS值的研究结果一致。在0~3 d时,55 ℃ 与45 ℃组TBARS值显著高于其余2组,主要因当温度高于40 ℃时,脂质氧化速率加快。55 ℃组TBARS值在贮藏后期下降,主要由于丙二醛与蛋白质中的氨基反应加速或因丙二醛不稳定而转化为了小分子醇和酸[30]

2.7 猪肉脯贮藏期间风味的变化

2.7.1 猪肉脯风味化合物热图分析

在13个样品中共检测出233种风味化合物,其中包括酯类17种、醇类26种、萜烯类58种、烷烃类69种、醛类20种、杂环类29种、其他类14种。在图8中,横坐标代表猪肉脯风味化合物的种类,纵坐标代表不同样品。蓝色越深表明风味化合物相对含量越高,红色与此相反。这种色差直观地反映了不同样本之间风味化合物的差异,有利于观察样本之间的相似性与差异性。13个样品的风味化合物的种类及相对含量均具有差异性,可能主要因贮藏条件不同而导致脂质水解氧化、美拉德反应、Strecker降解等反应程度不同。

a-酯类;b-醇类;c-萜烯类;d-烷烃类;e-醛类;f-杂环类;g-其他类

图8 猪肉脯风味化合物热图分析

Fig.8 Thermogram analysis of flavor compounds in pork jerky

注:图中A、B、C、D分别代表贮藏温度25、35、45、55 ℃(下同)。

酯类化合物由游离脂肪酸与脂肪酸氧化过程产生的醇发生酯化反应而生成,部分酯类化合物提供水果或花香气味,赋予肉类产品独特的风味,但整体对猪肉脯香气的贡献较低。由图8-a可知,44 dC、44 dD的酯类化合物有更多的相似性,而其他样品酯类化合物的差异较大。

醇类风味化合物一部分来源美拉德反应,一部分来源于脂肪氧化;醇类化合物香气阈值普遍较高,因此对猪肉脯的香气贡献不大,但对美拉德产物的香气具有协同作用。在26种醇类化合物中,仅有6,9-十五碳二烯-1-醇是13个样品共有的,可能是由于其余醇类化合物不稳定性较强,易转化为其他物质。

烃类化合物(萜烯类及烷烃类)是猪肉脯中检测到最多的风味化合物,多数烃类风味物质阈值较高,对猪肉脯风味的贡献较低。13个样品中共有的烃类风味化合物有15种,其中萜烯类9种,烷烃类6种。萜烯类风味化合物能够提供强烈的风味,石竹烯、D-柠檬烯、姜烯、α-姜黄烯含量占比较高,应该是来源于腌制时加入的黑白胡椒粉以及姜粉等调料[31]

醛类化合物一般阈值较低,对猪肉脯的风味贡献较大。由图8-e可知,在贮藏9 d时,55 ℃下的猪肉脯醛类化合物与其余3组已表现出显著的差异性,表明高温贮藏会在短期内显著影响猪肉脯的风味。壬醛、十六醛、苯乙醛是13个样品中所共有的醛类化合物,为猪肉脯的挥发性风味提供重要贡献。壬醛主要由不饱和脂肪酸氧化生成,提供强烈的油脂气味及橙子味,是醛类化合物的重要代表物质;十六醛由饱和脂肪酸氧化生成,可为猪肉脯提供果香味;苯乙醛是含氧美拉德产物的主要气味代表,具有玫瑰气味。

杂环类化合物一般由美拉德反应的中间产物(Amadori化合物)进一步降解或二羰基化合物与氨基化合物进行Strecker降解反应而生成的挥发性芳香化合物,多数具有烤肉味[32]。由图8-f可知,相比于贮藏0 d时,其余样品的杂环类化合物种类有所增加。在同一贮藏时间,贮藏温度越高杂环化合物种类越多,这可能是美拉德反应受热影响较大,温度越高,美拉德反应越强因而产生更多的杂环类化合物。就杂环类化合物而言,贮藏温度对其生成的影响程度大于贮藏时间。45 ℃及55 ℃组在贮藏后期有更多的吡嗪物质生成,一般可以赋予猪肉脯坚果及烤香味。55 ℃组在贮藏后期生成了更多的吡咯及吡啶类物质,具有恶臭味,这可能是55 ℃组在贮藏结束时气味令人难以接受的重要原因。当杂环类化合物过多时,不仅会破坏产品的营养物质,还会进一步影响人体健康。

其他类化合物包括酸类化合物、酮类化合物及醚类化合物。酸类化合物多由醛酮在美拉德反应过程中因高温再氧化而生成,在13个样品中仅在23 dD样品中检测到了癸酸,在44 dC及44 dD中检测到了丁酸、3-甲基丁酸、辛酸及壬酸,此研究结果可说明酸性化合物的生成需要长期高温贮藏,而产生的这些酸类化合物多提供刺鼻气味,对产品风味提供副作用。在13个样品中仅检测到茴香醚及肉豆蔻醚,应是来源于腌制时的调料,茴香醚在贮藏后期未检测到,应是其具有不稳定性。在酮类化合物中,甲基庚烯酮是13个样品所共有的,为猪肉脯提供水果香气;胡椒酮也应是来源于腌制时的调料。

2.7.2 猪肉脯关键性风味物质

由表1可知,在13个样品中分别鉴定出7、10、9、8、8、10、9、9、10、7、6、9、11种关键性挥发风味物质(ROAV≥1),其中壬醛为贡献最大,提供较强的脂肪香气,对猪肉脯风味具有积极作用。壬醛、苯乙醛、D-柠檬烯、姜烯、α-姜黄烯为13个样品的共有的关键性挥发风味物质,说明可作为猪肉脯的主体风味物质,主要提供脂肪香气、柠檬香以及清新香气。2,5-二甲基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基-吡嗪为44 dC及44 dD的关键性挥发风味物质,主要提供烘烤香及焦香味。2-甲基吡啶为44 dD独有的风味物质,起风味修饰作用(0.1≤ROAV<1),提供刺激气味。由此可得,在贮藏期间猪肉脯风味物质的变化与贮藏时间及温度密切相关。

表1 猪肉脯关键风味物质及ROAV

Table 1 Key flavor compounds and ROAV of pork jerky

化合物阈值/(μg/kg)ROAV0 d9 dA9 dB9 dC9 dD23 dA23 dB23 dC23 dD44 dA44 dB44 dC44 dD壬醛3.5100100100100100100100100100100100100100正己醛5.012.04.79.211.8—10.99.1——1.6—7.03.8庚醛3.00.6—0.4———0.6——0.2—0.4—苯乙醛2.05.415.614.315.747.820.637.149.686.03.36.49.214.6(E)-2-辛烯醛3.01.94.77.2——6.8———————辛醛47.0—1.61.92.20.8————————2,5-二甲基吡嗪36.00.3—2.1——4.05.96.7—0.61.66.011.52,5-二甲基-3-乙基吡嗪200.0—0.10.20.10.20.20.40.32.6————2-乙基-6-甲基吡嗪250.0————0.1——0.21.3——0.1—2,3-二乙基-5-甲基-吡嗪5.0————————20.4——4.66.52-甲基吡嗪250.0————————0.6——0.20.32-甲基吡啶14.0————————————0.6石竹烯1 5000.71.10.81.42.61.82.22.44.60.50.90.60.9D-柠檬烯45.08.99.47.511.913.418.528.917.531.95.59.68.411.6姜烯20.08.712.49.116.132.824.123.829.959.85.910.810.519.5α -姜黄烯15.010.618.213.824.148.833.633.040.780.98.016.416.831.5β -倍半水芹烯0.20.40.60.50.81.81.21.21.6—0.30.60.61.1芳樟醇3.8—————————1.6—8.210.4肉豆蔻醚30.00.30.40.30.61.40.80.91.72.10.20.40.71.0

注:“—”代表未检测到此风味物质。

3 结论

不同的贮藏温度及时间对猪肉脯的品质影响显著。25 ℃与35 ℃组猪肉脯在贮藏初期的品质指标表现出更多的相似性,此时贮藏时间对品质影响大于贮藏温度;当贮藏温度高于35 ℃时,即便是短期贮藏,温度对测定的猪肉脯品质指标的影响仍具有显著差异。在高温贮藏后期,生成了较多的杂环类化合物,这是产品色泽变差的重要原因之一。综上:在贮藏温度低于35 ℃时,可以降低产品品质劣变速度,延长货架期;而在高温贮藏时,短期内可以增加产品风味,但其他品质劣变速度较快,不利于产品长期贮藏,贮藏时间不建议超过30 d。通过以上研究,明确了不同贮藏温度和时间对3D打印即食猪肉脯相关品质的影响,以期能为3D打印即食猪肉脯生产和贮藏条件提供科学依据,提高产品的安全性和消费者的满意度。

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Quality changes of 3D printed pork jerky during storage

WANG Anna1,2, CUI Qihan1, WU Ligen1*

1(College of Food Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China) 2(National Engineering Research Center for Deep Processing of Wheat and Corn, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

ABSTRACT This study took the pork jerky prepared by 3D printing as the research object, and investigated the differences in physicochemical indexes, protein oxidation indexes, lipid hydrolysis and oxidation indexes, and flavor substances at different storage temperatures (25, 35, 45 and 55 ℃) and different storage times (0, 3, 6, 9, 16, 23, 30, 37, 44 days).Results showed that with the prolongation of storage time and the increase of storage temperature, the moisture content, water activity, pH, L*, a*, and b*showed a decreasing trend (P<0.05), the carbonyl content, acid value, thiobarbituric acid reactive substances showed an increasing trend (P<0.05), the free sulfhydryl group content showed a decreasing and then an increasing trend in the storage condition at 55 ℃, and the relative fluorescent intensity of di-tyrosine showed an increasing and then a decreasing and then an increasing trend.When stored at 45 ℃ for 30 days and 55 ℃ for 23 days, the acid value was 4.13 and 4.25 mg/g respectively, which exceeded the safety standard and the relative fluorescence intensity of di-tyrosine at the end of storage was 171%, 173%, 203%, and 344% of that at 0 day of storage, respectively.A total of 233 volatile flavor compounds were detected by head space-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, among which there were 19 key volatile flavor compounds, Heterocyclic compounds were generated more in high-temperature samples at the late stage of storage, which had a greater impact on product quality.3D printing of pork jerky storage temperature should be lower than 35 ℃, this condition of the product oxidation, water loss and other slow speed, more conducive to product quality maintenance.The results of this paper provide a valuable reference for the storage conditions and quality control of pork jerky products prepared by 3D printing.

Key words 3D printed pork jerky;storage quality;protein oxidation;lipid hydrolysis oxidation;flavor compound

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041200

引用格式:王岸娜,崔启含,吴立根.3D打印猪肉脯贮藏期间品质变化的研究[J].食品与发酵工业,2025,51(15):257-266.WANG Anna, CUI Qihan, WU Ligen.Quality changes of 3D printed pork jerky during storage[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(15):257-266.

第一作者:博士,教授(吴立根副教授为通信作者,E-mail:ligen2016@126.com)

基金项目:国家自然科学基金项目(31201294);河南省基础与前沿技术研究计划项目(152300410077);河南工业大学高层次人才科研启动基金项目(2021BS057);河南省重点研发专项(221111112000);河南省A类专业创建建设专项(HN-HautFood-166)

收稿日期:2024-10-01,改回日期:2024-11-27