陳文彬，黎良浩，王 健，戴照琪，徐幸蓮，章建浩*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，國(guó)家肉品質(zhì)量與安全控制工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095）

部分KCl替代NaCl對(duì)強(qiáng)化高溫成熟工藝干腌火腿肌肉色澤形成的影響

陳文彬，黎良浩，王 健，戴照琪，徐幸蓮，章建浩*

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，國(guó)家肉品質(zhì)量與安全控制工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部畜產(chǎn)品加工與質(zhì)量控制重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，江蘇省肉類生產(chǎn)與加工質(zhì)量安全控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210095）

采用強(qiáng)化高溫成熟現(xiàn)代工藝（36 ℃強(qiáng)化高溫成熟45 d，用鹽量6.5%，以火腿質(zhì)量計(jì)）制作干腌火腿，分析加工過(guò)程中火腿半膜肌鹽分含量、水分含量、pH值、色差值、肌紅蛋白氧化狀態(tài)、血紅素類色素和鋅卟啉（Zn-protoporphyrin，Zn-PP）Ⅸ含量，研究火腿色澤的形成及KCl替代NaCl對(duì)火腿加工過(guò)程中色澤變化的影響。結(jié)果表明：鹽量30% KCl替代NaCl對(duì)干腌火腿產(chǎn)品理化特性、色差值及色素狀態(tài)和含量沒(méi)有顯著影響（P＞0.05）；干腌火腿的獨(dú)特色澤是由肌 紅蛋白的氧化狀態(tài)、紅色色素的含量及肌肉組織的狀態(tài)共同形成的，火腿加工過(guò)程中氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin，OMb）和高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MMb）相對(duì)含量分別上升約22.07%和25.21%，脫氧肌紅蛋白（deoxymyolglobin，DMb）相對(duì)含量下降約47.27%，DMb與亮度L*值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），OMb、MMb與L*值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），并受OMb與MMb相對(duì)含量比值極顯著影響（P＜0.01）。在較低范圍內(nèi)（0%～27.49%），MMb相對(duì)含量越高紅綠度a*值越大，并且MMb的影響力大于OMb。血紅素類色素和Zn-PP Ⅸ含量在火腿加工過(guò)程中都顯著增加，約394%和5 296%，并與a*值和色飽和度C值呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

干腌火腿；KCl替代；強(qiáng)化高溫成熟；色澤

陳文彬, 黎良浩, 王健, 等. 部分KCl替代NaCl對(duì)強(qiáng)化高溫成熟工藝干腌火腿肌肉色澤形成的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(17): 77-84. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717014. http://www.spkx.net.cn

CHEN Wenbin, LI Lianghao, WANG Jian, et al. Effect of partial replacement of NaCl with KCl combined with high-temperature ripening on color formation in dry-cured hams[J]. Food Science, 2017, 38(17): 77-84. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717014. http://www.spkx.net.cn

食品顏色是評(píng)價(jià)食品感官品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，良好的顏色外觀能提高消費(fèi)者的食欲與購(gòu)買欲[1-2]。干腌火腿做為傳統(tǒng)腌臘肉制品中的典型代表具有“鮮紅似火”的肉色特點(diǎn)[3]。以金華火腿為例，其皮色黃亮，肉色紅潤(rùn)，香氣濃郁，以色、香、味、形“四絕”聞名于世。其中，“色”做為“四絕”之首是火腿等級(jí)鑒定的重要依據(jù)[4-5]。在干腌火腿加工過(guò)程中，保持火腿良好的色澤狀態(tài)是一項(xiàng)重要的工藝目標(biāo)。干腌火腿的獨(dú)特色澤依賴于其獨(dú)特的加工方式，受原料豬品種、光照、氧氣、加工時(shí)間、微生物繁殖、添加劑等因素的影響[6-11]?；鹜戎械某噬镔|(zhì)主要是肌紅蛋白類和血紅素及其衍生物類[12]。如果放血較為徹底，肌紅蛋白含量可占肉中色素物質(zhì)的80%～90%，因此其含量和化學(xué)狀態(tài)對(duì)于肌肉的色澤呈現(xiàn)具有很大的影響[13]。使用硝酸鹽或亞硝酸鹽腌制時(shí)，因生成亞硝基血色原，肌肉會(huì)呈現(xiàn)品紅色[1]。如果不使用硝酸鹽，肌紅蛋白在加工過(guò)程中也會(huì)發(fā)生珠蛋白變性脫離，生成血紅素類物質(zhì)，表現(xiàn)為紅色[14-15]。近年來(lái)研究人員還發(fā)現(xiàn)巴馬火腿之所以具有穩(wěn)定的亮紅色是因?yàn)榧∪庵写嬖阡\卟啉（Zn-protoporphyrin，Zn-PP）Ⅸ[16-17]，它占肌肉中卟啉化合物的60%～70%[18]，并且在火腿加工過(guò)程中含量逐漸上升[19]。

然而隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)火腿市場(chǎng)的日益萎縮，尋求新的火腿加工工藝成為眾多企業(yè)的迫切需求。其中，降低火腿鹽分，縮短加工時(shí)間成為了火腿現(xiàn)代化工藝的兩大突破點(diǎn)。由于過(guò)多的高鈉飲食容易引起人體心血管疾病[20]，利用部分鹽替代技術(shù)降低食品中鈉鹽含量，開(kāi)發(fā)低鈉食品成為了近些年的研究熱點(diǎn)。研究表明，采用KCl替代部分NaCl在降低火腿鹽分尤其是Na含量上具有很大的潛力。吳海舟[21]、黎良浩[22]等研究發(fā)現(xiàn)，KCl替代不僅可以有效降低火腿Na含量和咸度，且對(duì)火腿加工過(guò)程中肌肉蛋白質(zhì)水解無(wú)顯著影響，并能保持火腿原有的風(fēng)味品質(zhì)。章建浩等[23]通過(guò)強(qiáng)化高溫成熟工藝縮短火腿加工時(shí)間至原時(shí)長(zhǎng)一半左右，且同樣能保持傳統(tǒng)火腿優(yōu)良的風(fēng)味感官品質(zhì)。但是國(guó)內(nèi)外關(guān)于KCl 替代對(duì)火腿色澤形成的影響研究還比較少，且大多都停留在色澤的視覺(jué)色差方面，并沒(méi)有對(duì)決定色澤形成的色素及肌紅蛋白含量的變化進(jìn)行系統(tǒng)研究。Ali?o等[24-25]采用鹽量0%～70%的KCl替代NaCl加工干腌里脊，發(fā)現(xiàn)部分鹽替代對(duì)產(chǎn)品色差值無(wú)影響。Lorenzo等[26]用鹽量25%、50% KCl加上少量CaCl2、MgCl2替代部分NaCl腌制肉塊，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品色差值也未受到顯著影響。

為此，在鹽替代腌制方式和強(qiáng)化高溫加工條件下，能否保持火腿的肌肉色澤具有重要的研究意義。本實(shí)驗(yàn)在黎良浩等[21-22]研究基礎(chǔ)上，以鹽量30% KCl替代NaCl對(duì)火腿進(jìn)行腌制，強(qiáng)化高溫成熟工藝進(jìn)行風(fēng)干，研究了干腌火腿加工過(guò)程中理化指標(biāo)、色差值、肌紅蛋白氧化狀態(tài)和血紅素及其衍生物的變化，通過(guò)與非替代組火腿的比較，探討KCl部分替代NaCl對(duì)強(qiáng)化高溫成熟工藝下火腿色澤可能產(chǎn)生的影響，以期為KCl替代結(jié)合強(qiáng)化高溫成熟工藝在干腌火腿加工中的應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

火腿由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)室制作加工而成。

KCl（食品級(jí)） 連云港樹(shù)人科創(chuàng)食品添加劑有限公司；NaCl 市售；核黃素、血紅素 美國(guó)Sigma公司；甲醇、丙酮、硝酸、濃鹽酸、硝酸銀、乙酸鋅、硫氰酸鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉等均為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.2 儀器與設(shè)備

人工氣候控制系統(tǒng) 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；T18型分散機(jī) 德國(guó)IKA公司；Allegra 64R型高速冷凍離心機(jī)美國(guó)Beckman公司；JA2203N電子天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；UV-2600紫外分光光度計(jì) 日本島津公司；M2e多功能酶標(biāo)儀 美國(guó)MD公司；96 孔酶標(biāo)板美國(guó)Corning/Costar公司；S20K型pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；CR400型色差計(jì) 日本Minolta集團(tuán)；CNWBOND HC-C18反向固相萃?。╯olid phase extraction，SPE）柱（1 g/6 mL）、真空SPE裝置 上海安普公司；101-O-S電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 火腿加工與取樣

火腿工藝流程及參數(shù)參照章建浩等[23]的方法：原料腿選擇→修胚→攤涼→上鹽堆疊→腌制（4 ℃、60 d）→發(fā)酵成熟（10～15 ℃、相對(duì)濕度75%、10 d；16～20 ℃、相對(duì)濕度65%、15 d；21～30 ℃、相對(duì)濕度55%、15 d；31～35 ℃、相對(duì)濕度60%、15 d；35～37 ℃、相對(duì)濕度70%、45 d）→貯藏后熟。實(shí)驗(yàn)組根據(jù)黎良浩[22]、章建浩[23]等方法稍作調(diào)整，采用強(qiáng)化高溫36 ℃，高溫強(qiáng)化45 d，腌制用鹽量為6.5%（以火腿質(zhì)量計(jì)，下同），KCl替代組配比為70% NaCl＋30% KCl，對(duì)照組為100% NaCl。

取火腿工藝過(guò)程中原料（工藝點(diǎn)1）、腌制結(jié)束（工藝點(diǎn)2）、成熟30 d（工藝點(diǎn)3）、成熟60 d（工藝點(diǎn)4）、成熟100 d（工藝點(diǎn)5）5 個(gè)工藝點(diǎn)的半膜肌中間樣品為實(shí)驗(yàn)材料，每個(gè)工藝點(diǎn)各取自3 條腿，切成2 cm見(jiàn)方的小塊真空包裝，于－40 ℃條件下凍藏。

1.3.2 水分含量的測(cè)定

參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定水分含量。

1.3.3 鹽分含量的測(cè)定

參照GB/T 9695.8—2008《肉與肉制品中氯化物含量測(cè)定》，鹽分含量以NaCl含量計(jì)。

1.3.4 pH值的測(cè)定

參照GB/T 969 5.5—2008《肉與肉制品中pH測(cè)定》。

1.3.5 色差值的測(cè)定

參照Parolari等[27]的方法。光源D65，角度10o，色差計(jì)開(kāi)機(jī)預(yù)熱1 h，標(biāo)準(zhǔn)黑筒較零，再用標(biāo)準(zhǔn)白板校正。完成火腿取樣后立即測(cè)量亮度L*值、紅綠度a*值、黃藍(lán)度b*值，測(cè)試時(shí)測(cè)量口垂直于肉面，緊扣肉面不漏光，按下測(cè)量鍵，改變位置重復(fù)測(cè)量5 次取平均值。色飽和度C值按照下式計(jì)算。

1.3.6 肌紅蛋白氧化狀態(tài)的測(cè)定

參照Krzywicki[28]、Tang[29]等的方法，略作改動(dòng)。樣品解凍后剔除肉表部分、結(jié)締組織、可見(jiàn)脂肪并絞碎，稱取3.000 g原料肉，加入25 mL 50 mmol/L pH 7.2的磷酸緩沖液，冰浴條件下以10 000 r/min勻漿20 s。勻漿物在4 ℃環(huán)境避光放置1 h后在4 ℃、4 000×g條件下冷凍離心30 min，過(guò)濾，用磷酸緩沖液在棕色容量瓶中定容至50 mL。濾液分別在503、525、557、582、710 nm波長(zhǎng)處用紫外分光光度計(jì)測(cè)定吸光度，測(cè)定時(shí)用磷酸緩沖液調(diào)零。

1.3.7 血紅素類色素含量的測(cè)定

根據(jù)M?ller[14]、Ali?o[24]等的方法，略作改動(dòng)。樣品解凍后剔除肉表部分、結(jié)締組織、可見(jiàn)脂肪并絞碎，稱取4.000 g樣品于離心管中，加入40 mL濃鹽酸酸化過(guò)的體積分?jǐn)?shù)75%的丙酮溶液（HCl終濃度為0.38 mol/L），冰浴條件下10 000 r/min勻漿15 s。勻漿物在4 ℃環(huán)境避光放置45 min并不時(shí)攪拌，然后6 500r/min條件下冷凍離心20 min，上清液用定性濾紙過(guò)濾，濾液以丙酮溶液定容至50 mL，在640 nm波長(zhǎng)處以75%的丙酮溶液作空白比色測(cè)定。用體積分?jǐn)?shù)75%的丙酮溶液溶解血紅素標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，并確定樣品血紅素類色素含量。

1.3.8 Zn-PPⅨ含量的測(cè)定

根據(jù)Wakamatsu[16]、Adamsen[19]等的方法，略作改動(dòng)。樣品解凍后剔除肉表部分、結(jié)締組織、可見(jiàn)脂肪并絞碎，稱取2.500 g樣品于離心管中加10 mL蒸餾水，冰浴條件下10 000 r/min勻漿15 s。然后6 500 r/min冷凍離心20 min，快速定性濾紙過(guò)濾后向?yàn)V液中加入3 倍體積的冰丙酮，振蕩搖勻，冰浴15 min?；旌衔? 500 r/min冷凍離心4 min，取上清液加入等體積的蒸餾水，混勻備用。用7.5 mL甲醇和7.5 mL蒸餾水活化C18SPE柱后，過(guò)濾備用樣液。過(guò)濾完畢，用12.5 mL蒸餾水清洗柱體，再用10 mL體積分?jǐn)?shù)75%的丙酮溶液洗脫Zn-PPⅨ物質(zhì)，洗脫液以含有1.000 mg/mL核黃素的體積分?jǐn)?shù)為75%的丙酮溶液作參照，取激發(fā)波長(zhǎng)420 nm、發(fā)射波長(zhǎng)589 nm處的相對(duì)熒光強(qiáng)度指示Zn-PPⅨ含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，用Excel 2013軟件進(jìn)行整理并用SAS 9.2統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，平均值之間利用Fisher’s最小顯著差異法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，用Origin軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干腌火腿加工過(guò)程中鹽分含量的變化

圖 1 干腌火腿加工過(guò)程中鹽分含量的變化Fig. 1 Changes in salt content in dry-cured ham during processing

由圖1可知，鹽分含量隨著火腿加工過(guò)程的進(jìn)行逐漸上升，KCl替代組半膜肌鹽分由原料的0.11%上升到成熟100 d時(shí)的7.08%（P＜0.05），NaCl組在成熟100 d時(shí)鹽分達(dá)到7.42%，KCl替代組和NaCl組鹽分含量變化趨勢(shì)相近。腌制結(jié)束及成熟100 d時(shí)，NaCl組的鹽分含量顯著高于KCl替代組（P＜0.05），這主要是NaCl相對(duì)分子質(zhì)量比KCl小導(dǎo)致的，也說(shuō)明了采用KCl替代NaCl可以降低產(chǎn)品鹽分。腌制階段和成熟初期，火腿半膜肌鹽分含量顯著上升（P＜0.05），且速率較快，成熟中后期，兩者鹽分含量上升不顯著（P＞0.05），略有增加。

圖 2 干腌火腿加工過(guò)程中水分含量的變化Fig. 2 Changes in moisture content in dry-cured ham during processing

2.2 干腌火腿加工過(guò)程中水分含量的變化由圖2可知，火腿加工過(guò)程中半膜肌水分含量呈顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05）。KCl替代組和NaCl組的下降趨勢(shì)相近，在腌制期水分含量下降迅速，進(jìn)入風(fēng)干成熟期水分含量下降趨勢(shì)變得相對(duì)平緩，各工藝點(diǎn)之間差異不顯著（P＞0.05）。腌制期鹽離子在半膜肌外形成很高的滲透壓，造成肌肉水分含量顯著下降（P＜0.05）；成熟前期，溫度升高同時(shí)風(fēng)速加大是造成肌肉失水的主要原因；成熟中期，盡管溫度進(jìn)一步升高，但是由于前期肌肉表面失水較快形成阻隔帶，此階段水分散失較慢，各點(diǎn)間差異不顯著（P＞0.05）；成熟后期，在長(zhǎng)時(shí)間高溫作用下，水分又加快散失，但差異并不顯著（P＞0.05）。

2.3 干腌火腿加工過(guò)程中pH值的變化

圖 3 干腌火腿加工過(guò)程中pH值的變化Fig. 3 Changes in pH in dry-cured ham during processing

由圖3可知，加工過(guò)程中火腿的pH值偏差較大，總體略有上升。KCl替代組和NaCl組的pH值分別從原料的5.63上升到成熟100 d時(shí)的5.88和6.09（P＜0.05），腌制階段KCl替代組pH值高于NaCl組，進(jìn)入風(fēng)干成熟期二者差異縮小，KCl替代組pH值略低于NaCl組并呈上升趨勢(shì)，成熟結(jié)束時(shí)二者差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 干腌火腿加工過(guò)程中色差值的變化

干腌火腿加工過(guò)程中，半膜肌的顏色隨著水分的降低、肌紅蛋白狀態(tài)的變化而變化。由圖4A可得，火腿半膜肌L*值在加工過(guò)程中呈顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05），KCl替代組和NaCl組無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。處理組間a*值在腌制期略有下降，在風(fēng)干成熟期則逐步上升，處理組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05）（圖4 B）。a*值反映肌肉紅度變化，腌制期肌紅蛋白會(huì)發(fā)生降解導(dǎo)致紅度下降，進(jìn)入成熟期，隨著紅色色素物質(zhì)的增加及水分含量的下降，紅度值上升，產(chǎn)品逐步形成特征性的紅色[30]。b*值反映黃度變化，由圖4C可知，兩組產(chǎn)品在加工過(guò)程中b*值都不穩(wěn)定但總體都呈上升趨勢(shì)（P＜0.05），這與孫衛(wèi)青[4]及王艷[31]等在切片火腿和中式培根中得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)相近。成熟末期上升比較顯著（P＜0.05），這與脂肪的氧化加劇是相對(duì)應(yīng)的，有學(xué)者認(rèn)為黃度值更能反映肉制品品質(zhì)[32]。C值為色飽和度，由紅度與黃度計(jì)算得來(lái)，色飽和度越高表示顏色越鮮艷。由圖4可知，色飽和度與紅度變化趨勢(shì)較為接近，這與中式培根加工中的研究結(jié)果一致[31]。隨著加工的進(jìn)行，火腿中的色素物質(zhì)含量升高，顏色也越發(fā)鮮艷[30]。

圖 4 干腌火腿加工過(guò)程中色差值的變化Fig. 4 Changes in color values in dry-cured ham during processing

綜合各色差指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用KCl替代30% NaCl對(duì)火腿半膜肌色差值影響不顯著（P＞0.05）。這與西式火腿、干腌里脊上用鹽量0%～40% KCl替代NaCl的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的[32]。

2.5 干腌火腿加工過(guò)程中肌紅蛋白的氧合及氧化變化

圖 5 干腌火腿加工過(guò)程中肌紅蛋白的氧化變化Fig. 5 Evolution of myoglobin oxidation in dry-cured ham during processing

肌紅蛋白是干腌火腿中呈色物質(zhì)的基礎(chǔ)，脫氧肌紅蛋白（deoxymyolglobin，DMb）存在時(shí)可以發(fā)生氧合及氧化反應(yīng)生成氧合肌紅蛋白（oxymyoglobin，OMb）和高鐵肌紅蛋白（metmyoglobin，MMb），它還能通過(guò)降解反應(yīng)產(chǎn)生其他衍生物。由圖5可知，在干腌火腿加工過(guò)程中，DMb向氧化形式轉(zhuǎn)變，相對(duì)含量呈顯著下降趨勢(shì)（P＜0.05），OMb的相對(duì)含量在腌制期和成熟前期逐漸升高，在成熟中后期變化不顯著（P＞0.05），MMb的相對(duì)含量則呈顯著上升趨勢(shì)（P＜0.05），在成熟期上升速率加快。采用鹽量30% KCl替代NaCl后，處理組間各工藝點(diǎn)的DMb、OMb及MMb相對(duì)含量無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。腌制期，溫度較低、水分活度較高，氧分子容易滲透到半膜肌中，肌肉中的氧含量較高，此時(shí)利于DMb氧合為OMb而不利于MMb的形成，因?yàn)镸Mb的形成需要氧分壓較低[13]。成熟前期，溫度升高氧氣擴(kuò)散變慢溶解度下降，OMb形成變慢但利于MMb的形成，同時(shí)溫度升高，MMb還原酶系活性較高，MMb可以向OMb轉(zhuǎn)化，此階段DMb相對(duì)含量下降較快。成熟中后期，溫度和鹽分進(jìn)一步升高，水分含量下降，氧氣溶解度進(jìn)一步下降，同時(shí)肌肉表面致密層的形成進(jìn)一步造成氧氣的滲透，DMb直接氧化為MMb，而MMb還原酶系逐漸喪失活性則阻斷了MMb向DMb及OMb的轉(zhuǎn)化；而OMb上血紅素周圍的疏水環(huán)境使其具有更大穩(wěn)定性[31]，OMb的相對(duì)含量變化不顯著（P＞0.05）。

2.6 干腌火腿加工過(guò)程中紅色色素的變化

肌紅蛋白由一條珠蛋白鏈聯(lián)接血紅素分子構(gòu)成，其中血紅素分子為發(fā)色基團(tuán)[33-34]。干腌火腿加工過(guò)程中肌紅蛋白受到溫度、鹽分含量上升的影響，珠蛋白變性并可能與血紅素分子斷開(kāi)，形成血紅素衍生物，它們也使肌肉呈現(xiàn)紅色[35-36]。由圖6A可以看出，血紅素類色素含量從腌制開(kāi)始就在顯著上升（P＜0.05），且各工藝點(diǎn)KCl替代組和NaCl組間總體無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。腌制期，鹽離子大量滲入是造成肌紅蛋白變性紅色色素含量上升的主要原因。進(jìn)入風(fēng)干成熟期，溫度升高，水分含量降低，理化環(huán)境的改變使肌紅蛋白變性加劇[35]，血紅素類色素含量顯著上升（P＜0.05）。成熟中后期，血紅素類色素含量的增加速率變慢，可能是因?yàn)楦邷厥沟媚承┘t色色素的血紅素分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。整個(gè)火腿加工過(guò)程中，KCl替代組和NaCl組的血紅素類色素含量分別顯著增加了394%和533%，差異顯著（P＜0.05）。

圖 6 干腌火腿加工過(guò)程中紅色色素含量的變化Fig. 6 Changes in red pigment content in dry-cured ham during processing

在研究巴瑪火腿時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)盡管腌制過(guò)程中沒(méi)有使用硝酸鹽或亞硝酸鹽，但其色澤仍非常鮮艷，且有部分色素物質(zhì)對(duì)光和熱都極其穩(wěn)定[37]，被認(rèn)為是巴瑪火腿的特征色素。后來(lái)，研究人員通過(guò)高分辨率電噴霧電離質(zhì)譜（high resolution electrospray ionization mass spectrometry，ESI-HR-MS）及色譜手段證實(shí)它為Zn-PP Ⅸ，并且可在酶催化下合成[16,18]。由圖6B可以看出，原料中Zn-PP Ⅸ含量幾乎沒(méi)有，但從腌制開(kāi)始后就顯著增加（P＜0.05），這與Adamsen等[19]等在巴瑪火腿中的研究結(jié)果一致。進(jìn)入風(fēng)干成熟期，Zn-PP Ⅸ含量上升顯著（P＜0.05）。這可能與肌紅蛋白分子的變性有關(guān)，Adamsen等[19]認(rèn)為肌紅蛋白分子變性，易于Zn2＋進(jìn)入血紅素卟啉環(huán)中間生成Zn-PP Ⅸ。整個(gè)火腿加工過(guò)程中，KCl替代組和NaCl組的Zn-PP Ⅸ含量分別顯著增加了5 296%和4 497%，差異顯著（P＜0.05）。

2.7 干腌火腿加工過(guò)程中呈色物質(zhì)對(duì)產(chǎn)品表觀色澤的影響

對(duì)于鮮肉及腌制期間的肉品，肌紅蛋白的氧化狀態(tài)對(duì)肉品的表觀色澤有很大的影響。L*值與a*值直接反映肉與肉制品的色澤品質(zhì)，被廣泛地用來(lái)進(jìn)行肉色分析。Lindahl等[15]對(duì)新鮮豬背最長(zhǎng)肌和股二頭肌的研究表明MMb相對(duì)含量與a*值為顯著正相關(guān)（P＜0.05），而OMb相對(duì)含量對(duì)a*值影響不顯著（P＞0.05）。Karamucki等[38]對(duì)新鮮背最長(zhǎng)肌的研究則表明OMb相對(duì)含量與a*值為顯著正相關(guān)（P＜0.05），DMb相對(duì)含量與a*值為顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），而MMb相對(duì)含量對(duì)a*值影響不顯著（P＞0.05）。

表 1 KCl替代組干腌火腿加工過(guò)程中肌紅蛋白氧化狀態(tài)與色差的相關(guān)性分析結(jié)果Table 1 Correlation analysis between changes in myoglobin oxidation state and color values during the processing of dry-cured hams with partial KCl replacement

由表1可得，在干腌火腿中肌紅蛋白的氧化狀態(tài)都與表觀色澤顯著相關(guān)（P＜0.05，P＜0.01）。DMb相對(duì)含量與L*值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），OMb、MMb相對(duì)含量與L*值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），而OMb/MMb與L*值呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），說(shuō)明L*值受OMb和MMb相對(duì)含量的交互作用影響也很大。結(jié)合圖5中MMb的相對(duì)含量變化可知，在火腿加工過(guò)程中MMb相對(duì)含量在0%～27.49%的較低范圍內(nèi)呈緩慢上升趨勢(shì)。因?yàn)镸Mb顯紅褐色且MMb相對(duì)含量與a*值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），說(shuō)明當(dāng)MMb相對(duì)含量較低時(shí)，a*值隨著MMb相對(duì)含量的升高而變大，MMb對(duì)a*值影響力大于OMb，這與Lindahl等[15]的研究結(jié)果是一致的。DMb相對(duì)含量與a*值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），這與Karamucki等[38]的研究也是一致的。b*值在加工過(guò)程中通常是極不穩(wěn)定的，但干腌火腿由于加工期長(zhǎng)，b*值表現(xiàn)得相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)肌紅蛋白發(fā)生氧合或氧化反應(yīng)時(shí)，b*值都會(huì)上升，同時(shí)色飽和度C值也會(huì)上升。

由表1還可以看出，紅色色素物質(zhì)含量都與L*值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），而與a*、b*、C值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。除了色素物質(zhì)與b*值的相關(guān)關(guān)系結(jié)果不同外，其他相關(guān)關(guān)系結(jié)果與Lindahl等[15]在鮮肉中的結(jié)果一致。這可能是因?yàn)樵邗r肉中，b*值通常表現(xiàn)不穩(wěn)定，而火腿中b*值相對(duì)穩(wěn)定?；鹜鹊募庸ぶ芷诒纫话汶缗D肉制品要長(zhǎng)很多，在加工過(guò)程中受到高鹽高溫的作用，會(huì)產(chǎn)生很多的紅色色素物質(zhì)，它們很可能是形成火腿特征紅色的主要原因[19,37]。

水對(duì)色素物質(zhì)具有稀釋作用，同時(shí)水作為一種光敏劑，可以通過(guò)光的作用顯著影響肉品的表觀色澤[1]?；鹜仍诩庸み^(guò)程中水分逐漸散失，肌肉變得致密，肉品中的肌紅蛋白及其他色素物質(zhì)產(chǎn)生富集，這可能是水分含量對(duì)表觀色澤產(chǎn)生影響的主要原因。豬肉中肌紅蛋白含量約為0.05%，當(dāng)水分含量降到55%以下時(shí)，水分含量及其造成的肌肉組織的改變對(duì)肉品表觀色澤產(chǎn)生的影響可能會(huì)大于肌紅蛋白的氧化狀態(tài)。

2.8 干腌火腿加工過(guò)程中理化指標(biāo)變化對(duì)呈色物質(zhì)的影響

干腌火腿加工過(guò)程中的水分和鹽分含量發(fā)生了顯著變化，它們通過(guò)影響呈色物質(zhì)的變化最終影響產(chǎn)品的感官色澤變化。表2是干腌火腿加工過(guò)程中水分、鹽分含量及pH值與呈色物質(zhì)的相關(guān)分析結(jié)果。水分含量越低鹽分含量越高，水分活度越低，氧分子在肌肉組織中的滲透越困難，MMb還原酶系隨著水分活度的下降而下降，利于OMb氧化形成MMb。同時(shí)由于OMb相對(duì)較高的穩(wěn)定性[39]和MMb還原條件被破壞的不可逆性，OMb和MMb在組織中存在一定的積累效應(yīng)，它們與時(shí)間的正相關(guān)性也造成了與水分含量之間的負(fù)相關(guān)性，與鹽分之間的正相關(guān)性。pH值通過(guò)影響亞硝酸鹽的還原從而對(duì)含亞硝酸鹽的肉品的色澤產(chǎn)生重要影響，但在本研究中pH值與呈色物質(zhì)間的相關(guān)性較弱。

表 2 KCl替代組干腌火腿加工過(guò)程中理化條件與呈色物質(zhì)的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between changes in physicochemical properties and pigments during the processing of dry-cured hams with partial KCl replacement

由表2可知，血紅素類色素與Zn-PP Ⅸ含量變化都與水分含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），與鹽分呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），這主要是因?yàn)檫@兩類色素在干腌火腿的加工過(guò)程中具有很強(qiáng)的積累效應(yīng)。同時(shí)，高鹽低水分含量的環(huán)境結(jié)合高溫作用易造成肌紅蛋白分子上珠蛋白鏈的斷裂形成其他色素。關(guān)于Zn-PP Ⅸ的形成，有學(xué)者認(rèn)為是血紅素分子發(fā)生了中心原子的置換[25]，有學(xué)者認(rèn)為它是在特定酶系催化下由卟啉Ⅸ合成的[40]。而有學(xué)者進(jìn)一步證實(shí)，合成Zn-PP Ⅸ的酶在高鹽條件下活性更強(qiáng)[41]。因此，Zn-PP Ⅸ含量與鹽分含量呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

3 結(jié) 論

干腌火腿獨(dú)特色澤的形成是由肌紅蛋白的氧化狀態(tài)、紅色色素的含量及肌肉組織的狀態(tài)共同決定的。KCl部分替代NaCl的工藝條件下，火腿的OMb和MMb相對(duì)含量分別上升約22.07%和25.21%，DMb相對(duì)含量下降約47.27%，L*值與DMb呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與OMb、MMb呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），且受OMb與MMb相對(duì)含量比值影響。在較低范圍內(nèi)（0%～27.49%），MMb相對(duì)含量越高，a*值越大，并且MMb的影響力大于OMb。30% KCl替代NaCl后血紅素類色素和Zn-PP Ⅸ含量在火腿加工過(guò)程中都顯著增加，約394%和5 296%，并與a*值和C值呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。采用KCl替代30% NaCl結(jié)合強(qiáng)化高溫成熟工藝對(duì)干腌火腿產(chǎn)品半膜肌理化性質(zhì)、色差值及色素狀態(tài)和含量沒(méi)有顯著影響，因此，在火腿生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)KCl部分替代NaCl腌制可以在降低火腿鹽分的同時(shí)依舊保持傳統(tǒng)火腿獨(dú)特的色澤狀態(tài)，可為實(shí)際生產(chǎn)中采用該工藝提供較好的參考。

[1] SINDELAR J J, CORDRAY J C, OLSON D G, et al. Investigating quality attributes and consumer acceptance of uncured, no-nitrate/ nitrite-added commercial hams, bacons, and frankfurters[J]. Journal of Food Science, 2007, 72(Suppl 8): 551-559. DOI:10.1111/j.1750-3841.2007.00486.x.

[2] GRASSO S, BRUNTON N P, LYNG J G, et al. Healthy processed meat products–regulatory, reformulation and consumer challenges[J]. Trends in Food Science & Technology, 2014, 39(1): 4-17. DOI:10.1016/j.tifs.2014.06.006.

[3] 韋何雯. 金華火腿的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 肉類工業(yè), 2012(4): 46-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-5467.2012.04.026.

[4] 孫衛(wèi)青, 尹中. 巴氏殺菌切片火腿冷藏期間褪色機(jī)理研究[D]. 南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009: 24-52. DOI:10.7666/d.Y1764511.

[5] MORALES R, GUERRERO L, AGUIAR A P S, et al. Factors affecting dry-cured ham consumer acceptability[J]. Meat Science, 2013, 95(3): 652-657. DOI:10.1016/j.meatsci.2013.05.012.

[6] STANI?I? N, PARUNOVI? N, STAJI? S, et al. Differences in meat colour between free-range Swallow Belly Mangalitsa and commercially reared Swedish Landrace pigs during 6 days of vacuum storage[J]. Archives Animal Breeding, 2016, 59(1): 159-166. DOI:10.5194/aab-59-159-2016.

[7] MUNK M B, HUVAERE K, VAN BOCXLAER J, et al. Mechanism of light-induced oxidation of nitrosylmyoglobin[J]. Food Chemistry, 2010, 121(2): 472-479. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.12.067.

[8] M?LLER J K S, SKIBSTED L H. Mechanism of nitrosylmyoglobin autoxidation: temperature and oxygen pressure effects on the two consecutive reactions[J]. Chemistry-A European Journal, 2004, 10(9): 2291-2300. DOI:10.1002/chem.200305368.

[9] 周光宏. 畜產(chǎn)品加工學(xué)[M]. 2版. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2012: 1-68.

[10] LI H, LI C B, XU X L, et al. Effects of illumination and packaging on non-heme iron and color attributes of sliced ham[J]. Meat Science, 2012, 91(4): 521-526. DOI:10.1016/j.meatsci.2012.03.008.

[11] MAINAR M S, WECKX S, VUYST L D, et al. Alternatives for nitrate and nitrite in fermented meat products: potential contribution of the nitric oxide synthase activity of coagulase-negative staphylococci[J]. Archives of Public Health, 2014, 72(Suppl 1): 1-2. DOI:10.1186/2049-3258-72-S1-O4.

[12] SUMAN S P, JOSEPH P. Myoglobin chemistry and meat color[J]. Annual Review of Food Science and Technology, 2012, 4(3): 79-99. DOI:10.1146/annurev-food-030212-182623.

[13] 于新, 趙春蘇, 劉麗. 醬腌臘肉制品加工技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2012: 1-85.

[14] M?LLER J K S, ADAMSEN C E, SKIBSTED L H. Spectral characterisation of red pigment in Italian-type dry-cured ham. Increasing lipophilicity during processing and maturation[J]. European Food Research and Technology, 2003, 216(4): 290-296. DOI:10.1007/ s00217-003-0668-5.

[15] LINDAHL G, LUNDSTR?M K, TORNBERG E. Contribution of pigment content, myoglobin forms and internal reflectance to the colour of pork loin and ham from pure breed pigs[J]. Meat Science, 2001, 59(2): 141-151. DOI:10.1016/S0309-1740(01)00064-X.

[16] WAKAMATSU J, NISHIMURA T, HATTORI A. A Zn-porphyrin complex contributes to bright red color in Parma ham[J]. Meat Science, 2004, 67(1): 95-100. DOI:10.1016/j.meatsci.2003.09.012.

[17] GROSSI A B, NASCIMENTO E S P D, CARDOSO D R, et al. Proteolysis involvement in zinc-protoporphyrin Ⅸ formation during parma ham maturation[J]. Food Research International, 2014, 56(2): 252-259. DOI:10.1016/j.foodres.2014.01.007.

[18] MAERE H D, JAROS M, DZIEWI?CKA M, et al. Determination of hemin, protoporphyrin IX, and zinc (Ⅱ) protoporphyrin Ⅸ in Parma ham using thin layer chromatography[J]. Journal of Liquid Chromatography & Related Technologies, 2014, 37(20): 2971-2979. DOI:10.1080/10739149.2014.906995.

[19] ADAMSEN C E, M?LLER J K S, PAROLARI G, et al. Changes in Zn-porphyrin and proteinous pigments in Italian dry-cured ham during processing and maturation[J]. Meat Science, 2006, 74(2): 373-379. DOI:10.1016/j.meatsci.2006.04.003.

[20] GOU P, GUERRERO L, GELABERT J, et al. Potassium chloride, potassium lactate and glycine as sodium chloride substitutes in fermented sausages and in dry-cured pork loin[J]. Meat Science, 1996, 42(1): 37-48. DOI:10.1016/0309-1740(95)00017-8.

[21] 吳海舟, 張迎陽(yáng), 黎良浩, 等. KCl部分替代NaCl腌制對(duì)干腌肉制品蛋白質(zhì)水解和感官品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(1): 39-43. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201401008.

[22] 黎良浩, 王永麗, 唐靜, 等. KCl部分替代NaCl對(duì)干腌火腿工藝過(guò)程中蛋白質(zhì)水解的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(18): 103-107; 112. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.18.012.

[23] 章建浩, 唐志勇, 曾弢, 等. 金華火腿發(fā)酵成熟現(xiàn)代工藝及裝備研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2006, 22(8): 230-234. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6819.2006.08.048.

[24] ALI?O M, GRAU R, TOLDRá F, et al. Influence of sodium replacement on physicochemical properties of dry-cured loin[J]. Meat Science, 2009, 83(3): 423-430. DOI:10.1016/j.meatsci.2009.06.022.

[25] ALI?O M, GRAU R, TOLDRá F, et al. Physicochemical properties and microbiology of dry-cured loins obtained by partial sodium replacement with potassium, calcium and magnesium[J]. Meat Science, 2010, 85(3): 580-588. DOI:10.1016/j.meatsci.2010.03.009.

[26] LORENZO J M, BERMúDEZ R, DOMíNGUEZ R, et al. Physicochemical and microbial changes during the manufacturing process of dry-cured lacón salted with potassium, calcium and magnesium chloride as a partial replacement for sodium chloride[J]. Food Control, 2015, 50: 763-769. DOI:10.1016/ j.foodcont.2014.10.019.

[27] PAROLARI G, AGUZZONI A, TOSCANI T. Effects of processing temperature on color properties of dry-cured hams made without nitrite[J]. Foods, 2016, 5(2): 1-14. DOI:10.3390/foods5020033.

[28] KRZYWICKI K. Assessment of relative content of myoglobin, oxymyoglobin and metmyoglobin at the surface of beef[J]. Meat Science, 1979, 3(1): 1-10. DOI:10.1016/0309-1740(79)90019-6.

[29] TANG J, FAUSTMAN C, HOAGLAND T A. Krzywicki revisited: equations for spectrophotometric determination of myoglobin redox forms in aqueous meat extracts[J]. Journal of Food Science, 2004, 69(9): C717-C720. DOI:10.1111/j.1365-2621.2004.tb09922.x.

[30] RENERRE M, DUMONT F, GATELLIER P. Antioxidant enzyme activities in beef in relation to oxidation of lipid and myoglobin[J]. Meat Science, 1996, 43(2): 111-121. DOI:10.1016/0309-1740(96)84583-9.

[31] 王艷. 強(qiáng)化高溫風(fēng)干成熟工藝對(duì)中式培根脂質(zhì)分解氧化及品質(zhì)風(fēng)味影響的研究[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2012: 42-72. DOI:10.7666/ d.Y2361586.

[32] CARRAPISO A I, GARCíA C. Instrumental colour of Iberian ham subcutaneous fat and lean (Biceps femoris): infi uence of crossbreeding and rearing system[J]. Meat Science, 2005, 71(2): 284-290. DOI:10.1016/j.meatsci.2005.03.024.

[33] WHYTE R. Does it look cooked? A review of factors that infi uence cooked meat color[J]. Journal of Food Science, 2006, 71(4): R31-R40. DOI:10.1111/j.1750-3841.2006.00029.x.

[34] SAKATA R. Studies on physicochemical characteristics of red pigments in meat products[J]. Nihon Chikusan Gakkaiho, 2000, 71(1): 1-16. DOI:10.2508/chikusan.71.1.

[35] M?LLER J K S, ADAMSEN C E, SKIBSTED L H. Spectral characterisation of red pigment in Italian-type dry-cured ham. increasing lipophilicity during processing and maturation[J]. European Food Research and Technology, 2003, 216(4): 290-296. DOI:10.1007/ s00217-003-0668-5.

[36] CROSS A J, HARNLY J M, FERRUCCI L M, et al. Developing a heme iron database for meats according to meat type, cooking method and doneness level[J]. Food and Nutrition Sciences, 2012, 3(7): 905-913. DOI:10.4236/fns.2012.37120.

[37] BECKER E M, CARDOSO D R, SKIBSTED L H. Quenching of excited states of red-pigment zinc protoporphyrin Ⅸ by hemin and natural reductors in dry-cured hams[J]. European Food Research & Technology, 2011, 232(2): 343-349. DOI:10.1007/s00217-010-1392-6.

[38] KARAMUCKI T, JAKUBOWSKA M, RYBARCZYK A, et al. The influence of myoglobin on the colour of minced pork loin[J]. Meat Science, 2013, 94(2): 234-238. DOI:10.1016/j.meatsci.2013.01.014.

[39] CHAU T T, ISHIGAKI M, KATAOKA T, et al. Ferrochelatase catalyzes the formation of Zn-protoporphyrin of dry-cured ham via the conversion reaction from heme in meat[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(22): 12238-12245. DOI:10.1021/jf203145p.

[40] SUMAN S P, JOSEPH P. Chemical and physical characteristics of meat/color and pigment[J]. Encyclopedia of Meat Sciences, 2014, 36(3): 244-251. DOI:10.1016/B978-0-12-384731-7.00084-2.

[41] BENEDINI R, RAJA V, PAROLARI G. Zinc-protoporphyrinⅨ promoting activity in pork muscle[J]. LWT-Food Science and Technology, 2008, 41(7): 1160-1166. DOI:10.1016/j.lwt.2007.08.005.

Effect of Partial Replacement of NaCl with KCl Combined with High-Temperature Ripening on Color Formation in Dry-Cured Hams

CHEN Wenbin, LI Lianghao, WANG Jian, DAI Zhaoqi, XU Xinglian, ZHANG Jianhao*
(Jiangsu Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing, Quality and Safety Control, Key Laboratory of Agricultural and Animal Products Processing and Quality Control, Ministry of Agriculture, National Central of Meat Quality and Safety Control, College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural Universi ty, Nanjing 210095, China)

Dry-cured hams were produced by intensifi ed high-temperature ripening at 36 ℃ for 45 days with 6.5% salt curing. Changes in the salt and moisture contents, pH, color, myoglobin oxidation, and haem pigments and Zn porphyrinⅨ (Zn-PP Ⅸ) of semimembranosus were examined during processing. Furthermore, the color formation of dry-cured hams was studied and the effect of NaCl replacement with KCl on the color change during processing was examined. The results showed that there was no signifi cant difference (P ＞ 0.05) in physicochemical indicators, color parameters, and the content and state of red pigments between the control and 30% NaCl substitution with KCl. The unique color of dry-cured hams was formed by a combination of the oxidation state of myoglobin, red pigments contents and the state of muscle tissue. The relative contents of oxymyoglobin (OMb) and metmyoglobin (MMb) increased by about 22.07% and 25.21%, but deoxymyoglobin (DMb) decreased about 47.27%. L* value was signifi cantly positively correlated with the relative content of DMb (P ＜ 0.01) and negatively with the relative contents of OMb and MMb (P ＜ 0.01) and it was signifi cantly affected by the ratio of OMb to MMb (P ＜ 0.01). In the low range (0%–27.49%), the higher relative content of MMb could result in a bigger a* value, and MMb had a bigger impact on a* value than did OMb. The contents of haem pigments and Zn-PP IX increased by about 394% and 5 296% during the processing of dry-cured hams and were signifi cantly positively correlated with a* and C values (P ＜ 0.01).

dry-cured ham; partial replacement with KCl; high-temperature ripening; color

10.7506/spkx1002-6630-201717014

TS201.1

A

1002-6630（2017）17-0077-08引文格式：

2016-06-30

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303082-2）

陳文彬（1992—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工與質(zhì)量控制。E-mail：2014108074@njau.edu.cn *通信作者：章建浩（1961—），男，教授，博士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工與質(zhì)量控制。E-mail：nau_zjh@njau.edu.cn