Effect of Non-meat Protein Addition on Quality Characteristics of Nanjing Sausages
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摘要: 为探究4种非肉蛋白：血球蛋白（spray-dried blood cells，SBC）、大豆分离蛋白（soybean protein isolate，SPI）、蛋清蛋白（egg white protein，EWP）、血浆蛋白（porcine plasma protein，PPP）对南京香肠品质的影响，本文通过对香肠感官特性、蒸煮损失、压汁损失、水分活度、色差、咀嚼性、微观结构的检测结果进行分析。结果表明：在这4种蛋白中，添加EWP所获得南京香肠产品的感官品质和咀嚼性整体得到改善，其中咀嚼性相比于对照组提高了14.73%；香肠中添加PPP可明显增加产品的保水性，蒸煮损失率和压汁损失率分别降低了13.31%和55.79%，SPI和PPP的低场核磁结果显示T21也有左移的趋势；在香肠中添加SBC后a*值显著（P<0.05）提高 ，香肠颜色变暗；HE染色结果可以更直观的看出添加PPP和SBC组的香肠结构更紧密。综合本文其他指标分析得出PPP与猪肉中的蛋白质交联最好，从而一定程度改善南京香肠品质。Abstract: This paper was aimed to improve sausage quality by adding non-meat protein. The effects of adding of four non-meat proteins: Spray-dried blood cells (SBC), soybean protein isolate (SPI), egg white protein (EWP), and porcine plasma protein (PPP) on the quality of Nanjing sausages were investigated. The sensory properties, cooking loss, pressure juice loss, water activity, color difference, chewiness, and microstructure were analyzed. The results showed that among these 4 proteins, the sensory quality and chewiness of Nanjing sausage products were overall improved by adding EWP, in which chewiness was increased by 14.73% compared to the control group. The sausages by adding PPP was significantly increased the water-retaining property, where the steaming loss rate and pressure loss rate was decreased by 13.31% and 55.79%, respectively. The low-field NMR results of sausages by adding SPI and PPP showed that a tendency for T21 was left-shifted. The addition of SBC to sausages was significantly (P<0.05) increased a* values and darker sausages. HE staining results indicated that sausages by adding PPP and SBC groups had a more compact structure. Based on the analysis of other indexes in this paper, it was concluded that PPP was the best cross-linked with pork protein, so as to improve the quality of Nanjing sausage to a certain extent.
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Keywords:
- Nanjing sausage /
- non-meat proteins /
- quality /
- sensory evaluation /
- interaction
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中式香肠也称腊肠，主要包括广东香肠、武汉香肠、川式香肠、哈尔滨风味香肠、南京香肠等[1]。虽然中式香肠的原材料配制和产地不同，风味及命名也有所不同，但生产方法大致相同。中式香肠相传己经有1000多年的历史，其中南京香肠是以一定比例的瘦肉和肥膘做原料，经切丁、斩拌等工序配以适量比例的辅料，灌入动物肠衣再晾晒或烘焙而成的肉制品[1]，相较于普通香肠偏甜更符合南京人饮食习惯。南京香肠在加工过程中猪肉中的蛋白质不足以形成较好的蛋白网络结构，从而对其口感造成不良影响[2]，因此添加香肠品质的改良剂尤为重要。
非肉蛋白是包括植物性蛋白（如大豆蛋白等）和动物性蛋白（如血浆蛋白、血球蛋白等）的一类统称。很多研究结果都表明植物蛋白、淀粉、多糖等都可以改善香肠制品的品质，一些非肉蛋白作为食品添加剂可以改善香肠的黏性和结构，在提高保水性方面也有着重要作用[3−4]。刘广娟等[5]发现，在香肠和肉饼中添加4%大豆蛋白可在不影响产品风味和特征的前提下，明显提高产品保水性。徐莉莉等[6]发现非肉蛋白可以有效地与肉糜中的脂肪颗粒结合，影响肉糜保水性与黏性，使其具备更好的感官品质和更高的产品得率。Eisinanite等[7]发现乳清蛋白制备的乳状液可使猪肉肠具备较好的色泽稳定性。有研究表明[8]非肉蛋白含量在14%以上时，蛋白质含量升高形成高度聚集的基质，基质产生的通道可以让水分从蛋白质基质中逸出。因此，本研究探究添加不同种类的非肉蛋白对南京香肠品质特性的影响，为提高南京香肠品质提供理论指导。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
新鲜纯种丹麦系长白猪后腿肉（6月龄，宰后48 h）、猪肥膘 南京孝陵卫菜市场，猪肉剔除表面结缔组织和筋膜后待用；糖、食盐、53°白酒、味精等调味品 南京苏果超市；血球蛋白、大豆分离蛋白、蛋清蛋白、血浆蛋白（均为70%纯度） 秦皇岛金海食品有限公司；其余试剂均为分析纯 南京建成生物工程研究所有限公司。
CR-400色差仪 日本Knoica Minolta公司；Gen5全波长酶标仪 美国Bio-Tek仪器有限公司；TVT-300XP质构仪 瑞典TexVol公司；UniCenMR台式冷冻离心机 德国Herolab公司；Eclipse Ni正置显微镜 日本Nikon公司；MesoMR23微型核磁共振仪 中国苏州纽曼分析仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 南京香肠配方与工艺
原料处理：选择新鲜的猪后腿肉和猪背膘。去除结缔组织和肌内脂肪，瘦肉切块（10 cm×10 cm×10 cm），肥肉切丁（2 cm×2 cm×2 cm）。
斩拌：取猪后腿肉和猪背膘按8:2比例绞碎混匀，放入质量分数分别为：冰水（20%）、糖（4%）、食盐（2.8%）、53°白酒（1%）、味精（0.12%）、非肉蛋白1.5%的配料高速斩拌1 min。斩拌过程中温度控制在8~12 ℃，以完成馅料的乳化。
灌肠：用灌肠器将肉糜灌入肠衣内（羊肠的直径为2 cm）。灌肠过程中要求制得肉肠内的肉糜分布均匀，扎去明显的气孔。
风干：放入风干车间（温度9 ℃）存放至减重40%。
蒸煮：后采用恒温蒸箱在80 ℃条件下蒸煮40 min。
冷却：将乳化肠取出后，放入盛有15~20 ℃自来水的盆中，将肉肠迅速冷却至室温，并于4 ℃下保存备用[9]。
1.2.2 南京香肠颜色的测定
使用色差计测定乳化肠的颜色，用白板进行校准，将样品在室温放置2 h，切成直径2 cm的薄片，剥去肠衣，随机取3个区域测定L*（亮度）、a*（红度）、b*（黄度），每个区域测定3次。
1.2.3 南京香肠的感官评价
从经过专业感官训练培训的人员中随挑选10名组成评定小组，评价前为各评价员讲解评分原则和注意事项，且每次评定由各评价员单独进行，互不接触交流，每次评价之后使用纯净水漱口。感官评价标准[10]见表1。
表 1 南京香肠感官评价标准Table 1. Emulsified bowel sensory evaluation criteria指标 描述 感官评分（分） 外观（20分） 肠衣干燥，与肉馅结合紧密，不易撕裂，表面干净有光泽，无发软、有韧性 16~20 肠衣稍有湿润或发粘，易与肉馅分离但不易撕裂，
发软，无韧性6~15 肠衣较湿润或发粘，肉馅易脱落，易撕裂，
发软无韧性1~5 色泽（20分） 切面肉馅有光泽 16~20 部分肉馅有光泽 6~15 肉馅无光泽 1~5 风味（20分） 肉馅无异味，有肠的独特风味 16~20 肉馅有轻微酸味 6~15 肉馅酸味较重 1~5 口感（20分） 口感爽滑有弹性 16~20 口感较粗糙，或弹性较弱 6~15 口感粗糙，且难以下咽 1~5 组织状态（20分） 切面紧实，边缘无异样 16~20 切面齐整，边缘部分有软化现象 6~15 切面不齐，边缘部分软化严重 1~5 1.2.4 南京香肠蒸煮损失率和总压出汁率的测定
蒸煮损失率测定：根据余依敏等[11]的方法适当修改，将制备好的香肠表面擦拭干净，质量记为m1（g），置80 ℃恒温水浴锅内至香肠中心温度升至80 ℃后继续蒸煮45 min，取出后冷却，除去表面水分，称重质量记为m2（g），蒸煮损失率的计算公式为：
蒸煮损失率(%)=m1−m2m1×100 (1) 总压出汁率测定：参考Salvador等[12]的方法，并略加改动，将样品置于冷冻离心机，在20 ℃、12000 r/min离心30 min，室温条件下样品的质量记为m1（g），除去离心产生的汁液后的质量记为m2（g），总压出汁率公式为：
总压出汁率(%)=m1−m2m1×100 (2) 1.2.5 低场核磁
将上述冷却后的香肠均在32 ℃保持30 min。参考Fan等[13]和He等[14]方法并加以修改，使用参数为：TW值3000，NECH：18000，TE：0.3，NS：16，反演迭代次数100000，每组三次重复。通过LF-NMR分析仪评估并实现了CPMG衰减曲线指数拟合所涉及的横向弛豫时间（T2）。
1.2.6 南京香肠颜色的测定
使用色差计测定乳化肠的颜色，用白板进行校准，将样品在室温放置2 h，切成直径2 cm的薄片，剥去肠衣，随机取3个区域测定L*（亮度）、a*（红度）、b*（黄度），每个区域测定3次。
1.2.7 南京香肠咀嚼性的测定
参照Laranjo等[15]和Wang等[16]的方法作适当修改。香肠样品室温放置2 h后，将样品切为1.0 cm高的圆柱体，切面应平整，剥去肠衣。选用P/50探头，将样品放置在测试平台中央，设置参数为：测试前速度1.0 mm/s，测试速度为0.5 mm/s，测试后速度0.5 mm/s，探头校准高度15 mm，压缩比50%。测量结果以咀嚼性表示，每样品至少重复5次实验。
1.2.8 南京香肠的微观结构
HE＆染色：苏木素-伊红（HE）染色将冰冻切片放入蒸馏水2 min，苏木素染色液染色5 min，浸自来水中冲洗去多余的染色液10 min，蒸馏水再洗涤一遍，95%乙醇脱水5 s，伊红染色液染色30 s，95%乙醇脱水2 min，换用新鲜的95%乙醇再脱水2 min，二甲苯透明5 min，换用新鲜的二甲苯再透明5 min，用中性树胶封片，拍照倍数200倍[17]。
1.3 数据处理
采用SPSS 24.0软件进行数据统计、方差分析，应用Origin 8.5软件绘制图表，所有实验重复三次，数据以平均值±标准差表示，采用Tukey检验进行多重比较，P<0.05表示差异显著。
2. 结果与分析
2.1 色泽
肉的色泽通常是消费者评判肉类新鲜程度和卫生状况的重要指标，因此肉的色泽对于消费者的购买欲起着决定性作用[18]。影响肉色泽的因素有很多，如肉品贮藏温度、脂肪氧化等[19]。由表2可知，对照组南京香肠的色差值分别为：L*值70.93、a*值3.16、b*值14.25。与对照组相比，添加非肉蛋白后L*值均有所下降，在此前研究中证明添加四种非肉蛋白均能使肉糜pH提高[20]。而较高的pH会提高线粒体活性，抑制氧合肌红蛋白（OMb）的形成[21]，同时高pH的肉品保水性较好，最终形成较暗的肉色，但其影响不显著。而SBC组L*显著下降（P<0.05） ，这可能是因为SBC添加使游离水紧密结合在蛋白质表面，从而减弱了光散射程度，导致L*减小[20]。有研究表明[22]，SPI对重组肉制品的L*值有降低作用，与本研究结果一致。分析a*值可知，SBC组a*值显著提高（P<0.05） ，主要原因是SBC呈现红色。添加PPP后香肠的a*值略有降低，是因为PPP本身颜色较浅并且无肌红蛋白，颜色变暗[23]。SPI添加后南京香肠的a*和b*值均无显著差异。SBC添加组b*值均显著高于对照组（P<0.05），主要原因加入SBC后黄度增加。
表 2 非肉蛋白对南京香肠色度的影响Table 2. Influence of non-meat protein on color of Nanjing sausage样品 指标 L* a* b* C 70.93±0.35a 3.16±1.05b 14.25±0.65a SBC 44.95±4.60b 10.00±2.14a 8.79±0.94b SPI 69.66±0.27a 3.71±1.27b 14.38±0.19a EWP 70.69±0.65a 3.14±0.43b 14.76±0.13a PPP 70.55±0.61a 2.27±0.38b 15.01±0.14a 注：同一列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。 2.2 感官评价
非肉蛋白在肉制品中具有增加弹性、交联结构等作用，常作为增稠剂应用于肉制品加工中，对肉制品的感官品质影响较大[10]。图1说明了各组南京香肠在口感、风味、组织状态、色泽的各项评分。未添加非肉蛋白的南京香肠综合评分为79分。已有研究表明[24]，非肉蛋白添加会一定程度上影响产品的感官品质；添加EWP对香肠的口感有良好影响，蛋白质与蛋白质的相互作用，从而影响产品结构和风味的形成。添加SBC组的感官评价低于70分，色泽不佳，主要原因是SBC为暗红色，颜色较深对色泽观感产生不良影响；添加SPI对南京香肠的感官综合评分影响不显著（P>0.05），尤其在外观方面，从下文微观结构指标可以看出添加SPI组与对照组是有区别的，但人眼对微小差异难以识别导致感官评价结果为其与对照组相比不显著[25]。虽然添加PPP会降低南京香肠的风味，但其感官评价综合评分为78.4分与未添加组别相差不大，故其综合感官品质可以接受。南京香肠整体的接受度与口感、风味、组织状态、色泽密切相关，综合以上指标，添加EWP的南京香肠整体接受度分值最高。
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2.3 蒸煮损失和总压出汁损失
蒸煮损失率是评价肉制品在熟制过程中质量减少程度的重要指标[26]。如图2所示，与对照组相比，SBC组蒸煮损失率显著降低（P<0.05），说明SBC与猪肉中的蛋白相互作用，并且SBC具有高吸水性，控制不易流动水，从而减少香肠的蒸煮损失[27]；PPP与猪肉中的蛋白交联能力更好，形成致密的网络结构，有利于截留水分[28]。添加EWP的香肠蒸煮损失略有增加，与陈宏生等[27]研究结果一致，高温蒸煮使猪肉中的蛋白发生不可逆变性，而EWP具有较低的变性温度，受热后蛋白质分子迅速聚集，过快的聚集速率导致氨基酸链还未完全展开就发生随机交联，从而形成较为粗糙的结构对水分截留效果减弱，蒸煮损失率提高。添加SPI香肠组蒸煮损失变化不显著。
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图 2 非肉蛋白对南京香肠蒸煮损失率和总压出汁率的影响注：同一指标字母不同，表示差异显著（P<0.05）；图4同。Figure 2. Effects of non-meat protein on the loss rate and total juice extraction rate loss of Nanjing sausage相较于对照组，除EWP添加组外压汁损失率均显著降低（P<0.05），主要原因是非肉蛋白本身具有一定的持水性，同时香肠中的脂肪等物质与非肉蛋白结合，形成结构更复杂的胶体体系[20]，而EWP参与形成的肉糜凝胶较弱，对外界机械压力抵抗能力较差[29]。猪肉中的大部分水分位于蛋白质网络中，所以非肉蛋白与肌原纤维蛋白的交联程度对压汁损失有重要影响，说明SBC、SPI、PPP均能与肌原纤维蛋白形成更加致密的网络结构，与此前研究结果一致[20]，并且压汁损失相比蒸煮损失降低更明显，主要原因是非肉蛋白可以直接与肉蛋白相互作用，占据肉糜凝胶基质或其间隙空间，而高温使蛋白质变性、水合能力降低，大大减弱了肌原纤维蛋白与非肉蛋白间的交互作用。
2.4 低场核磁
香肠的T2弛豫时间一般会出现3~4个峰，每个峰代表不同的水分状态。低场核磁可以提供有关样品水分分布和迁移率的信息，特别是质子横向弛豫时间（T2）。如图3所示，不同非肉蛋白处理的MP凝胶从0.01 ms到10000 ms的四个主要特征峰分别为T2b、T2b-1（结合水）、主峰T21（不易流动水）和T22（自由水）。据报道，T2b对物理特性和保水性的影响可忽略不计，而T21和T22的峰比例之和即水分含量与保水性显著正相关[30]。T2在这5个处理组中的峰值分布几乎相同。它们结合水的比例均超过90%，表明在不同组分的分布中，大部分水是不易流动的水。非肉蛋白处理组的T21均比对照组有向左移动的趋势。这种现象表明相应的水流动性减弱，缔合性增强，水分子以更为稳定的不易流动水的形式而存在，故其拥有更好的持水效果。添加PPP可增加香肠中水分子的结合能力，并使其内部水分以更稳定的水形式存在[13−14]，进一步证明PPP的添加使香肠保水性得以提高。SBC的添加使肉糜在加热过程中，可以直接与周围的水分子相互作用，从而改善了分子间的键合[31]。此外，SPI处理也使更多的自由水被转移到固定水中，使水的结合能力增强，阻碍了水的流动性。
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图 3 非肉蛋白对南京香肠低场核磁的影响Figure 3. Effect of non-meat protein on low field NMR of Nanjing sausage2.5 咀嚼性
质构仪可以准确地量化食品的质构特性，对食品的品质特性进行高精度的测定[32−33]。而根据质构测量结果得知，添加不同种类的非肉蛋白对南京香肠的咀嚼性影响显著 （P<0.05），Hsu等[34]认同不同非肉蛋白添加对香肠制品的咀嚼性有不同影响。由图4可知，添加四种不同种类的非肉蛋白均能显著提高香肠的咀嚼性 （P<0.05），其中PPP影响最显著 （P<0.05），其原因可能是在熟制过程中肉蛋白形成凝胶网络结构[35]，特别是非肉蛋白基质中的纤维结合在一起，水化程度高导致拥有更高的咀嚼性，从而确保产品的稳定性。有研究表明[36]添加1.5%~2%的SPI能够显著改善肉糜制品的质构特性，与本研究结果相似。综上，在绞碎肉制品中，肉蛋白和非肉蛋白相互作用可影响产品的凝胶特性[37]。
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图 4 不同处理的南京香肠咀嚼性差异Figure 4. Chewability difference of Nanjing sausage with different treatments2.6 微观结构
加入不同非肉蛋白处理的南京香肠样品经过HE染色切片，放大200倍拍照的结构图5所示。分别对比对照组和经过添加SBC组，可以发现SBC组呈现更加均一、更加完整紧凑的颗粒结构；同样，添加PPP后组织显得更加致密细腻，细胞排列整齐，未见大的空洞，这也可以解释添加PPP的香肠咀嚼性和保水性等指标比对照组高的原因。添加SPI和EWP可能破坏了氢键，使得两种处理的切片都显得更加疏散。SPI添加组颗粒间距变小，但色度略有降低，Chin等[38]研究也表明SPI添加可使香肠结构紧实。综合以上五组处理结果，SBC和PPP组HE染色石蜡切片的结构图显得更加均匀细密、无杂乱感，但也使其硬度增加，结合感官评价口感最差，这与上文保水性研究结果相一致。
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图 5 不同处理的南京香肠HE染色切片图（200×）Figure 5. HE stained slices of Nanjing sausage with different treatments (200×)3. 结论
在南京香肠中添加1.5%四种不同种类的非肉蛋白后，会在一定程度上提高产品的咀嚼性，其中PPP和EWP影响最显著 （P<0.05），水分稳定性也会提高，说明其强化了辅料对斩拌肉制品质构的修饰作用。与不添加非肉蛋白的对照组相比，添加EWP的南京香肠的感官品质最好，添加SBC的南京香肠感官品质最差。根据色度变化分析，SBC组a*值显著提高 （P<0.05），促使香肠红色加深，PPP处理的组别颜色较浅，a*值较低。此外，HE染色结果显示，不同非肉蛋白对蛋白凝胶基质产生的影响不同，其中添加PPP和SBC的产品结构最紧密。关于这些因素及相互作用对南京香肠品质特性的影响还需进一步深入研究。
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图 2 非肉蛋白对南京香肠蒸煮损失率和总压出汁率的影响
注：同一指标字母不同，表示差异显著（P<0.05）；图4同。
Figure 2. Effects of non-meat protein on the loss rate and total juice extraction rate loss of Nanjing sausage
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图 3 非肉蛋白对南京香肠低场核磁的影响
Figure 3. Effect of non-meat protein on low field NMR of Nanjing sausage
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图 4 不同处理的南京香肠咀嚼性差异
Figure 4. Chewability difference of Nanjing sausage with different treatments
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图 5 不同处理的南京香肠HE染色切片图（200×）
Figure 5. HE stained slices of Nanjing sausage with different treatments (200×)
表 1 南京香肠感官评价标准
Table 1 Emulsified bowel sensory evaluation criteria
指标 描述 感官评分（分） 外观（20分） 肠衣干燥，与肉馅结合紧密，不易撕裂，表面干净有光泽，无发软、有韧性 16~20 肠衣稍有湿润或发粘，易与肉馅分离但不易撕裂，
发软，无韧性6~15 肠衣较湿润或发粘，肉馅易脱落，易撕裂，
发软无韧性1~5 色泽（20分） 切面肉馅有光泽 16~20 部分肉馅有光泽 6~15 肉馅无光泽 1~5 风味（20分） 肉馅无异味，有肠的独特风味 16~20 肉馅有轻微酸味 6~15 肉馅酸味较重 1~5 口感（20分） 口感爽滑有弹性 16~20 口感较粗糙，或弹性较弱 6~15 口感粗糙，且难以下咽 1~5 组织状态（20分） 切面紧实，边缘无异样 16~20 切面齐整，边缘部分有软化现象 6~15 切面不齐，边缘部分软化严重 1~5 
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表 2 非肉蛋白对南京香肠色度的影响
Table 2 Influence of non-meat protein on color of Nanjing sausage
样品 指标 L* a* b* C 70.93±0.35a 3.16±1.05b 14.25±0.65a SBC 44.95±4.60b 10.00±2.14a 8.79±0.94b SPI 69.66±0.27a 3.71±1.27b 14.38±0.19a EWP 70.69±0.65a 3.14±0.43b 14.76±0.13a PPP 70.55±0.61a 2.27±0.38b 15.01±0.14a 注：同一列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。
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1. 陈骏飞，申挥，张珂铭，汤回花，胡永金，肖华，李宏，刘毕琴，史巧. 嗜根考克氏菌与植物乳植杆菌复合发酵对香肠品质及细菌群落的影响. 肉类研究. 2025(02): 1-10 . 
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