摘要：基于低场核磁共振技术分析添加桔梗粉对熏煮香肠水分分布和品质特性的影响，从而探索添加桔梗粉增加香肠中膳食纤维含量、提高其营养价值的途径。将300、200、100、80、60目的桔梗粉按添加量分别为3%、6%和9%加入香肠中，以未添加组为对照，测定桔梗香肠的水分分布及品质特性。结果表明：添加3%的300目桔梗粉香肠的肉糜黏度（186.23 Pa·s）、pH值（6.16）、色泽（亮度值60.73、红度值19.44、黄度值12.60）、含水量（54.61%）、弹性（0.88）、黏聚性（0.49）、咀嚼度（5 870 N）和回复性（0.24）与其他处理组相比更接近对照组；桔梗香肠的水分分布与其品质特性相关性明显；桔梗粉增强了香肠中不易流动水和自由水与香肠的结合度，提高香肠的保水性，使桔梗香肠的持水性（0.40）和硬度（18 354 N）显著高于对照组；相对于其他处理组，含3%300目桔梗粉的香肠具有更好的品质特性和感官评分（P＜0.05），且桔梗粉的添加增添了香肠风味，丰富了香肠的营养成分。
肉制品是动物性蛋白、脂溶性维生素、矿物质、微量元素和生物活性化合物的重要来源[1]。熏煮香肠属于典型的传统肠类低温肉制品，多数富含脂肪和盐分，而膳食纤维、多糖等营养物质略显不足[2]。流行病学研究表明，肥胖、心血管疾病等均与食用高热量、高脂肪且营养素单一的肉制品有关[3]。为改善肉制品营养结构，已有多种非肉组分被应用于香肠中，添加种类以果蔬类[4-5]、杂粮类为主[6-7]，研究主要集中在营养改善[8-9]和低脂香肠研发方面[10]。
桔梗作为典型的药食同源作物，有止咳化痰及平喘功效，广泛应用于食品、化妆品领域，是朝鲜族传统风味小菜的主要原料[11]。目前，关于桔梗的研究主要以药理学、病理学[12-13]和功能性成分提取[14]为主。在食品领域少有桔梗食品的开发，在肉制品中的应用更是鲜见[15-16]。桔梗除富含膳食纤维（鲜质量比约5%～10%，干质量比约70%～80%）外，还含有皂苷D、多酚、多糖及黄酮等功能性成分，具备一定抗氧化性，具有应用于肉制品的潜力[17-18]。
研究发现，香肠中组分的变化会显著影响其品质特性，这与香肠内水分的变化存在密切联系[9-10]。低场核磁共振（low field-nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技术是通过控制磁场来检测样品中不同状态水分的弛豫时间及占比[19]。国内外研究表明，LF-NMR弛豫时间可以与肉的持水性（water holding capacity，WHC）呈对应关系，可以作为评价其品质特性的关键依据[19-20]。WHC是评定肉制品品质的重要指标之一，可以反映肉制品抑制水分流失、保存水分的能力[20]。通过LF-NMR技术分析桔梗香肠的水分分布和WHC，可以更深入了解桔梗粉的不同目数和添加量对香肠品质的影响机制。
本研究通过向香肠中添加不同量的微粉碎得到的不同目数桔梗粉，采用LF-NMR观察桔梗香肠内的水分分布和迁移情况，分析其对香肠品质的影响机制，从而探索添加桔梗粉增加香肠中膳食纤维含量、提高其营养价值的途径，为开发新型肠类肉制品提供科学依据。
1材料与方法
1.1材料与试剂
桔梗吉林省延吉市农贸批发市场；猪后鞧肉、猪背膘（冷鲜肉）大庆市东安批发市场；肠衣、各种香辛料大庆市九区批发市场。
1.2仪器与设备
NMI 20-15低场核磁共振成像仪苏州纽迈分析仪器股份有限公司；TA-XT2i质构分析仪英国Smsta公司；MEW 710绞肉机、MWF 591灌肠机德国Mado有限公司；TR-52i温度记录仪、TR-5230温度探针日本T&D公司；BZZT-IV-150蒸煮锅、BYXX-50烟熏炉嘉兴艾博实业有限公司；CR-410色差计日本Konica Minolta公司；PH-STAR直测式pH计德国Matthaus公司；KP-21求积仪日本Koizumi公司；5417R离心机德国Eppendorf公司；BCD-439 wkk1FYM电冰箱海信容声（广东）冰箱有限公司。
1.3方法
1.3.1样品的制备
1.3.1.1原料预处理
将买到的桔梗晒干，于鼓风干燥箱中干燥脱水（60℃，4 h），随后利用高速粉碎机将干桔梗以35 000 r/min的转速粉碎，手动筛分，得到不同目数的桔梗粉末；粉末分别用塑封袋密封，于－10℃保存备用。
将新鲜的猪肉剔除筋膜，切成约2 cm见方的肉块，用食盐和亚硝酸盐腌制48 h，与同样切块的猪背膘分别经绞肉机（孔板小孔直径4 mm）搅碎，于4℃冷藏备用。
1.3.1.2桔梗香肠的制备
按照猪肉、猪背膘质量比4∶1分组，每组按相同比例加入辅料，基础配方包括食盐2%、亚硝酸盐0.015%、淀粉4%、大豆分离蛋白3%、红曲粉0.2%、胡椒粉0.2%、白砂糖0.5%、蒜粉1%及冰水25%等。
香肠制作工艺流程如下：原料肉处理→腌制48 h→搅拌（10℃以下，4～5 min，添加辅料）→灌装→蒸煮（80℃，止于香肠中心温度达到72℃）→烟熏（45、55、75℃梯度升温，各1 h）→冷却至室温→真空包装→成品→存放于4℃冷藏室待测
以添加5种粒径范围（S1：300目、S2：200目、S3：100目、S4：80目、S5：60目）（目数越大，表示粒径越小）及3种添加量（N1：3%、N2：6%、N3：9%，以猪肉与猪背膘的总质量为基准）桔梗粉为处理组，以未添加桔梗粉的香肠作为对照组（N0），共16组为1批次进行测定和比较。每组香肠准备3个平行样，每个样品重复测定3次。为减小实验误差，共重复测定3个批次。
1.3.2指标测定
1.3.2.1黏度
使用流变仪测定香肠肉糜的黏度。温控4℃，测定时间300 s，剪切率235.5 s－1，共选取30个测量点，记录测定过程中的最大黏度值。
1.3.2.2 pH值
将直测式pH计的探头插入熟样品中心，测定pH值。
1.3.2.3色泽
利用CR-410色差仪测定香肠的亮度值（L*）、红度值（a*）和黄度值（b*）。每组样品取3个试样，每个试样测定3次。
1.3.2.4质构
采用质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）法测定样品的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度和回复性。将带肠衣的待测样品切成2 cm高的圆柱，采用P50探头，测试前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，2次压缩间隔时间5 s，压缩程度1 cm。
1.3.2.5水分含量
取0.5 g不含肠皮的样品置于水分含量测定仪上，温度设定100℃，结束模式为90 s内质量变化小于1 mg。待测定结束，记录示数。
1.3.2.6桔梗粉末吸水性
参考Ktari等[3]的方法。将不同目数的桔梗粉各取100.00 mg，加入装有10.00 g蒸馏水的离心管中，搅拌混匀，80℃水浴振荡加热30 min；冷却至室温并以4 000 r/min的转速持续离心40 min；随后将离心出的水倒出，计算粉末吸收水的百分比（g/100 mg），从而确定不同目数粉末的吸水性（water-absorbing capacity，WBC）。
1.3.2.7 WHC
称取0.5 g样品置于Whatman No.2滤纸上，使用实验用按压机以40 kg/cm2在2块玻璃板间压制2 min。利用求积仪测定滤纸上样品面积（A1）和水印面积（A2）。WHC按照下式计算。
1.3.2.8 T2驰豫时间及水分分布
以标品在FID序列下进行校正。利用取样器从香肠上取得直径0.5 cm、高2.0 cm的圆柱型样品，以聚四氟乙烯袋均匀包裹，置于直径1.4 cm、高20.0 cm的圆柱形检测管中，放入直径1.8 cm的测试探头内。在CPMG序列下以19 MHz的质子共振频率和3 000 ms的周期测定弛豫时间（T2）。在16次累加扫描过程中，从5 000个取样点获取回波数据，回波延时0.15 ms。
1.3.2.9感官评价
将每种成品香肠均切成5 mm的薄片或20 mm的段状2种样品，在不公开组别的情况下，交由感官评价小组品尝并进行综合评定。感官评定小组由13位具有经验的肉品专业研究人员组成，评分采取7分制，分数由低到高依次表示“非常差”到“非常好”。设置色泽、口感、滋气味和组织状态的权重分别为0.2、0.3、0.3、0.2，折算的总分为总体可接受度。
1.4数据处理
采用SPSS 23.0软件对实验数据进行处理分析，包括单因素方差分析、显著性比较和相关性分析。
2结果与分析
2.1桔梗粉的吸水性
在香肠加工工艺中，添加剂的性质会显著影响香肠品质。作为实验中香肠加工工艺中的变量，不同目数桔梗的WBC会影响到香肠的水分含量、WHC和T2驰豫时间及水分分布情况。淀粉、纤维素系植物性食材，在烹饪过程中WBC的强弱主要依赖于其三维立体网络结构和所含亲水基团，通过毛细管作用和亲水基团的吸附性使水分保留下来[21]。
注：同行大写字母不同，表示差异显著（P＜0.05）。
由表1可知，桔梗粉的吸水能力随目数的减小而增强。研究发现，机械粉碎得到的大粒径颗粒与水的接触表面积较小，暴露的亲水基团少，但其纤维结构要比小粒径颗粒更为完好，易贮存水分[22]；而小粒径颗粒的结构完整度较差，与水接触的表面积更大，暴露的极性亲水基团更多，但这些暴露的亲水组分易在与水接触时溶水流失而不是将水分子保留下来[23-24]。因此，添加桔梗粉可能会使处理组香肠的含水量和持水性高于对照组，且桔梗粉目数越小，香肠的水分含量和WHC越高。
2.2香肠肉糜的黏度
注：同列小写字母不同，表示不同添加量组别间差异显著（P＜0.05）；同行大写字母不同，表示不同粒径组别间差异显著（P＜0.05）。表3～7、9同。
香肠肉糜的黏度主要影响香肠加工过程中灌装的难易和成品品质。由表2可知，桔梗粉目数与香肠肉糜黏度呈正相关，且S1组肉糜的黏度显著高于S5组。这可能是由于相同质量条件下，100目以上的桔梗粉具有更大的接触面积，表面暴露的亲水基团更多，使肉糜乳化稳定性增强，黏度随之增大。与对照组相比，添加桔梗粉会显著降低肉糜黏度（P＜0.05），且随着桔梗粉添加量的增加，肉糜黏度也有所下降。这与Kim[25]、Chio[26]等将2%的南瓜纤维或米糠纤维加入法兰克福香肠中观察到的黏度变化相反。这可能是由于本研究中水分添加量是固定的，而已有研究中对应纤维的添加降低了配方中水的比例，使得肉糜黏度有所上升[25-27]。
2.3桔梗香肠的pH值
由表3可知：在桔梗粉目数不变的情况下，香肠的pH值随着桔梗粉添加量的增加呈现显著下降趋势（P＜0.05）；而在桔梗粉添加量相同时，其目数大小基本没有引起香肠pH值的变化（P＞0.05）。在预实验中，测得不同目数桔梗粉的pH值为4.99±0.03，远低于对照组香肠的pH值，这可能是导致桔梗香肠pH值下降的主要原因。已有研究结果表明，肉制品的pH值易受到添加物质的影响。Kim等[25]发现，在法兰克福香肠（pH 6.54）中加入2%的南瓜膳食纤维（pH 4.74）会使其pH值有所下降；Yadav等[28]把干胡萝卜粉（pH 4.94）加入鸡肉肠（pH 6.28）中，可以显著降低鸡肉肠的pH值；Choe[29]、Verma[30]等也在柿子皮提取物猪肉饼和番石榴羊肉肠的研究中观察到同样的现象。
2.4桔梗香肠的色泽
色泽与肉制品品质和新鲜度有关，是消费者选择食品的直观标准，易受添加剂影响。由表4可知，桔梗粉添加量相同时，香肠的L*随着桔梗粉目数降低呈先上升后下降的趋势；而随着桔梗粉添加量的增加，香肠的L*整体上显著降低（P＜0.05）。这与Choi等[26]研究南瓜纤维肉糜及Ryu等[31]研究葡萄粉猪肉香肠时发现的趋势类似。处理组香肠的a*显著低于对照组，且各处理组中，除S2、S3组香肠的a*无显著变化外，其余组香肠的a*均与桔梗粉添加量成反比（P＜0.05），而桔梗粉目数大小对a*无影响。桔梗粉目数相同的香肠b*随添加量增加而增加，而同一桔梗粉添加量下，香肠b*随着目数的变小而变大。Yasarlar等[32]报道了在土耳其肉丸中加入玉米粒后b*增加的现象，Melisssa等[33]也在胡萝卜香肠中发现了类似的情况。桔梗粉呈淡黄色，这可能使香肠的红润色泽变浅，截面泛黄，在添加量较大时更为明显。近些年，玉米肠、蛋肠等棕黄色、灰白色肠类已广为消费者所接受，红色不再是评价肉制品颜色好坏的唯一标准，但仍可能对桔梗香肠的感官评分带来影响。
2.5桔梗香肠的水分含量和WHC
由表5可知：桔梗粉添加量为3%时（N1组），不同处理组香肠水分含量无显著差异（P＞0.05）；而桔梗粉添加量再增加时（N2、N3组），S1、S2和S3组香肠的水分含量均显著高于S4、S5组（P＜0.05）；S1、S2和S3组香肠的水分含量均随着桔梗粉添加量的增加而增加，而S4、S5组均随着桔梗粉添加量的增加而降低（P＜0.05）。
WHC与水分含量直接相关，本研究中二者的变化趋势也大致相同。依照桔梗粉WBC的变化趋势，桔梗粉目数小、粒径大、添加量多，则香肠的水分含量多，WHC更好；但是含有100目以上桔梗粉的香肠拥有较多的水分和更强的WHC，且与对照组相比，水分含量相近或略有提高。这可能是由于不同目数的桔梗粉在香肠中贮存水分的方式不同。目数小的粉末主要通过毛细管虹吸作用保存水分，水分流动性相对来说会更大[21]，且粉末多时可能破坏香肠内部结构，在烟熏阶段水分流失较多，香肠WHC也会降低[34]。目数大的粉末则因大量暴露的亲水基团（如膳食纤维等）融入肉糜中，提高肉糜的乳化稳定性，从而促进水分与香肠中蛋白质、脂质和淀粉等成分的结合，抑制加工过程中的水分流失[25]。
2.6桔梗香肠的质构
TPA法分析香肠品质特性主要是通过分析仪模拟人口腔咀嚼模式，反映样品的适口性。由表6可知，香肠的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度及回复性均随桔梗粉添加量增加而下降（P＜0.05），而对于桔梗粉目数，S1、S2和S3组香肠的硬度显著高于对照组（P＜0.05），S4、S5组则相反。S1、S2和S3组香肠的弹性和咀嚼度均高于S4、S5组（P＜0.05）。黏聚性和回复性难以观察到较有规律性的变化。适量的大目数桔梗粉与香肠肉糜的蛋白-脂质网络结构契合，吸水膨胀，对香肠整体结构起到支撑作用；同时微粒接触面积更大，极性亲水基团更多，相对较大颗粒分子间作用力更强，能够在一定程度上增加肉糜黏性，提高香肠硬度[21，35]。Sánchezzapata等[36]发现，在香肠中添加5.0%和7.5%的坚果纤维会显著增加香肠的硬度，而在猪肉饼中添加则会降低产品硬度。Fernández-Ginés等[37]的研究表明，不溶性纤维因其水结合能力和膨胀特性可在肉糜中形成改变乳化液连续相的不溶性三维网络结构，显著影响质地。添加量过大或目数过小则可能会破坏香肠肉糜的紧密性，导致水分、脂肪流失，黏性下降、结构疏松，使香肠硬度和弹性急剧下降[35-37]。另外，桔梗粉较强的WBC也可能使高桔梗粉含量的香肠含水量增大，同样引起各TPA指标的劣化，进而波及感官性状。因此，向香肠中添加3%、100目以上的桔梗粉对其品质有一定的积极作用。
2.7桔梗香肠的LF-NMR T2分析
LF-NMR测得的肉类及其制品的横向特定水分弛豫时间可以用T20、T21、T22和T23来表示，指代波谱图中抵达峰值时的时间，其可分别对应4种不同的水分分布状态，即强结合水（0～1 ms）、弱结合水（1～10 ms）、不易流动水（10～150 ms）和自由水（150～1 000 ms）。参考Ramrez-Suárez等[38]的研究，可将波峰的峰面积比值对应为各水分占比，以A20、A21、A22和A23表示。根据仪器的分析原理可知，T2的大小反映样品水分的流动性。T2变小，波峰横坐标左移，意味着对应水分流动性减弱，结合性变强；T2变大，波峰横坐标右移，则水分流动性增强，结合性减弱[20]。
表7桔梗香肠的弛豫时间（T2）和水分占比（A2）
由表7可知：添加桔梗粉对强结合水的峰顶点时间T20无显著影响（P＞0.05）；100目以上与100目以下的桔梗粉在加入香肠后对其T21影响不同，前者加入香肠后，其峰顶点时间减小（P＜0.05），波峰左移，后者加入后则无明显变化（S4组）（P＞0.05）或显著增加（S5组）（P＜0.05），波峰相近或右移；随着桔梗粉添加量的增加，香肠T21的变化没有一定的规律性；另外，香肠A20和A21也未受到桔梗粉的显著影响（P＞0.05），这说明桔梗粉对香肠组织中结合水的影响力较弱，未发生结合水与其他水分间的明显转化迁移。
桔梗粉的添加使香肠中不易流动水和自由水的弛豫时间（T22和T23）均显著降低（P＜0.05），但添加量的变化对其影响并不显著（P＞0.05）。S4、S5组香肠的T22和T23大于S1、S2、S3组（P＜0.05），水分流动性更强，结合能力较差。以上结果与WHC的变化趋势基本一致，添加的桔梗粉可能通过改变不易流动水及自由水与香肠的结合度来影响其品质。
对于A22，除S2组外均在添加桔梗粉后显著增加（P＜0.05），A23则无变化或略有降低，即加入桔梗粉后可能使部分自由水流失或转化为不易流动水。S1、S2、S3组香肠的A23随着桔梗粉添加量的增加而显著降低（P＜0.05），且S1组降低最为明显，说明自由水发生了流失或迁移。结合水分含量增加、WHC上升及A22变大的测定结果进行分析，可能是在100目以上的桔梗粉增加后，香肠组织结构紧密性增强，自由水转化为不易流动水，从而增强了WHC。虽然S4、S5组香肠中添加的桔梗粉凭借自身较完整的纤维网络结构，WBC强于S1、S2、S3组，但大量添加（N2、N3）对香肠组织结构破坏较大，导致加工阶段易流失更多水分，从而使香肠水分含量降低，A23减少，相对地，其他状态的水分占比增加（主要是不易流动水）。而低添加量（N1）时，桔梗粉粉末对香肠整体结构影响相对较小，其与水的结合能力将相当一部分自由水转化为不易流动水，水分结合性增强，流动性变差，从而抑制了水分流失，水分含量相对较高[39]。
综上所述，不同目数、不同添加量的桔梗粉对香肠的弛豫时间及水分分布的影响不尽相同。添加桔梗粉可以增加香肠中不易流动水、自由水与组织结构的结合能力，同时在一定程度上提高水分含量，而其添加量较高则会使香肠结构疏松，水分流失，虽然剩余的水分结合度高，但总含量降低，组织状态变差。在桔梗粉添加量相同时，S1、S2和S3组香肠的水结合性更好，这与之前测得的WHC反映的情况也基本一致。
2.8桔梗香肠品质与T2水分分布相关性分析
由表8可知：T20、A20和A21与各项品质指标均无显著相关性；pH值与T22、T23和A23呈极显著正相关，与A22呈极显著负相关（P＜0.01），L*、a*和b*也与不同分布状态水分的弛豫时间或占比存在极显著相关性（P＜0.01），说明添加桔梗粉引起的水分分布变化可能是使香肠pH值、L*、a*降低的原因之一；水分含量和硬度与T21、T22和T23呈负相关（P＜0.01或P＜0.05），说明添加桔梗粉使香肠的弱结合水、不易流动水和自由水的结合能力变强，香肠含水量升高，硬度更强。S1、S2和S3组香肠随着桔梗粉添加量的增加水分含量上升（表2），但硬度降低（表3），表明桔梗粉影响香肠硬度的渠道不仅仅是水分含量，二者之间的关联仍需进一步研究。WHC与T21、T22、T23均呈极显著负相关（P＜0.01），即本研究中桔梗香肠的WHC与不同分布状态水分的弛豫时间关系密切，香肠中不同分布状态水分的结合能力是香肠WHC的重要影响因素[38]。各TPA指标与A22和A23均呈极显著相关（P＜0.01），说明不易流动水和自由水的占比变化对香肠影响显著，桔梗香肠不易流动水占比越低，自由水占比越高，香肠的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度和回复性越强。弹性和咀嚼度与T21呈极显著负相关（P＜0.01），表明添加桔梗粉后弱结合水结合能力增强，从而促进弹性、咀嚼度上升。而黏聚性和回复性与T23呈显著正相关（P＜0.05），表明自由水结合能力下降，自由水含量适当增加可以提高香肠的黏聚性和回复性。
表8桔梗香肠品质与T2、A2间的相关性
注：**.极显著相关（P＜0.01）；*.显著相关（P＜0.05）。
2.9桔梗香肠的感官评价
由表9可知：对照组桔梗香肠的色泽、口感、滋气味、组织状态及总体可接受度最高；N1组桔梗香肠的色泽评分与对照组相比无显著差异（P＞0.05），但N2、N3组的色泽评分显著降低（P＜0.05）；香肠口感与桔梗粉添加量成反比（P＜0.05），S1、S2、S3组的口感评分高于S4、S5组，组织状态的变化趋势与口感基本相同；桔梗香肠的滋气味评分显著低于对照组（P＜0.05），N1、N3组的滋气味基本不受桔梗粉目数影响（P＞0.05），而N2组的滋气味评分随粉末目数增大而降低（P＜0.05）。桔梗本身带有清淡的苦味，使得添加桔梗粉较多的香肠也伴有淡苦味。这可能是处理组香肠滋气味评分低于对照组的原因，但适宜的淡苦味也可以成为桔梗香肠的独特风味。
表9桔梗香肠的感官评价
从总体趋势来看，桔梗粉的添加量越少、目数越大，香肠的色泽、口感、滋气味和组织状态评分越高，且目数或添加量间差值越大，评分的差异也越显著（P＜0.05）。其中，添加3%300目桔梗粉的香肠各项感官指标最接近对照组，所带的苦味较小、可接受度较高，更适宜用于特色香肠的开发。
3结论
LF-NMR及品质分析结果表明，添加桔梗粉会改变熏煮香肠的水分分布，并通过增强香肠对水分的束缚力来影响其品质特性。整体上看，随着桔梗粉添加量的上升，香肠的pH值、L*、a*、质构各指标数值、A23、感官评分及肉糜黏度降低，而b*、水分含量和WHC有所增加。随着桔梗粉粉末目数降低，香肠的L*和b*先增后减，a*则相反。100目以上的桔梗粉添加到香肠中后，香肠的质构、水分含量、WHC及感官评分明显高于添加100目以下桔梗粉的样品。综合各项指标结果分析，添加3%300目桔梗粉的熏煮香肠相对于其他组具有更好的品质特性，各项指标也更接近或优于对照组，同时所带的清淡苦味可接受度高，可为香肠增添特色风味，且可增加产品中膳食纤维的含量，提高其营养价值。
参考文献：略
张翼飞，朱紫玉，林小玲，等.桔梗粉添加量及目数对熏煮香肠品质特性的影响[J].肉类研究，
张翼飞1，朱紫玉1，林小玲1，黄冬弦1，俞龙浩1，2，*（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319；2.黑龙江省中加合作食品研究发展中心，黑龙江大庆163319）
投诉侵权
