香肠是一种将新鲜斩拌的碎肉灌入肠衣中,根据不同人的口感而制成的具有一定风味的圆柱体管状食品。香肠也是一种利用非常古老的食物生产和肉食保存技术的食物。已经有很多文献证明,在几千年的古代人们就开始制作以及销售香肠。罗马尼亚人制作“cir-celli”“tomacinae”“butuli”等其他类型的美味香肠,主要是在每年盛大的欢庆活动以及供奉活动中使用。在很早以前,香肠主要是由一些条状的或者其他边角料等副产物制作而成。在罗马尼亚的主要的消费群体是一些穷人阶级。并且在早期罗马尼亚的基督教堂中是禁止食用香肠的。
中式香肠有着悠久的历史,种类也有很多种。传统生产过程是在寒冬腊月在较低的温度下将原料肉进行腌制,然后经过自然风干和成熟过程加工制成的。我国地域广阔,气候差异较大,也因此在传统生产条件下形成了众多口味不同的香肠制品。习惯以生产地域对香肠进行分类,如广东香肠(广东腊肠)、四川香肠、北京香肠、如皋香肠、山东招远香肠等。
就像午餐肉及西式盐水火腿肉用金属容器或者其他塑料模具进行肉制品塑形一样,香肠是通过肠衣来固定形状的。根据肠衣的类型,可以分为天然肠衣和人工肠衣。
1.天然肠衣(natural casing)
天然肠衣是将牲畜(如:猪、牛、羊等)宰杀后的新鲜肠道经过深加工,去除肠道内不需要的组织后得到的坚韧、透明性的一层薄膜。由于天然肠衣具有绿色安全、营养可食、易于消化吸收、口径韧性适中等特点,并且在经过蒸、煮、烘、烤、煎等烹制过程后不破裂,因此是灌装各类香肠的理想包装材料。
一个传统的香肠都是通过天然肠衣灌制生产而成。天然肠衣也被称为动物肠衣,主要是由猪(见图3-1)、牛、羊的消化器官和泌尿系统的脏器除去粘膜后腌制或者干制而成。
图3-1 猪肠衣的来源
猪的小肠一般的平均长度为15~20m,并且根据饲养条件、选取部位的不同以及动物年龄不同而使得肠衣的直径以及强度而有所不同。
肠衣的制作过程比较烦琐。一般需要手工或者机器的方式除去脂肪和肠系膜组织,并且清理以及除去小肠内容物。最后,仅有黏膜下层被作为香肠肠衣的生产材料(图3-2)。肠衣最后是通常放在40%盐渍,或者是干盐进行低温保存。目前已发现可以通过其他途径使得片段肠衣相互联结,最后交联成具有一定长度以及一定韧性的再生肠衣,实现废弃肠衣再利用。
天然肠衣按照加工方式的不同可以分为盐渍类肠衣和干制类肠衣两种,其主要加工工艺过程为:
(1)盐渍肠衣 ①浸洗:浸泡入清水中18~24h,控制一定的水温;②刮肠:将浸泡好的肠衣置于木板上用无刃刮刀刮去多余部分,控制力度以防出现破损;③灌水:经过刮制的肠衣一头接在水龙头上灌洗,并检查有无孔洞,及时剪除残次部分;④量码:将灌洗好后的肠衣以一定长度为一把(一般为100码,9.5m);⑤盐制缠把:将扎把后的肠衣置于蹄内均匀撒盐,盐渍12~13h,将水分沥出,当呈现半干状态便可缠把得到半成品光肠;⑥浸漂洗涤;用清水将光肠洗涤干净,控制洗涤水温及时间;⑦灌水分路:洗涤好的肠衣注入清水,检查孔洞,并按口径分路;⑧配码:将同路肠衣按一定的码数扎把;⑨腌制缠把:配码后的肠衣用精盐腌制,待沥干后缠把即得成品肠衣。
图3-2 动物小肠结构(横截面)
Ⅰ—黏膜层具有绒毛结构 Ⅱ—亚黏膜 Ⅲ—肌肉层 Ⅳ—浆膜
(2)干肠衣 ①浸洗:用清水浸洗,冬季1~2d,夏天数小时;②刮油脂:浸洗过的肠衣刮去油脂、筋膜等;③碱洗:刮制完的肠衣用5%的NaOH溶液漂洗去多余油脂;④漂洗:碱洗后的肠衣再用清水洗净;⑤腌肠:漂洗完的肠衣扎把用适量盐腌制12~24h后取出洗净盐粒;⑥吹气:洗净后的肠衣吹气至膨胀,置于通风处晾干,并检查孔洞;⑦压平:晾干后的肠衣压平并喷洒适量水分后便可扎把装箱。
我国生产的天然肠衣(如猪肠衣和羊肠衣)具有直径均匀、强度高等特点,在全球天然肠衣的生产中具有领先水平,主要体现在:①长度长:每根肠衣的平均长度可达20~30m;②直径大:其中一、二级肠衣段占整个肠衣总长度的一半以上;③皮质好,皮质坚实,韧性好,次品率低。然而天然肠衣也存在许多缺点,具体表现在:①由于动物肠道的个体差异较大,不利于实现机械化生产,依靠人工清洗和加工,工作繁重辛苦,效率低,成本高;②动物肠道含有很多天然弯曲,不利于香肠的连续化生产;③由于个体差异和部位差异,动物肠道的粗细和强度也存在差异;④生产过程中残次品率高。这些缺点在一定程度上阻碍了肠衣的标准化和机械化生产。
肠衣通常需要具有良好的韧性以及坚实度,能够耐受由于灌肠加工、热、熏烤处理或者后期处理中的压力强度,并且能够和肉糜结合紧密,具有良好的收缩拉伸以及膨胀性能,具有良好的透水能力以及烟熏透过能力。天然肠衣不仅具有以上的特点,更重要的是,天然肠衣生产出来的香肠具有一定的咀嚼性,并且带有肠衣的特有的风味,因此受到广大消费者的喜爱。天然肠衣一般都能够承受一定的机械抗压性,根据肠衣来源的不同,肠衣的机械抗压性由强到弱分别是牛肠衣>猪肠衣>羊肠衣。羊肠衣用的比较广泛的是用来制作新鲜油炸香肠、法兰克福香肠、BBQ香肠、热狗以及窄的干制发酵香肠。当然,天然肠衣也有缺陷,主要表现在直径不一、厚薄不均、多呈弯曲状、人工处理情况较为繁琐、技术要求较高。若一旦肠衣在清理内容物时被破坏污染,将很难被洗净以及具有感染微生物的危险。根据贮藏的条件,一般天然肠衣(盐渍)的货架期在3个月或者更长。但如果肠衣一旦进行了脱盐处理并且在10℃温度下贮藏,保质期一般是在4周左右。
2.人造肠衣(artificial casing)
随着高产的自动灌肠机的出现以及人们对香肠制品的不断需求,天然肠衣的供给已经远远不能满足现代化商业香肠制品的需要,人造肠衣作为一种新型产业从20世纪初开始不断兴起。塑料人造肠衣因其优良的性能得到了广泛的研究,20世纪50年代美国首先将聚偏二氯乙烯膜(PVDC)用于食品包装,到了60年代,日本率先将PVDC做成管状膜来灌装火腿肠和鱼肠等,我国到了80年代才将PVDC大量引进。不可否认,PVDC作为肠衣膜的包装材料,为香肠生产做出了巨大贡献。然而PVDC存在食品安全隐患的问题,并且会对环境造成一定的污染,因此尽管PVDC具备优良的性能,但并不是理想的天然肠衣替代品。纤维素肠衣主要是利用植物蛋白纤维和矿物蛋白纤维制成的,美国首先研制成了纤维素肠衣来解决天然肠衣供应不足这一问题。纤维素肠衣虽然不可食,但是其强度高、均匀性好,性能优良,与天然肠衣一样可以使水分透过,有利于蒸煮、烟熏等熟化过程,适合大规模的机械化生产。但是由于纤维素自身的性质影响,其与肉类一起蒸煮的过程中对脂质的传递差,因此也受到一定的使用限制。蛋白类肠衣是人造肠衣中唯一可以食用的,其中又分为植物类蛋白肠衣和动物类蛋白肠衣。植物类蛋白主要以大豆、玉米、小麦等为原料,加入胶质制备而成。动物类蛋白肠衣主要是使用动物的皮、腱等胶原蛋白含量丰富的部分通过一系列加工工艺制备而成。从卫生安全角度来看,人造肠衣在微生物指标方面优于天然肠衣,并且不需要冷藏,易于运输以及长期储藏,一般其货架期在2~3年或者更久。另一方面,人造肠衣的孔径便于控制,也比较均一,但是人造肠衣缺乏天然肠衣相应的特殊的口感。因此也不能完全地替代现在的天然肠衣。
按照组成以及它们的结构,人造肠衣可以再分为以下两种:
(1)以天然的材质为原料制成的人造肠衣
①由植物组织材料制成的肠衣,比如纤维肠衣;
②由动物性的副产物制成的肠衣,比如胶原肠衣。
(2)以热塑性材料为基质制成的合成肠衣
①纤维肠衣(cellulose casing):纤维肠衣是用纤维粘胶挤压而成的(图3-3)。原料主要取自天然的纤维如棉花、木屑、亚麻或者其他纤维成分。纤维肠衣具有以下的特点:
a.具有一定的机械耐受能力;
b.被水浸湿以后变宽,在烘干的情况具有收缩皱褶的特点;
c.具有一定的气体、水分、烟通透性,能够染色、印刷,不能食用。
纤维肠衣适合于小直径的香肠(灌肠管径在12~42mm)。若应用于大管径的香肠,容易出现爆肠的情况。一种法兰克福式无衣香肠的制作是将肉糜填充到这种纤维肠衣,然后在74℃煮制和烟熏。经过热加工以后,肠衣内部的肉糜中的蛋白在热环境下变性凝结。这种香肠在食用时或者是制成即食食品时,通常需要将纤维肠衣剥去,形成无衣香肠(skinless sausage)(图3-4)。
图3-3 纤维肠衣
图3-4 法兰克福式无衣香肠
左为被剥去的肠 中为无衣香肠 右为带有肠衣的香肠
②胶原肠衣(collagen casing):胶原肠衣是从皮革制品的碎屑,或者从牛皮的真皮层中抽提出的胶原蛋白,在碱液中挤压成型,而制成的“长筒袜”状的管状肠衣(图3-5)。胶原肠衣也具有一定的机械承受力和透气性,能够使得熏烟以及水蒸气透过肠衣。由于胶原是动物组织的一部分,人们也可以直接食用和消化。
如果应用于大直径的香肠,胶原肠衣的厚度必须相应地进行加厚处理,否则不能承受灌肠时所产生的压力。胶原肠衣携带运输较天然肠衣方便,并且在灌肠的过程中不需要温水泡湿而可以直接进行灌肠使用。保存的时间也相应较长。胶原肠衣的应用也非常广泛,比如广泛地应用于西式早餐小香肠以及法兰克福香肠的制作(图3 -6)。但是对于许多传统的消费者来说,目前还是较为习惯于食用用天然肠衣灌制的香肠,虽然胶原肠衣已经从质地以及口感上与传统的天然肠衣差别不是太大。
图3-5 胶原肠衣
图3-6 用胶原肠衣制作的法兰克福香肠
③塑料合成肠衣(synthetic casing):塑料合成肠衣主要是来自热塑性合成材料,例如聚酰胺(尼龙材料)(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚偏二氯乙烯(PVDC)以及聚酯(PET)。之前的合成肠衣只能从一种单一的合成物质(多聚材料)制成。由于挤压技术的发展,现在用于生产肠衣的材料可以来自不同种的生产材料。
现在市场上销售的香肠普遍采用了新一代尼龙肠衣——易包龙尼龙肠衣。这是一种新型的5层无缝双向拉伸收缩尼龙肠衣,最初是为满足澳大利亚市场需求而特别设计的。易包龙肠衣具有以下特点:a.防渗透:蒸煮过程中可保持肉制品的香味,最大程度地保持肉制品的特色风味。b.高阻隔性:可以延长肉制品的货架期,在蒸煮过程中还可以减少重量损失。c.高强度:耐浸泡,灌装时不易发生破裂。d.良好的肉黏性:避免肉制品与肠衣之间出现空隙而导致肉制品腐烂。e.收缩性好:收缩率为5%~20%,并具有热稳定性,不必进行后期收缩(不必浸入温水池中去褶皱)。肠衣经蒸煮再冷却后不会出现褶皱。f.耐高温:香肠的蒸煮消毒温度可达120℃。g.耐低温:冷藏温度可低至2℃。h.可精确控制:肠衣直径只有±1mm的误差。i.易剥离:肠衣很容易从肉制品上剥离。j.化学稳定性好:对油、脂肪、润滑脂、肉酸、溶剂都有很好的抵抗性。
另外,氯偏共聚树脂也是一种常见的肠衣膜材料,是具有良好的阻气、阻湿、耐油、耐化学药品性能的高阻隔性材料。由于均聚PVDC同增塑剂、稳定剂的相容性很差,而且是一种热敏性塑料,所以很难用熔融加工的方法使之成型。
塑料肠衣具有很强的机械韧性、热稳定性和不透气性等特点。由于其不透气,因此不适用于烟熏工艺,合成肠衣主要适用于:
a.大直径的香肠。
b.香肠的失水对品质有重要影响的香肠。
c.香肠在高温下煮制。
d.货架期长的香肠,并且能够很好的保存香肠的滋味以及气味(防止酸败、褪色以及气味损失)。(www.xing528.com)
最新的合成的肠衣的肠衣壁包含2~5层的合成材料,并且这些合成材料具有很强的隔离气体以及耐受低温(-18℃)以及高温(105~121℃)。这种肠衣适合经受生产货架期很长的香肠,因为他们能够经受轻微灭菌并且如果需要的话,能够进行冻藏。
用塑料肠衣制作的香肠制品一经过蒸煮加热,肠衣就会收缩并紧紧包住填充料,产品的外观较好。但是冷却后肠衣会出现皱褶,可在80℃左右的热水中浸泡5~10s,皱褶即可消退,见图3-7。
图3-7 用塑料肠衣制作的香肠(A)和皱褶的肠衣(B)
合成肠衣不适合用于加工需要干燥、熟化和发酵的产品,因为这种肠衣不透气并且水蒸气也不能透过。随着人们对食品安全性要求的提高,可食性食品包装膜材料倍受欢迎。可食性膜与非可食性膜同样具有较好的机械性能、阻氧性、阻气性、抗渗透、抗微生物和抗氧化剂能力。但因其可食性,不仅可以减少对环境的污染,而且它本身是富含多种营养成分的物质,食用后有益于人体健康。除此之外,还可以通过加入一些风味剂、有色剂、甜味剂等用以改善食品的感官性能。可食性人造肠衣是以天然可食性物质(如蛋白质、多糖、纤维素及其衍生物等)为原料,通过不同分子间互相作用而制成的具有多孔网络结构的薄膜。
在香肠的加工过程中,除了加入主要的瘦肉以及脂肪以外,加入一些非肉类物质作为配料是必不可少的,如食盐以及香辛料。其他作为一些特有产品的成分加入其中。
按其来源进行分类,可分为:植物源性物质,动物源性物质,化学物质。
这些辅料一般不被消费者直接食用,但在制作香肠的过程中,加入辅料能够在一定程度上提高香肠品质或者加工工艺。如食盐、香辛料、持水性物质以及胶凝增强剂。与之相对的,如淀粉、鸡蛋类的物质被认为是完全的食物成分。
大多数的这些辅料成分都是具有一定的作用的,这些作用主要是对口味、风味、外观、颜色、质地、持水性、防腐以及防止脂肪分离的影响。
1.植物源性物质
香肠的加工过程中有一类被称为填充剂和增补剂的辅料,他们的作用不仅用于改变肉产品外观或者改善提高质量,还能增加物料的体积。
肉类的增补剂(extender)主要是来自植物性的大豆。组织化植物蛋白是最常用的大豆增补剂。这些廉价的植物蛋白“增补”了比这个更贵的动物性蛋白,减低了生产成本并同时满足了蛋白质含量的需要。
另一类辅料被称为填充剂(fillers),这些填充剂一般是蛋白质含量较低的碳水化合物,其加入量通常是总量的2%~15%。填充剂的加入可以有效降低产品生产的成本以及增加体积,更重要的是,一些填充剂(面粉/淀粉)能够起着黏合剂的作用,增加产品的多汁性、持水性以及与脂肪结合的能力,改善产品质地。这些填充料主要有:用小麦、大米或玉米制成的谷物面粉(flour);用小麦、大米、马铃薯、玉米等制成的淀粉(starch)、多糖(polysaccharides)、卡拉胶(carrageenan)等。
在中式火腿肠的生产过程中,淀粉的应用非常广泛,淀粉的含量≤6%为特级火腿肠,≤8%的为优级火腿肠,而≤10%的为普通的火腿肠。淀粉的分子结构是由许多右旋葡萄糖聚合而成。可用热水分为两个部分:融化部分为直链淀粉,不融化部分为支链淀粉。淀粉在肉类制品的加工生产中发挥着重要的作用。新鲜的肉中含有72%~80%的水分,其余的固体物质大部分为蛋白质和脂肪。当肉制品受热时,蛋白质因变性而失去对水分的结合能力,而淀粉则能够吸收这部分水分,糊化并形成稳定的结构。因此,选择吸水性好、膨胀度高的淀粉,对于保证制品的持水性、改善组织结构非常重要。由于普通淀粉经较长时间保存后存在老化回生问题,添加原淀粉量超过5%时做出来的产品口味差,粉感较强;其次,添加的原淀粉在低温环境中更易导致产品反生及析水现象发生。同时,由于原淀粉的持水性随温度的降低而发生下降,相当部分的自由水挣脱淀粉颗粒的束缚,继而导致产品出水,以致产品在切片出售时易出现干裂及变色发灰等现象,变性淀粉较原淀粉具有许多优良特性,如具有良好的凝胶特性、蒸煮特性、透明度等,在食品工业中已得到广泛的应用。经化学和酶方法对淀粉进行处理的肉制品专用变性淀粉,它的黏度比普通淀粉要大,能增加制品的黏弹性,并具有一定的抗老化性能,而且它的吸水率比普通淀粉高。糊化温度低,能适应不同食品加工工艺要求。肉制品中蛋白质变性和淀粉糊化两种作用几乎同时进行,肉类蛋白质受热变性后形成网状结构,变性淀粉能及时吸收结合蛋白质因加热变性而失去的水分,不会在内部形成小“水塘”,水分被淀粉颗粒吸收固定,同时淀粉颗粒变得柔软而有弹性,起到黏着和保水的双重作用。变性淀粉还可以束缚脂肪的流动,缓解脂肪给制品带来的不良影响,改善肉制品的外观和口感。当然不同的肉制品,原淀粉和变性淀粉在其中的作用也不尽相同,对于灌肠制品来说,如何使肉糜形成稳定的凝胶体,不使水分析出、脂肪溶出,很大程度上取决于淀粉的选择和使用。在灌肠制品,添加变性淀粉可使蛋白质-脂肪-水体系得到加强,使其混合更均匀,结合更紧凑,体系更稳定,改善了灌肠制品的质构,提高灌肠制品的弹性、持水力、肉糜乳状液的稳定性等方面。添加变性淀粉的灌肠样品与添加原淀粉的样品相比,质地、风味、弹性力方面均得到改善,肠体均匀饱满、组织紧密、弹性增加、肠体有光泽度、呈自然的红色,变性淀粉在提高制品质量、改善口感和延长货架期方面,显示出无比的优越性,具有广阔的应用前景。
研究表明,使用改性淀粉,在添加量为固形物的7%时,就能达到与普通淀粉一样的得率,因而能有效地避免发硬老化,从而改善制品品质。研究认为变性淀粉都可以改善猪肉糜的保水性,均表现出随着浓度的增加,肉制品的出品率不断提高。有研究人员认为随着玉米变性淀粉添加量的增大,硬度逐渐升高,而弹性是逐渐降低的。一般认为,产品中淀粉含量增加,其黏着性增大。李应华研究了变性淀粉在熏煮肠中的应用效果,发现可明显提高红肠的弹性和内聚性,降低硬度和咀嚼性。在不同的淀粉中,支链以及直链淀粉的比例是不尽相同的,支链淀粉的比例越大,淀粉的黏度也就越大。通过研究表明,淀粉加入在肉制品中,对于肉制品的保水性以及肉制品的组织结构均具有良好的影响。这是由于在加热的过程中,淀粉颗粒吸水膨胀、糊化所造成的。由于淀粉糊化温度比肉蛋白的变性温度高,因此在淀粉糊化的过程中,肌肉蛋白质已经基本完成并且形成一定的网状结构。此时,淀粉颗粒脱去存在于网状结构中结合不够紧密的水分,将其固定,因而使得制品的保水性提高。同时,淀粉颗粒因吸水膨胀而变得具有弹性,并且可以使肉馅黏合、填充孔洞,也使得产品富有弹性、切面平整美观,具有良好的组织形态。另一方面,淀粉颗粒也可以吸收由于加热而熔化成液态的脂肪,减少脂肪的流失、提高成品率以及保持香肠制品的多汁性。
大豆组织蛋白是指大豆中的无定形球蛋白经组织化处理,充分伸展并在强力、高热、高压作用下发生取向排列,形成一种类似动物肌蛋白特有的纤维结构,复水后成为具有一定强度、弹性和质构力的新型大豆蛋白制品。大豆蛋白具有良好的流变学特性、乳化特性、凝胶性和稳定特性,具有吸水吸油性、质构形成能力、加热成型性,而且具有很高的蛋白质含量。大豆蛋白之所以有以上功能,是与大豆蛋白分子结构中含有游离的-NH2、-COOH和R有关。因为-NH2和-COOH是亲水基团,烃基是亲油基团,这样大豆蛋白就具有吸水性、吸油性、乳胶稳定性和凝结性等功能。由于大豆蛋白结构松弛,遇水膨胀,本身可吸收3~5倍的水,它与其他添加料和提取的蛋白质配成乳浊液时,遇热凝固而起到吸油和保水的作用。在肉制品中添加一定量的大豆蛋白对于肉制品的保水性可以起到良好的效果。使用时添加量以2%~12%(与肉的质量比例)为宜。在肉制品中通常用于提高肉制品的质构,它们作为另一种凝胶系统来提高产品产量和质构特性。大豆蛋白通过填充或改变凝胶系统的构造而影响肉制品的结构。可直接与肉蛋白相互作用,填满凝胶基质的空隙,或在基质结构上作为不连续的凝胶相。使其组织结构有很大的改善,保持原有产品的风味的同时增加肉制品的鲜香味道。并减少肉制品加热处理后的水分流失,使含脂肪高的产品质量得到提高,提高产品得率,增加经济效益。但并不是添加大豆蛋白越多越好,而是要根据具体情况而定,合理的配方才能收到良好的效果。若添加过多,由于大豆蛋白在0~4℃的低温下即可吸收大量的水分,致使产生很严重的膜状结构,严重阻碍了水分的活动性,降低了水分的溶解功能,使磷酸盐和盐溶蛋白的溶解性被弱化,大大降低了肉蛋白本身的保水作用。张福等研究认为大豆蛋白作为肉制品加工中的重要辅料,添加量的大小对肉制品的风味、口感、结构起着重要作用,添加量小会导致产品结构松散、口感发软等不良结果,而且会造成产品风味不协调、无法掩蔽不良气味和达到增香的效果;反之,使用量过大会造成产品豆香味过浓、口感发硬等不良现象。周亚军等研究表明,在灌肠制品中添加大豆蛋白,可以提高灌肠的营养价值和质量,使脂肪乳化,提高保水性和产品得率;又可取代部分瘦肉,降低生产成本,增加生产商或企业的经济效益。还有研究表明,大豆分离蛋白和酪蛋白酸钠二者的比例为1∶1时制品的质构性能最好,二者的比例为5∶1时香肠的质构、鸡肉感和整体感最易被接受,比例为1∶1时香肠的咀嚼性、多汁性和咸味的感觉更好。
王存等研究表明猪肉灌肠制品的主料最佳配方为:水分含量为40%、淀粉含量为10%、大豆蛋白含量为7%、脂肪含量为6%。在猪肉灌肠制品中也常加入大豆蛋白以提高其出品率,增加蛋白质的含量,并赋予产品良好的组织形态。研究认为2%~6%的大豆蛋白对此乳化肠凝胶质构特性的影响不显著。龙虎研究表明单独添加大豆蛋白及对鱼丸凝胶特性的影响不明显。郭世良研究认为添加3%的大豆分离蛋白对猪肉灌肠压缩硬度有极显著的提高作用(P<0.01),添加1%和2%的大豆分离蛋白提高了灌肠的内聚性(P<0.05),但当添加比例为3%时,灌肠内聚性没有显著变化(P>0.05)。大豆分离蛋白在三个添加比例1%、2%和3%时对灌肠的胶黏性有提高作用(P<0.05)。从经济角度考虑大豆组织蛋白在肉制品中的应用使得干腌香肠的成本降低了约3%,同时也将质量损失降低了约2%,研究大豆组织蛋白对灌肠质构的影响是有必要的。
在一些清真类香肠的制作中,一般植物油用来替代动物脂肪,使得加热后的香肠变得柔软和具有多汁性的特点。它可以被认为是肉类的增补剂。在添加前,将植物油冷却(1℃)是非常重要的。目的是为了使混合料保持低温。并且这种条件下制作的香肠具有很好的黏稠效果。
2.动物源性物质
对于动物源性物质添加到香肠中并不是很常见,他们最主要的作用是改善产品的保水性,并且防止在加热过程中产生脂肪分离现象。有些还能被作为动物性增补剂使用。常用的动物性辅料如:酪蛋白(caseinate)、全脂或脱脂乳粉(whole milk/non-fat dried milk,详见西式香肠制作)、明胶(gelatine)、血浆(blood plasma)等。
卡拉胶作为常见食用胶,被广泛应用于肉糜类、火腿类制品的生产,它能够提高产品的保水性和组织结构,使产品结构细腻、弹性好、切片良好、脆度适中、嫩滑爽口。卡拉胶的保水作用在于其本身的双螺旋结构捕捉水分和与肉蛋白的作用。其保水性较磷酸盐作用简单,但稳定性不如磷酸盐效果好。卡拉胶在肉制品中的使用量不宜太多,否则易因卡拉胶造成失水的作用而使肉制品产生渗水现象。其他胶类增稠剂和淀粉类配料的保水作用与卡拉胶相似,保水容易,失水也很快,易因使用量大,导致肉制品产生渗水现象。它在肉制品中的添加量一般为0.2%~1.5%。Jarmoluk通过向肉糜凝胶里添加血浆蛋白和κ-卡拉胶研究其质构特性,结果显示:随着二者的加入,质构特性逐渐减弱,易形成脆的凝胶。代佳佳研究认为随着卡拉胶添加量的增加,鸡肉肠的硬度逐渐增大,但在添加量0.3%~0.5%时的硬度变化不显著。弹性是先降低后升高,以卡拉胶添加量0.1%时的弹性最高。芦嘉莹等实验结果表明,食用胶的添加会提高产品的感官质量和总体可接受性,卡拉胶等食用胶均具有改善乳化肠品质和质地的作用,可将其广泛应用于肉制品加工中。王健等确定当卡拉胶的添加量为0.2%时,无论在持水力、成品质构(硬度、咀嚼性、弹性、内聚性),还是感官评价等方面均与传统高脂香肠无明显差别(P>0.05),可较好地取代传统高脂肪香肠中的部分脂肪。
Bradford等研究表明,添加0.4%的卡拉胶到8%脂肪的猪肉饼中,可以提高猪肉饼的嫩度和多汁性,以进行脂肪替代。瓜尔豆胶在加工肉糜过程中,迅速结合游离的水分,特别是与其他胶体做乳化水溶胶,稳定脂肪和水分。改善肠衣的充填性,消除烹煮、烟熏和贮藏期间脂肪和游离水的分离和移动,改善冷却后产品的坚实度。瓜尔豆胶为天然胶中黏度最高者,是已知胶体中增稠效果最好的胶体,同时吸水性也最好。瓜尔豆胶可以作为各种食品的增稠剂,但单独使用仍有许多缺点,因此常常与其他增稠剂复配。目前对瓜尔豆胶添加到灌肠中的研究较少。
与大豆分离蛋白一样,牛乳蛋白质具有与肉蛋白质反应的能力或者补充蛋白质缺乏的能力(肉蛋白可以由延伸混合肉料提供)。由于牛乳蛋白质的需要量少(2%)以及其昂贵的价格,它的主要功能不是作为肉类增补剂以增加体积,而是作为一种黏合剂增加持水性和脂肪黏合性,以减少蒸煮损失。这些性质可以用在各种类型的热处理肉制品中。牛乳蛋白质能使肉产生一种浅灰色和柔软质地,一些肉制品加工者认为这是一个缺点。在热处理强度较高的产品中,由于具有良好的黏合性,并且能防止肉冻和脂肪离析,这一缺点被抵消了。牛乳蛋白质的用量不应超过2%,牛乳蛋白质以干粉或者以预制的乳液添加到混合肉料中,乳液通常由牛乳蛋白质、脂肪组织、水组成,其比例为1∶5∶5~1∶8∶8。乳液在盘式斩拌机中很容易制成,将配料在盘式斩拌机中混合,并在高速旋转下乳化。应用热水(80~100℃)有助于乳化过程。脱脂奶粉是干脱脂奶粉,用于由生料煮制而成的延伸制品中。可以认为脱脂奶粉是具有黏合性的增补剂。
明胶是一种可使用的肉冻,含有通过蒸煮从动物组织(主要是皮,也有骨头)提取的胶原蛋白。商业上可以买到的明胶是一种不同颗粒大小的干粉,它首先在冷水中分散,然后完全溶解于50~60℃的水中。冷却后明胶的蛋白质分子吸收水分,并形成凝胶。如果肉块与液体明胶混合,降低温度会逐步增强明胶的内聚性就导致形成一种固态的、有弹性的和可切片的产品。
有时采用的另一项技术是将少量干明胶与湿混合肉料混合。因此,在加热期间,明胶就会吸收肉颗粒周围的水分,在冷却期间固化并使产品聚在一起。如果不采用商业明胶,可以用含胶原丰富的动物组织作为混合肉料的一部分,例如猪皮、肉牛或黄牛头的皮以及蹄或结缔组织丰富的其他肉的下脚料(腱、韧带、筋膜等)。
3.化学物质
在大多数的国家,将化学物质应用在肉类生产中是非常有限的,但是这些物质对于改善香肠制品起着非常重要的作用。
(1)食盐 食盐在肉制品的加工过程中起着非常重要的作用,其目的主要在于:
①提供风味;
②抑制微生物的生长,延长保存期限;
③溶解肌肉蛋白质产生我们所期望的质构。
食盐的添加料对于肌球蛋白、肌动蛋白和丝联蛋白三种蛋白质的萃取量具有重要影响。这三种蛋白在脂肪颗粒外周形成一层具有一定强度和致密性的吸附界面膜,对于肉乳浊液的稳定具有重要作用。当低盐浓度时,使得蛋白质的萃取量变少而导致稳定性变差,导致较高的脂肪与汁液的分离能力,使得产品的出品率明显降低。由图3-8、图3-9、图3-10可以看到,添加了食盐和水以后,多数肌肉纤维片段与水结合后膨胀(蓝色),然后变成凝胶或者溶解(图3-9②),一些肌肉纤维片段(图3-9①)和连接纤维颗粒(绿色)保持不变。
图3-8 斩拌以后肉糜状态
图3-9 添加食盐和水之后的肉糜状态
图3-10 脂肪粉碎与添加后的肉糜状态
另外,食盐与水结合将有助于蛋白质结构的断开(溶解肌原纤维蛋白)。这些蛋白质经过加热,和诱捕的水分与脂肪结合在一起。
(2)水分 通常,将水分设想成只能增加产品重量和制作厂商的利润是不正确的。事实上,由于工艺上的原因或者为补充烹饪时的失水,许多类型的肉制品中,都需要添加水分。
额外的添加水分对于制作香肠来说非常重要。在这种情况下,水分以及食盐、磷酸盐共同作用溶解肌肉蛋白。这样就能产生一种坚固的蛋白质网络结构,在热处理后使产品抱团。
在制作由预煮料煮制而成的混合肉料中,加水以补充蒸煮损失,因为生肉在预煮时水分损耗大约为30%。为了避免制作的成品太硬,需要给最终的混合肉料补充充足的水分。作为腌制物质或其他非肉类成分以及食肉增补剂复水,也需要将水作为一种基质。采用像翻滚的技术结合添加磷酸盐和其他物质,能使其产量进一步提高。
(3)亚硝酸盐 亚硝酸钠的添加能使加工肉制品产生所需的令人愉快的红色。不添加亚硝酸盐会使得肉制品在加热时变成灰色。此外,亚硝酸盐还有能够抑制微生物繁殖的潜力,通过固定脂肪,能够防止氧化酸败。
(4)维生素C、抗坏血酸钠、异抗坏血酸盐 维生素C又称抗坏血酸,是一种还原性物质。这种物质能够促进亚硝酸盐与红色肌肉色素反应,导致产生“pickling red”。需要进行加热处理的肉制品在生产期间立即产生均匀的红色。在存在腌制促进剂时会增强这种红色。
(5)磷酸盐 作为肉类加工业中重要的盐类,磷酸盐能够改善加工肉制品的黏合性以及质地。磷酸盐类是常见的水分保持剂。在肉制品中,磷酸盐通过提高肉的pH,螯合肉中的金属离子,增加肉的离子强度,解离肌肉蛋白质中肌动球蛋白等作用机制,促使肉类制品保持持水性,增强结着力,保持肉的营养成分及柔嫩性,提高制品的保水性及成品率,改善食品的形态、风味、色泽等。不同磷酸盐作用机制不同,三聚磷酸钠及焦磷酸钠可以通过改变蛋白质电荷的密度来提高肉体系的离子强度并使其偏离等电点,使电荷之间相互排斥,在蛋白质之间产生更大的空间,六偏磷酸钠能螯合金属离子,减少金属离子与水的结合。提高肉的保水性,改善肉制品质构的能力则取决于所应用的磷酸盐的类型、应用磷酸盐体系的条件和磷酸盐的添加量。由于焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠三种磷酸盐按一定比例配合使用效果更好,为发挥各种磷酸盐以及磷酸盐与其他添加剂之间的协同增效作用,肉制品中使用磷酸盐常常复合使用。扶庆权等研究认为磷酸盐可以提高香肠成品的硬度而降低产品的黏附性。还有学者研究表明:磷酸盐能够改变肌原纤维蛋白质热诱导凝胶的流变特性,提高盐溶蛋白热诱导凝胶保持水分和脂肪的能力,影响有关工艺过程,并决定肉制品的硬度、保水性、产率等。添加磷酸盐能使产品呈现较大的脆性,在TPA(texture profile analysis,质地剖面分析)特征曲线上的表征是出现较大的破碎距离,这可能与磷酸盐的保水性有关。高艳红研究结果表明,复合磷酸盐处理组的作用效果要明显优于单因素处理组;增加复合磷酸盐添加水平可以显著提高鸡肉丸的保水性(P<0.05),改善产品的质构,提高感官评定值;复合磷酸盐添加量为0.4%时,既能保证冷冻鸡肉丸磷酸盐不超标,又能赋予产品较高的食用品质。孙健等研究认为复合磷酸盐的添加仅对鸡肉肠的弹性有显著性影响,说明磷酸盐作为品质改良剂主要是影响鸡肉肠的保水性、增加出品率,但不能显著改善鸡肉肠的硬度。郝娟等研究得出鸡肉制品中复合磷酸盐最佳配比三聚磷酸钠∶焦磷酸钠∶六偏磷酸钠为2∶3∶1,总添加量为0.3%时,鸡肉制品的硬度、弹性、黏着性、咀嚼性、回复性等质构特性均有了明显的提高。复合磷酸盐最佳配比一般为2∶2∶1(三聚磷酸钠∶焦磷酸钠∶六偏磷酸钠),但不同产品的复合磷酸盐最佳添加量不同,火腿的最佳用量0.4%。崔艳飞研究表明随着复合磷酸盐含量的增加,肉糜制品的TPA各项指标相应的呈增加趋势。还有研究表明复合磷酸盐在0.2%~0.5%添加量范围内,复合磷酸盐用量的增加,肉糜制品产品得率增加,产品的硬度和咀嚼性增强,而复合磷酸盐添加量对肉糜制品产品的黏聚性和弹性无显著影响。磷酸盐的pH在7.0以上,呈碱性,因而通过提高pH能直接增加产品的保水性。通过增加与食盐有关的蛋白质的溶解性,能够有效地稳定肉制品的质地并且减少脂类氧化、酸败以及由此而产生的异味。此外,磷酸盐能够有效地抑制微生物的繁殖。在配制腌制盐水溶液时,应该具有一定的顺序:首先加入的是磷酸盐,搅拌以后溶解,如果出现不溶解的状态,可以适当的加热,加速其溶解。此后加入腌制用盐,最后加入亚硝酸盐。腌制盐水配制好以后,需要冷藏保存以备用,一般是现配现用。
(6)糖 糖(蔗糖、葡萄糖或者淀粉糖浆)可以添加到肉制品中,以提供特殊的风味和中和咸味,降低水分活度值,这可能对于干的和灌装产品是重要的,并在干发酵香肠和生火腿中起微生物营养源的作用,这些微生物将糖转化为有机酸(乳酸、醋酸),从而导致酸化。亚洲风格的传统产品中添加大量糖(最高达8%)是很常见的,添加糖有助于降低水分活性和延长贮藏期限。虽然引进了西式产品,但许多地方仍保持此传统,用糖作为调味剂,与原来的产品相比,加糖是为了改变产品的味道和风味。
(7)增味剂 增味剂不能与调味料相混淆。增味剂是增强特定肉制品的风味特征。食物蛋白,例如大豆蛋白、牛乳蛋白、血蛋白或者酵母浸膏是部分水解性的,即分解成较简单的组分(主要是肽),肽具有肉的风味或者增强肉的风味的性质。一种人们熟知的能增强肉风味的增味剂是谷氨酸一钠(味精,MSG)。味精在亚洲地区使用,尤其是在我国的使用更为普遍,被广泛用于大多数荤菜,但也用于许多加工肉制品中(添加量0.5%或以上)。
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