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9.3.2 熏制的目的与原理

9.3.2.1 熏制目的

熏制的目的包括以下几个方面: 使制品产生能引起食欲的烟熏气味,防止制品腐 败变质,提高制品的保存性。促进发色,并使制品表面形成特有的烟熏颜色,预防制品 氧化。

熏制的原来目的是要提高制品的保存性,但是随着具有保存性能的冷藏设施进入一 般家庭,熏制之目的已经发生很大变化,现在人们不需再过多考虑贮藏问题,更多的是注 重制品的色、香、味。熏制的目的也逐渐从贮藏性能变为增加制品风味和美观上来。

烟熏和加热往往相辅并进,在加热的作用下有利于形成稳定的色泽,且色泽的形成常 因燃料种类、熏烟浓度、树脂成分含量、加热温度及被熏食品水分含量不同而有所差异。 例如以山毛榉作熏材,肉呈金黄色,用赤杨、栎树作熏材,肉呈深黄色或棕色;食品表面干 燥时色淡,潮湿时色深,温度较低时呈淡褐色,温度较高时则呈深褐色。同时烟熏因受热 使脂肪外渗产生润色作用,并使肉色带有光泽。烟熏制品确切的褐变机制尚不十分清楚, 但褐变反应主要是由食品中的蛋白质或其他含氮物中的胺基和熏烟中的羰基产生的醛缩 反应。

9.3.2.2 熏制原理

烟熏中制品的变化,烟熏并非单纯地使熏烟中有效成分附着在制品上并使制品吸收, 还会使制品产生多种多样的变化。

(1) 熏烟成分的蓄积 关于肉中蓄积的熏烟成分问题,L.J.Bratzler等人作了有关的 研究,结果得出了使用硬木和自动烟熏装置,最初2h设定在60℃,湿度为23%,然后用 70℃蒸汽,35%湿度熏至53℃,最后用70℃蒸汽加热,制成的制品中,酚、羰基化合物和 酸类发生如下变化: 从表面到中心切成14~16mm厚的片,并对各层肉片做了检查,结果 如表9-9所示,越靠近表层酚类量越多,随着接近中心而越来越少,中心的酚类物质含量 极微,羰基化合物却不尽相同,表面多一些,但从第二层起直到接近中心几乎没有多大变 化,酸类的含量与酚类完全相反,中心最高,越接近表面量越少。

表9-9 波罗尼亚香肠中的石炭酸类、羰基化合物及酸类分布 单位:mg/100g

层次 石炭酸类 羰基化合物 酸类 层次 石炭酸类 羰基化合物 酸类
1(表层) 3.70 1.38 4.47 5 0.78 1.09 6.01
2 2.04 1.17 5.48 6 0.43 1.22 6.86
3 1.41 1.23 5.51 7 0.26 1.24 6.37
4 1.02 1.06 6.58 8(中心部) 0.12 1.05 8.72

羰基化合物在熏烟成分中要比酚类含量高,例如D.J.Tilgner等人对水蒸气蒸馏熏 烟成分进行了分析,它们的成分比例为:羰基化合物24.6%,酚类15.7%,酸类39.9%, 但羰基化合物与酚类不同,在烟熏中往肉中渗透、蓄积是相当困难的,只有甲醛除外。膝 井等人研究发现,通过烟熏,甲醛在肉中的蓄积是明显的,它随着烟熏时间的延长、烟熏温 度的提高而增加。

(2) 烟熏对风味的作用 起这个作用的主要是有机酸(蚁酸和醋酸)、醛、乙醇、酯、酚 类等,特别是酚类中的愈创木酚和4-甲基愈创木酚是最重要的风味物质。

(3) 烟熏过程中微生物的变化 如前所述,在烟熏中,酚类和羰基化合物等会渗透、 蓄积在肉中,其中有些物质有杀菌作用,其杀菌的效果因烟熏方法,微生物的种类、状态及 存在的环境不同而不同,例如: 伴有加热作用的烟熏比无加热作用的烟熏,杀菌效果更为 明显;无芽孢细菌,经过数小时的烟熏几乎都会被杀死;具有芽孢的细菌,杀死它们就不容 易,而且芽孢的菌龄越大,抵抗力越强,1~7d的芽孢经1h的烟熏死亡率大约为45%左 右,而菌龄为22周的芽孢,只能被杀死20%左右,菌龄为7个月的芽孢,经过7h的烟熏, 死亡率仅为30%左右。

(4) 烟熏过程中制品色泽的变化 火腿和肠类制品特有的棕褐色,与烟熏有相当大 的关系,烟熏制品,随着烟熏时间的延长,颜色越来越浓重,而且烟熏温度越高,呈色越快。 烟熏制品表面上形成的棕褐色是美拉德反应的结果,即蛋白质或其他含氮化合物中的游 离氨基与糖或熏烟中的羰基化合物反应产生棕褐色物质。

在烟熏开始阶段,由于温度的升高,制品中的细菌开始发育,促进硝酸盐还原为亚硝 酸盐,从而促进制品色泽的变化。

(5) 防腐抗氧化作用 使肉具有防腐性的主要是木材中的有机酸、醛和酚类等三类 物质。

有机酸可以与肉中的氨、胺等碱性物质中和,由于其本身的酸性而使肉向酸性方向发 展。而腐败菌在酸性条件下一般不易繁殖,而在碱性条件下易于生长。

醛类一般具有防腐性,特别是甲醛其作用更重要。甲醛不仅本身有防腐性,而且还与 蛋白质或氨基酸等含有的游离氨基结合,使碱性减弱,酸性增强,从而也提高了肉的防腐 作用。

酚类虽然也有防腐性,但其防腐作用比较弱,而具有良好的抗氧化作用,因而经过烟 熏后的制品其抗氧化性增强。

(6) 一般化学组成的变化 烟熏同时也伴随着干燥,造成干燥的主要原因是水分蒸 发,同时也有微量的挥发性的酸、油挥发。

构成制品的主要成分中,假如水分蒸发损失很大,那么制品成分相应发生变化。例 如,假设有一块含水量为63%,蛋白质16%,脂肪20%的肉,如果在烟熏过程中蒸发了 10%水分,这块肉的成分组成就变成了水分58.9%,蛋白质17.8%,脂肪22.2%,也就是 说,通过烟熏,水分减少了,但蛋白质、脂肪、灰分却相对增加了。

①水分的变化: 烟熏过程也是一种干燥过程,因而食品的水分在烟熏过程中会逐渐 减少。熏制食品的水分蒸发是在制品表面进行的,同时制品内部的水分也向表面移动。 一般来说,熏制品质量减少的速度是由表面水分蒸发的速度决定的。熏制品内部的水分 向表面移动的速度比表面蒸发速度小时,制品就失去表面水分,变得干燥、硬化,如表面蒸 发速度过大,则表面的硬化急剧,制品几乎不收缩,只在表面形成一个坚硬的壁。如将其 进一步干燥,内部的水分就会慢慢向表面扩散、蒸发,中心部组织则向形成的壁收缩,发生 空洞现象,如干香肠中可以看到的蜂窝状就是这样形成的。

②蛋白质的变化: 畜肉蛋白质的组成如表9-10所示。

表9-10 畜肉蛋白质的组成

蛋白质种类 含量/% 变性温度/℃
肌球蛋白 50 42~51
基质蛋白 20 60~65
肌浆蛋白 30 55~65

由表9-10可知,这些蛋白质中,肌球蛋白在42~51℃、肌浆蛋白在55~65℃时发生变性、 凝固,所以肉制品在加热时,温度在42℃以下、42~55℃及55℃以上时,制品蛋白质的变性程度 显著不同,例如把肉汁加热,50℃时总蛋白质的55%凝固沉淀,60℃时96%凝固沉淀,因此,随 着加热肉汁的蛋白质含量减少,其黏度等物理性质也发生变化,对于肉制品,这种影响则表现 在硬度上。香肠的原料原是很柔软的,经水煮、烟熏后,蛋白质发生凝固而变硬。

蛋白质是由氨基酸组成的。齐藤道雄分析了猪肉香肠在烟熏中氨基酸量的变化,结 果如表9-11所示。由表可以看出,氨态氮与组氨酸氮随烟熏而增加。

表9-11 烟熏中熏肉的氨基酸量的变化 单位: %

测定项目 对照肉 熏肉 测定项目 对照肉 熏肉
总氮 16.080 15.78 组氨酸 0.754 0.839
氨态氮 0.870 0.96 胱氨酸 0.167 0.154
精氨酸 2.219 2.124 赖氨酸 1.616 1.471

③油脂的变化: 吉川等人对鲱鱼在冷熏时鱼体中油脂指标的变化作了研究,结果如 表9-12所示。

表9-12 烟熏过程中鱼体油脂指标的变化

项目 生鲱 烟熏5d 烟熏10d 烟熏15d 项目 生鲱 烟熏5d 烟熏10d 烟熏15d
酸价 1.29 4.22 6.84 11.15 碘价 97.73 98.06 102.43 103.18
皂化价 154.01 156.7 157.4 164.0 游离脂肪酸值 0.522 1.987 3.297 4.341

由表9-12可知,随着烟熏时间的延长,酸价、皂化价、碘价及游离脂肪酸值都有很大 的增加,其中酸价上升尤为明显,酸价上升可认为是熏烟中的有机酸转移到肉中的缘故。

为了调查熏烟成分对油脂稳定性的影响,大谷氏报告了在沙丁鱼油中通入少量熏烟 时,油脂氧化即被阻止,木焦油在100~120℃蒸馏出的部分具有显著的防止氧化作用。 熏烟中的抗氧化物质,主要为木焦油、酚类及其衍生物等。