范麗萍,張立彥

(華南理工大學(xué)食品工程與科學(xué)學(xué)院,廣東廣州 510640)

肉在脫水過程中,質(zhì)構(gòu)發(fā)生顯著變化,包括硬度、咀嚼感、內(nèi)聚性及彈性等。這些質(zhì)構(gòu)特性直接影響肉品的口感,同時(shí)也受多種因素制約,如水分含量、水分活度、干燥溫度、干燥時(shí)間、肉的pH及食鹽含量等[1]。NaCl可促使肉中肌纖維結(jié)構(gòu)變得緊實(shí)并凝結(jié)。例如,有研究表明較低鹽量腌制的火腿具有較低的硬度、粘結(jié)性以及彈性[1]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)干腌火腿在干燥過程中干基含水率介于80%～130%,其硬度值基本不變,而當(dāng)含水率降至60%以下,硬度值大幅增加[1]。Virgili等[2]和Serra[3]等得出多種干腌火腿的硬度(壓縮比60%)與其含水率均極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),且樣品中NaCl含量與硬度顯著正相關(guān)(p<0.01),相關(guān)性系數(shù)為0.47～0.61。

我國傳統(tǒng)的腌制肉制品品種豐富,近年來許多學(xué)者都對(duì)腌臘肉制品進(jìn)行了研究,鄭海波[4]、鐘玉虎[5]等人對(duì)肉制品低鈉鹽加工技術(shù)進(jìn)行了研究,大多是關(guān)于低鈉腌制肉制品加工技術(shù)的研究,極少有關(guān)于氯化鈉用量對(duì)腌制肉制品質(zhì)構(gòu)方面影響的研究,然而氯化鈉對(duì)肉制品的質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味和貨架期有一定影響,因此本文針對(duì)在熱風(fēng)干燥(60 ℃)脫水條件下,腌制食鹽濃度對(duì)不同含水率豬肉的硬度、彈性、剪切力等質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響,以期研究食鹽對(duì)脫水豬肉品質(zhì)的影響規(guī)律,為指導(dǎo)腌制肉干制品的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬背脊肉 廣州華潤萬家超市“壹號(hào)土豬”冷柜,去除肌肉表面明顯的脂肪及結(jié)締組織,沿肌纖維走向切成30 mm×30 mm×15 mm的肉塊,質(zhì)量約為(15.5±0.5) g;食鹽 食品級(jí),上海中鹽鹽業(yè)公司;所用化學(xué)試劑 均為分析純。

AQUALAB Series 3TE水分活度儀 美國Decagon公司;TAXT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;PL203型電子天平 梅特勒托利多儀器有限公司;DHG9140B電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海市安亭科學(xué)儀器廠;MJ250 BP02A絞肉機(jī) 美的股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 豬肉腌制及干燥過程 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)將切塊豬肉按照肉液質(zhì)量比1∶1.5浸沒于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、1%、4%、8%、12%、16%的NaCl溶液中,于4 ℃下腌制24 h。腌制結(jié)束后用保鮮膜包裹并再次置于4 ℃冰箱放置24 h,使肉樣中的腌制液分布均勻,備用。

將腌制好的肉樣稱重記錄后于60 ℃下進(jìn)行熱風(fēng)干燥至不同的含水率(20%、24%、28%、32%、36%、40%、44%、48%、52%、56%、60%,濕基),然后冷卻、密封并置于冰箱4 ℃條件下冷藏24 h,使肉樣內(nèi)水分均勻分布,備用。

1.2.2 肉樣剪切力值測定 將脫水肉塊切成20 mm×10 mm×5 mm規(guī)格,修平表面,用燕尾刀片沿與肌纖維垂直的方向剪切,剪切曲線的峰值即剪切力值。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將參數(shù)設(shè)置如下:刀片型號(hào)HDP/BS,測前速度10 mm/s,測中速度2 mm/s,測后速度10 mm/s,測定距離10 mm。脆性和硬度兩種參數(shù)測定的數(shù)據(jù)收集率均為200 s-1,所有樣品均測定8次,取平均值。

1.2.3 肉樣質(zhì)構(gòu)參數(shù)TPA(texture profile analysis)測定 將脫水肉塊切成20 mm×20 mm×10 mm規(guī)格,表面修平整。參數(shù)設(shè)置如下[7]:探頭類型:P/35不銹鋼圓柱型探頭,測前速度2.0 mm/s,測中速度1.0 mm/s,測后速度5.0 mm/s,壓縮比:40%,兩次下壓間隔時(shí)間為5 s,啟動(dòng)形式為auto2.0 g,所有樣品均測定8次取平均值。

硬度:是第一次壓縮時(shí)的最大峰值,多數(shù)食品在最大變形時(shí)出現(xiàn)峰值;

內(nèi)聚力:測試樣品在經(jīng)過第一次壓縮變形之后表現(xiàn)出來的對(duì)第二次壓縮的相對(duì)抵抗能力,曲線上表現(xiàn)為兩次壓縮所做的正功之比,即面積2/面積1;

彈性:樣品經(jīng)過第一次壓縮之后能夠再恢復(fù)的程度,數(shù)值上表現(xiàn)為長度2/長度1;

咀嚼性:用于描述固態(tài)測試樣品,數(shù)值上用硬度、內(nèi)聚性和彈性的乘積表示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007軟件求取平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差,采用SPSS 19.0軟件的新復(fù)極差分析法Duncan比較各處理水平差異的顯著性,取95%置信度(p<0.05);采用Pearson進(jìn)行相關(guān)性分析,p<0.05為顯著相關(guān),p<0.01為極顯著相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中剪切力的變化

干燥過程中各樣品剪切力值變化如圖1所示。由圖1可知,在干燥初期,空白樣和4%、1% NaCl腌制樣的剪切力值分別在含水率48%～60%、32%～60%范圍內(nèi)變化極小,之后隨脫水進(jìn)行,三樣品剪切力值顯著增大(p<0.05),而8%、12%和16% NaCl腌制樣的剪切力值則在干燥一開始就隨含水率降低顯著增加(p<0.05)。

圖1 不同濃度NaCl腌制的豬肉干燥過程中剪切力值變化Fig.1 Changes in shear force value of pork cured by different concentrations of NaCl during dehydration

當(dāng)含水率低于48%時(shí),相同水平含水率條件下,除1% NaCl腌制樣剪切力值顯著小于空白組(p<0.05)、4% NaCl腌制樣剪切力值與空白組差異不顯著(p>0.05)外,8%、12%和16% NaCl腌制樣剪切力值顯著大于空白組(p<0.05),且8%鹽溶液腌制樣顯著高于其他組(p<0.05)。上述結(jié)果表明,低鹽(1%)腌制可有效降低脫水肉品的剪切力值,避免肉樣過硬。這可能是由于相比于其他各樣組,低鹽腌制后樣品含水率較高,肉內(nèi)外較大的濕度梯度促使水分在肉表散失的速率更快,在更短的時(shí)間內(nèi)在肉表形成硬殼,抑制肉內(nèi)水分散失,所以相同含水率下進(jìn)行低鹽腌制的樣品,由于內(nèi)部水分含量更高而使其在外力作用下更易被剪切[7]。

有研究表明,水分減少和蛋白質(zhì)變性均會(huì)導(dǎo)致肌肉的剪切力、硬度等質(zhì)構(gòu)特性發(fā)生變化[810]。肌肉經(jīng)NaCl腌制后,肌原纖維的排列結(jié)構(gòu)被改變,且腌制后的肌肉受熱或脫水后,較肌原纖維的原始結(jié)構(gòu)緊湊且密實(shí),肌纖維排布緊密導(dǎo)致剪切力增大[11]。另外,肌肉的韌性與其肌原纖維蛋白質(zhì)含量有關(guān),NaCl濃度小于8%時(shí),由于蛋白質(zhì)分子間靜電排斥力加強(qiáng),肌球蛋白聚合物重新分離[12],肌肉內(nèi)鹽溶性蛋白質(zhì)特別是肌球蛋白的溶解度提高,而NaCl濃度大于8%后,鹽溶性蛋白質(zhì)因發(fā)生鹽析作用而含量減少,肌肉的剪切力下降。

2.2 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中質(zhì)構(gòu)特性的變化

2.2.1 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中硬度的變化 腌制后肉樣在脫水過程中硬度的變化如圖3所示。所有樣品的硬度隨含水率的降低而增大,含水率低于32%后尤其明顯。8% NaCl腌制樣硬度在含水率低于56%時(shí),顯著大于其他樣品(p<0.05)。當(dāng)含水率介于18%～44%時(shí),相同含水率下各樣品的硬度大小為:低濃度腌制樣(1%和4%)<空白樣<高濃度腌制樣(12%和16%)<8% NaCl腌制樣,其中,高、低濃度腌制樣與空白樣之間硬度的差異顯著(p<0.05),但各組內(nèi)的差異并不明顯(p>0.05)。

圖2 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中硬度的變化Fig.2 Change in hardness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

圖3 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中咀嚼性的變化Fig.3 Change in chewiness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

Foegeding等[14]發(fā)現(xiàn)肌肉中肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白溶解性增大是導(dǎo)致其硬度增大的重要原因。推測1%、4%腌制樣中肌原纖維膨脹并伴有肌原纖維蛋白的部分溶解,而8%腌制樣的肌原纖維蛋白溶解增多,且肌原纖維組織結(jié)構(gòu)被壓縮,因而脫水后8% NaCl腌制肉樣硬度顯著大于1%、4% NaCl腌制肉樣。然而當(dāng)腌制液NaCl濃度大于12%后,肌原纖維蛋白發(fā)生鹽析作用而溶解性下降,故而樣品硬度減小。

另外,在高鹽含量下,肌原纖維蛋白分子內(nèi)部的水分在高滲透壓作用下向肌原纖維外部移動(dòng),隨干燥進(jìn)行而逐漸脫去,肌原纖維蛋白表面的水化層逐漸被破壞,蛋白質(zhì)變性。同時(shí),肌原纖維蛋白分子內(nèi)的一些次級(jí)鍵相互結(jié)合使其形成不可逆的凝膠而變性,蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞,蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)水之間無法達(dá)到平衡,最終使肌纖維變得松散,致硬度減小[14]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),肌肉脫水過程中,較低鹽含量肉樣干燥后的硬度與腌制液濃度存在著二次方倍數(shù)關(guān)系,而較高鹽含量下肉樣的硬度與腌制液濃度則為立方倍數(shù)關(guān)系,正如本研究中1%、4% NaCl腌制樣的硬度與空白樣差異較小,而8% NaCl腌制樣的硬度值比空白樣顯著增大。

2.2.2 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中咀嚼性的變化 各樣品咀嚼性隨含水率的變化如圖4所示。其中,當(dāng)空白肉樣含水率由60%降至40%左右,咀嚼性持續(xù)顯著增大(p<0.05),而后隨含水率降低,變化不再顯著(p>0.05)。而各腌制樣的咀嚼性隨含水率的減小逐漸增大,其中當(dāng)含水率低于40%后,咀嚼性持續(xù)顯著增大(p<0.05)。相同含水率腌制樣咀嚼性大小為:1% NaCl腌制樣<4% NaCl腌制樣<16% NaCl腌制樣<12% NaCl腌制樣<8% NaCl腌制樣。所有樣品間的差異顯著(p<0.05),表明當(dāng)腌制液NaCl濃度小于8%,樣品咀嚼性隨NaCl濃度增大而顯著增大(p<0.05),而當(dāng)NaCl濃度超過8%,咀嚼性隨NaCl濃度的增大而顯著減小(p<0.05)。

圖4 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中彈性的變化Fig.4 Change in springiness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

2.2.3 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中彈性的變化 脫水過程中不同濃度NaCl腌制樣品的彈性變化如圖5所示。各樣品的彈性隨含水率的降低而減小,其中當(dāng)含水率介于44%～52%時(shí),8%和12% NaCl腌制樣的彈性顯著減小(p<0.05)。另外,空白樣、1%和4% NaCl腌制樣的彈性差異不顯著(p>0.05),但均顯著大于同含水率的其他高濃度腌制樣(p<0.05);12%和16% NaCl腌制樣的彈性始終顯著低于8%腌制樣(p<0.05)。

圖5 不同濃度NaCl腌制的豬肉干燥過程中內(nèi)聚性的變化Fig.5 Change in cohesiveness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

2.2.4 不同濃度NaCl腌制豬肉干燥過程中內(nèi)聚性的變化 干燥過程中各樣品的內(nèi)聚性隨含水率的變化如圖6所示。由圖6可知,各腌制樣的內(nèi)聚性隨含水率下降而持續(xù)顯著減小(p<0.05)。1% NaCl腌制樣的內(nèi)聚性顯著小于同含水率的其他樣品(p<0.05),而當(dāng)腌制液濃度大于4%后,隨濃度繼續(xù)增大,樣品的內(nèi)聚性相差不大(p>0.05)。有研究表明,肌肉的水分活度低于0.75后NaCl發(fā)生結(jié)晶作用,NaCl晶體分布于肌纖維、肌纖維束之間,支撐其結(jié)構(gòu),使內(nèi)聚性減小[15]。

2.3 脫水豬肉剪切力、質(zhì)構(gòu)特性與物理指標(biāo)間相關(guān)性分析

由表1可知,脫水肉樣的剪切力、硬度、咀嚼性與含水率、Aw呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),且隨腌制液中NaCl濃度增大,相關(guān)系數(shù)增大;上述質(zhì)構(gòu)參數(shù)指標(biāo)與橫向收縮比(LSR)、縱向收縮比(TSR)、體積變化率呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性(p<0.01),基本呈隨腌制液中NaCl濃度增大而相關(guān)系數(shù)增加的規(guī)律;而彈性、內(nèi)聚力與含水率、Aw極顯著正相關(guān)(p<0.01),隨腌制液中NaCl濃度增大而相關(guān)系數(shù)逐漸減小。

表1 不同NaCl濃度腌制后各豬肉樣剪切力、質(zhì)構(gòu)特性與部分物理指標(biāo)之間的相關(guān)性Table 1 Correlation among shear force,texture parameters and parts of physical indexs of pork cured by different concentrations of NaCl

3 結(jié)論與討論

隨含水率降低,各樣品的剪切力值、硬度及咀嚼性均逐漸增加,但增加的趨勢(shì)及程度與腌制液中NaCl濃度及樣品含水率范圍有關(guān)。含水率低于48%、相同含水率下,各樣剪切力值大小為:1%腌制組<空白組、4%腌制組<16%腌制組<12%腌制組<8%腌制組,其中,1% NaCl腌制樣的剪切力值顯著低于空白樣及4% NaCl腌制樣(p<0.05)。含水率介于28%～44%時(shí),NaCl濃度小于4%的腌制樣的硬度顯著小于同含水率的空白樣,而NaCl濃度≥8%的腌制樣硬度顯著大于同含水率的空白樣(p<0.05)。含水率低于40%后,相同含水率下,NaCl濃度≤8%的腌制樣,咀嚼性隨腌制液NaCl濃度的增大而顯著增大(p<0.05);腌制液濃度>8%時(shí),樣品的咀嚼性隨腌制液濃度的增大而顯著減小(p<0.05)。

隨含水率降低,各樣品的彈性、內(nèi)聚性逐漸下降,下降的趨勢(shì)及程度與腌制液中NaCl濃度及樣品含水率范圍有關(guān):含水率處于28%～52%范圍時(shí),4%～16% NaCl腌制樣中,相同含水率樣品的彈性隨其NaCl含量的增大而顯著減小(p<0.05);1% NaCl腌制樣的內(nèi)聚性顯著小于同含水率的其他樣品(p<0.05);而當(dāng)腌制液濃度大于4%后,NaCl濃度對(duì)樣品內(nèi)聚性的影響不明顯(p>0.05)。經(jīng)相關(guān)性分析,脫水肉樣的質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)與樣品的含水率、橫向收縮比(LSR)、縱向收縮比(TSR)體積變化率等極顯著相關(guān)(p<0.01),腌制液NaCl濃度變化影響相關(guān)系數(shù)的大小。不同含量食鹽對(duì)肉中肌肉蛋白質(zhì)構(gòu)特性具有一定的影響,在干燥過程中豬肉的剪切力和質(zhì)構(gòu)特性隨著腌制液中NaCl濃度的不同而產(chǎn)生明顯差異,為腌制臘肉的品質(zhì)控制中食鹽用量提供了參考。

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