超高壓技術(shù)對(duì)鵝肉嫩度的影響

高海燕，潘潤(rùn)淑，馬漢軍*

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

超高壓技術(shù)對(duì)鵝肉嫩度的影響

高海燕，潘潤(rùn)淑，馬漢軍*

(河南科技學(xué)院食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

研究超高壓技術(shù)對(duì)鵝肉嫩化效果的影響，在室溫(20℃)條件下，采用不同壓力(0～500MPa)和不同時(shí)間(0～30min)對(duì)鵝肉進(jìn)行嫩化處理，得出嫩化效果較好的壓力和處理時(shí)間，并采用響應(yīng)面優(yōu)化超高壓工作條件。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明：壓力300MPa、處理時(shí)間20min時(shí)，鵝肉的嫩化效果較好。通過(guò)響應(yīng)面統(tǒng)計(jì)分析，壓力和處理時(shí)間兩因素具有交互作用，優(yōu)化后的參數(shù)為：壓力292MPa、高壓處理時(shí)間19.75min條件下，失水率最低；壓力246MPa、高壓處理時(shí)間23.85min時(shí)持水率最高。超高壓技術(shù)處理鵝肉可以明顯增加其嫩度，具有較好的應(yīng)用前景。

鵝胸肉；超高壓；嫩度；響應(yīng)面

20世紀(jì)80年代末開(kāi)始，高壓技術(shù)引起了食品界研究者越來(lái)越大的興趣，壓力處理后能延長(zhǎng)制品貯藏期，又不破壞營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，在肉類領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越受到人們的重視[1-3]。高壓技術(shù)在肉類加工中的應(yīng)用最早出現(xiàn)在日本，目前高壓食品加工已在日本、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家商業(yè)化生產(chǎn)[4-5]。越來(lái)越多的國(guó)家投入大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)高壓技術(shù)在食品各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)了研究，并取得了許多重要的研究成果[6-9]。我國(guó)對(duì)高壓技術(shù)在肉類工業(yè)中的應(yīng)用研究也正在進(jìn)行，如馬漢軍等[10-11]研究了高壓和熱結(jié)合處理對(duì)牛肉感官特性、脂肪氧化和組織結(jié)構(gòu)的影響。

鵝肉營(yíng)養(yǎng)豐富、脂肪含量低、不飽和脂肪酸含量高，對(duì)人體健康非常有益。鵝肉的蛋白質(zhì)含量也較鴨肉、雞肉、牛肉和豬肉高。但鵝肉的纖維較粗，肉質(zhì)較老，難于咀嚼，口感較差，因此在鵝肉加工中常需進(jìn)行嫩化處理[12-14]。高壓可導(dǎo)致肌肉的顯微結(jié)構(gòu)和內(nèi)源蛋白酶發(fā)生變化從而促進(jìn)肉的成熟，提高肉的嫩度，但過(guò)高的壓力會(huì)造成一定的負(fù)作用，如變色、加速脂肪氧化等[15-16]，并且目前在鵝肉的嫩化研究中還沒(méi)有應(yīng)用超高壓技術(shù)，因此高壓處理嫩化鵝肉的參數(shù)還有待于進(jìn)一步研究。

本實(shí)驗(yàn)主要研究鵝肉經(jīng)過(guò)不同壓力、不同時(shí)間處理后其嫩度的變化，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定超高壓技術(shù)嫩化鵝肉的最佳條件，為工業(yè)化生產(chǎn)鵝肉制品的嫩化工藝提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鵝胸肉購(gòu)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，冷凍貯藏于冰箱中(－18℃)，加工前在4℃條件下自然解凍18h。1.2 儀器與設(shè)備

ZQ500-ZSO真空包裝機(jī) 溫州鹿城黃河包裝機(jī)械廠；UHPF-750MPa超高壓食品處理裝置 包頭科發(fā)新型高技術(shù)食品機(jī)械有限公司；電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器廠；恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TDL-40B臺(tái)式離心機(jī) 上海安享科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

解凍后的鵝胸脯肉修去可見(jiàn)的脂肪、結(jié)締組織，順纖維方向切成30mm×30mm×25mm規(guī)格的條狀。放入蒸煮袋內(nèi)，用真空包裝機(jī)密封，盡可能去除袋內(nèi)空氣，封裝后的樣品馬上進(jìn)行高壓處理。

1.3.2 超高壓處理

將前處理后的樣品置于高壓處理設(shè)備容器中，在室溫(20℃)條件下，經(jīng)不同壓力和不同時(shí)間處理，處理后的樣品立即進(jìn)行分析。壓力上升的速度約為4MPa/s，以蒸餾水作為介質(zhì)。

1.3.3 單因素與響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 單因素試驗(yàn)

不同壓力處理對(duì)鵝肉嫩度的影響：在室溫(20℃)條件下，把經(jīng)過(guò)前處理的鵝肉樣品放入超高壓食品處理裝置內(nèi)，分別經(jīng)100、200、300、400、500MPa壓力處理20min，液體介質(zhì)是蒸餾水，處理后的樣品立即進(jìn)行測(cè)定。未經(jīng)高壓處理的樣品作為對(duì)照。

不同時(shí)間高壓處理對(duì)鵝肉嫩度的影響：通過(guò)數(shù)據(jù)分析不同壓力處理對(duì)鵝肉嫩化效果的影響結(jié)果，選定一個(gè)最佳壓力，在室溫(20℃)條件下，采用不同時(shí)間10、15、20、25、30min的高壓處理，處理后的樣品立即進(jìn)行測(cè)定。以未經(jīng)高壓處理的樣品作為對(duì)照。

1.3.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，室溫(20℃)條件下不同高壓、不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉嫩化效果的影響，選定出最佳處理壓力、最佳處理時(shí)間，設(shè)計(jì)二次回歸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，因素水平如表1所示。

表1 二次回歸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels in quadratic regression rotation combination design

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.4.1 鵝肉烹飪失水率的測(cè)定方法

取50g鵝肉切成小塊，放于蒸煮袋中，在95℃的電熱恒溫水浴鍋內(nèi)加熱10min左右，當(dāng)鵝肉的中心溫度達(dá)到85℃時(shí)，取出樣品，冷卻至常溫，用濾紙擦干表面水分，然后稱量，每組試驗(yàn)做3次求平均值。以未經(jīng)高壓處理的樣品為對(duì)照。烹飪失水率按下式計(jì)算：

1.3.4.2 鵝肉持水力的測(cè)定方法

首先采用質(zhì)量恒定法來(lái)測(cè)定鵝肉含水量。然后，稱取10g同等條件下的鵝肉樣品，用剪刀把肉剪碎，再放入研磨盅內(nèi)研磨，研磨后放入離心管中，稱量后放入臺(tái)式離心機(jī)中離心，離心20min。取出離心管，將離心管中的水倒出，并用濾紙將其表面的水分吸干，將樣品和離心管一起稱量，并準(zhǔn)確記錄每組樣品的數(shù)據(jù)，每組試驗(yàn)做3次求平均值。以未經(jīng)高壓處理的樣品作為對(duì)照。按下式計(jì)算持水力：

1.3.4.3 質(zhì)構(gòu)分析

采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀對(duì)高壓處理樣品和對(duì)照樣品(30mm×30mm×25mm)進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試，測(cè)定時(shí)使用直徑為50mm的圓柱形探頭(P/50)，測(cè)定條件為：測(cè)試前速2mm/s，測(cè)試速度2mm/s，測(cè)試后速度2mm/s，壓縮樣品高度為50%，時(shí)間10s。所有測(cè)試均重復(fù)3次求平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Design Expert 7.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析擬合二次回歸模型和產(chǎn)生響應(yīng)面圖。響應(yīng)值的模型(Y)為：

式中：b0為響應(yīng)值在中心點(diǎn)(0,0)的擬合值；bn、bnn和bnm分別是線性、二次和交叉積。其他數(shù)據(jù)采用Excel統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同壓力處理對(duì)鵝肉嫩度的影響

在室溫(20℃)條件下，選用不同壓力對(duì)鵝肉進(jìn)行嫩化處理，處理時(shí)間均為20min，測(cè)得持水力、失水率和質(zhì)構(gòu)特性如圖1所示。

由圖1a可知，不同壓力處理對(duì)鵝肉的烹飪失水率影響呈現(xiàn)出先降低之后升高的趨勢(shì)，200MPa處理的樣品失水率達(dá)到一個(gè)最小值。不同壓力處理對(duì)鵝肉的持水力影響沒(méi)有一定的規(guī)律，與空白對(duì)照組相比，200MPa出現(xiàn)上升，并且在200～400MPa之間持水力變化比較平穩(wěn)，在200、300、400MPa處理?xiàng)l件下對(duì)鵝肉持水力效果都很好。由圖1b可知，在0～200MPa壓力條件下鵝肉硬度基本沒(méi)有變化，到300MPa時(shí)鵝硬度值降低，400～500MPa又呈升高趨勢(shì)。由此可以說(shuō)明：在300MPa下硬度最低，嫩化效果最好。綜合分析，在室溫20℃處理時(shí)間20min條件下，選定300MPa為鵝肉嫩化最佳壓力。

圖1 不同壓力處理對(duì)鵝肉嫩度的影響Fig.1 Effect of pressure on tenderness of goose meat

2.2 不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉嫩度的影響

圖2 不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉嫩度的影響Fig.2 Effect of pressure-holding time on tenderness of goose meat

在最佳壓力300MPa、室溫條件下高壓處理鵝肉，不同處理時(shí)間的嫩化效果如圖2所示。

由圖2a可知，不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉失水率的影響明顯，在20min時(shí)烹飪失水率最低，嫩化效果最好。不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉持水力的影響明顯，0～15min處理時(shí)間下，持水力逐漸下降。在處理時(shí)間為20～30min時(shí)，持水力上升均高于對(duì)照組，但在20min持水力最高，嫩化效果最好。由圖2b可知，不同時(shí)間處理對(duì)鵝肉硬度的影響明顯，在10～30min內(nèi)出現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)，處理時(shí)間為10min和20min時(shí)硬度低于對(duì)照組。在20min處理下硬度最低，嫩化效果最好。

綜上所述，在室溫(20℃)、壓力300MPa處理?xiàng)l件下，超高壓處理20min鵝肉的嫩度最佳。

2.3 超高壓技術(shù)對(duì)鵝肉嫩度影響的響應(yīng)面試驗(yàn)

2.3.1 回歸模型

表2 二次回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 2 Arrangement and experimental results of quadratic regression rotation combination design

從表2可得失水率和持水率回歸方程如下：

失水率：Y=37.19966＋0.58333x1＋0.375x2＋0.5325x1x2＋2.05621x12＋1.93121x22

持水力：Y=71.7931－4.66667x1－1.91667x2＋2.625x1x2－2.77586x12－2.02586x22

2.3.2 擬合模型可信度分析

從表3可以看出，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，對(duì)失水率和持水力，R2值分別可以達(dá)到0.7992和0.7975， 表示方程擬合擬合比較可信。CV(變異系數(shù))表示實(shí)驗(yàn)的精確度，CV值越高，實(shí)驗(yàn)的可靠性越低，本實(shí)驗(yàn)中失水率CV=5.07%，持水力較低CV=3.78%，數(shù)值較小，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作可信。

表3 擬合模型的可信度分析Table 3 Reliability analysis of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.3 擬合模型方差分析

對(duì)于失水率模型，方差分析的結(jié)果如表4所示。模型F值為5.57，P值為0.0218小于0.05，模型失擬值為0.2525，說(shuō)明模型是顯著的。對(duì)于持水率模型，方差分析的結(jié)果如表4所示。模型F值為5.51，P值為0.0224小于0.05，模型失擬值為0.2162，說(shuō)明模型是顯著的。

表4 擬合模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.4 響應(yīng)面圖

圖3 壓力和時(shí)間對(duì)鵝肉持水率(A)和失水率(B)影響的響應(yīng)面圖Fig.3 Response surface plots showing the effects of pressure and dwell time on tenderness of goose meat

由圖3A可以看出，持水力回歸方程存在穩(wěn)定點(diǎn)，穩(wěn)定點(diǎn)是極大值，通過(guò)分析極大值對(duì)應(yīng)的因素(x1，x2)的編碼值為(－0.54，0.77)，即持水力高壓處理最佳條件為壓力246MPa，高壓處理時(shí)間23.85min。在該條件下估計(jì)的持水力值為78.3177%。試驗(yàn)對(duì)此結(jié)果進(jìn)行了3次驗(yàn)證，獲得的持水力平均值為(78.48±0.45)%。

由圖3B可以看出，失水率回歸方程存在穩(wěn)定點(diǎn)，穩(wěn)定點(diǎn)為極小值，通過(guò)分析極小值對(duì)應(yīng)的因素(x1，x2)的編碼值為(－0.08，－0.05)，即失水率高壓處理最佳條件為壓力292MPa，高壓處理時(shí)間19.75min，在該條件下估計(jì)的失水率為34.93%。試驗(yàn)對(duì)此結(jié)果進(jìn)行了3次驗(yàn)證，獲得的失水率值為(34.62±0.22)%。

通過(guò)優(yōu)化后得到兩組最佳的壓力和處理時(shí)間有差異，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際情況需要選擇合適的參數(shù)。

3 結(jié) 論

單因素試驗(yàn)結(jié)果表明：壓力在300MPa下處理的鵝肉嫩度最大，外觀形態(tài)完整，嫩化效果最好；時(shí)間在20min下處理的鵝肉嫩度最大，嫩化效果最好。通過(guò)響應(yīng)面軟件優(yōu)化，對(duì)于失水率：最佳的高壓條件為壓力292MPa、高壓處理時(shí)間19.75min。對(duì)于持水力：最佳的高壓條件為壓力246MPa、高壓處理時(shí)間23.85min。

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Effect of Ultra-high Pressure Treatment on Tenderness of Goose Breast Meat

GAO Hai-yan，PAN Run-shu，MA Han-jun*
(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China)

Goose meat was processed under conditions of varying pressure (0－500 MPa) and dwell time (0－30 min) and constant temperature (20 ℃), and the effect of ultra high pressure treatment on the tenderness of goose meat was investigated.The tenderness of goose meat was evaluated by water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation.In single factor experiments, the appropriate levels of pressure and dwell time were 300 MPa and 20 min, respectively. Based on the results of response surface analysis, pressure and dwell time had interactive effects on water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation. The optimum levels of pressure and dwell time for minimizing water loss rate during cooking were 292 MPa and 19.75 min, respectively. Pressure of 246 MPa hold for 23.85 min provided maximum water holding capacity during centrifugation. These results indicate that the ultra high pressure might enhance the tenderness of goose breast meat and has promising prospects for further development.

goose breast；ultra high pressure；tenderness；response surface methodology

TS251

A

1002-6630(2011)08-0107-04

2010-06-27

河南省教育廳科技創(chuàng)新人才支持計(jì)劃項(xiàng)目(2009HASTIT029)

高海燕(1973—)，男，副教授，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：gaohaiyan127@163.com*通信作者：馬漢軍(1965—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。E-mail：xxhjma@126.com