超高壓結(jié)合熱處理對(duì)黑豬肉品質(zhì)的影響

王 健，陳發(fā)慶，王成忠，* ，張新明

(1.山東輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353;2.山東省食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南 250013)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和安全健康意識(shí)的提高，消費(fèi)者對(duì)肉及肉制品的質(zhì)量提出了更高的要求，推動(dòng)了研究者加快研發(fā)新的物理保藏方法以便來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加工手段，像冷凍、灌裝或者干燥等物理手段，雖然這些技術(shù)有助于提高食品安全，但同時(shí)它也會(huì)造成一些食品特性的降低。超高壓技術(shù)是以非加熱手段使食品中致腐微生物失活［1－3］。這種新技術(shù)在食品工業(yè)中有很大潛力，能夠控制食品變質(zhì)，改善食品品質(zhì)和延長(zhǎng)貨架期，同時(shí)能夠保持風(fēng)味、氣味和最重要的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不受影響［4－8］。超高壓協(xié)同溫度處理成為當(dāng)今超高壓研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一［9－10］。高壓作用于豬肉能夠使品質(zhì)發(fā)生顯著變化，AMIR I ZAMRI［11］研究超高壓和加熱協(xié)同處理對(duì)雞肉胸脯質(zhì)構(gòu)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理溫度在50℃以下，溫度和壓力對(duì)增加肌肉的硬度起協(xié)同作用。但是，在60、70℃，硬度在200MPa以上壓力處理后降低。同時(shí)超高壓處理也會(huì)造成色澤變化和加快油脂氧化，馬漢軍等［12］研究不同壓力處理對(duì)絞碎牛肉顏色及肌紅蛋白的影響發(fā)現(xiàn):隨壓力的上升，L*值增加、a*值下降，肌肉逐漸失去紅色變?yōu)榛易厣?。Thawatchai［13］利用超高壓結(jié)合溫度對(duì)香腸進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述相似。油脂氧化是引起肉及肉制品腐敗的主要原因，從目前研究來(lái)看，幾乎所有肉食品都對(duì)壓力誘導(dǎo)油脂氧化敏感［14－17］，已有報(bào)道聲明引起這種現(xiàn)象的原因是肉類中含有金屬的復(fù)合物釋放出游離金屬離子而造成的，游離金屬離子濃度的富集加快了油脂氧化速率［18］。黑豬肉的維生素E含量明顯高于普通豬肉。其膽固醇含量低，更有益于人類的身體健康。除此之外，黑豬肉中還富含鉀、鈉、鎂、鐵、鋅、硒等十種人體所需礦物質(zhì)元素。超高壓處理能很大程度上保留黑豬肉原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，本實(shí)驗(yàn)研究超高壓結(jié)合熱處理對(duì)黑豬肉品質(zhì)的影響，旨在為超高壓在黑豬肉加工方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

成熟后的黑豬背最長(zhǎng)肌 山東省臨邑佑一品食品有限公司;硫代巴比妥酸、1，1，3，3－四甲氧基丙烷、三氯乙酸、磷酸、鹽酸、二乙胺四乙酸二鈉 濟(jì)南三新俐華醫(yī)療器械有限公司。

HPP.L3－600/0.6型超高壓處理設(shè)備 天津市華泰森淼生物工程技術(shù)有限公司;ADCI－60－C全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì) 北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司;TA－XT.PLUS物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro System公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 肉樣制備 在衛(wèi)生干凈的環(huán)境下將黑豬肉樣品用不銹鋼刀修正除去可見(jiàn)脂肪和結(jié)締組織，順肌原纖維方向切成3cm×3cm×15cm的肉塊，用聚乙烯真空袋進(jìn)行真空包裝，儲(chǔ)存于－18℃，備用。實(shí)驗(yàn)前，隨機(jī)取出肉塊，在4℃下解凍12h。

1.2.2 高壓處理 將化凍后的肉樣放到超高壓容器中，添加蒸餾水到指定刻度，在20、40、60℃下分別于200、400、600MPa進(jìn)行30min的處理。與此同時(shí)與之對(duì)應(yīng)的對(duì)照組在常壓下分別于20、40、60℃下處理30min。實(shí)驗(yàn)后取出肉樣，用干凈的毛巾擦干包裝表面的水分，然后置于4℃下保存，備用。以處理當(dāng)天為0d。對(duì)于所有的實(shí)驗(yàn)，開袋后的肉樣要盡快進(jìn)行測(cè)定，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.3 測(cè)定分析

1.3.1 肉樣質(zhì)構(gòu)分析 高壓處理后，用不銹鋼刀將高壓處理組和對(duì)照組切成2cm3肉塊，用濾紙吸干表面水分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明將肉樣放在載物臺(tái)上，使其肌原纖維方向與載物臺(tái)平行，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5mm/s，測(cè)試速度2mm/s，測(cè)試后速度5mm/s，壓縮樣品高度為50%，時(shí)間5s，然后使質(zhì)構(gòu)儀在設(shè)定參數(shù)下沿肌原纖維垂直方向壓縮樣品。所有測(cè)試均重復(fù)6次求平均值。

1.3.2 色澤分析 使用全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)對(duì)肉樣進(jìn)行色澤測(cè)定。首先需要對(duì)色差計(jì)進(jìn)行調(diào)黑和調(diào)白校準(zhǔn)，用濾紙吸干肉樣表面水分，然后對(duì)肉表面進(jìn)行色澤測(cè)定。每塊肉樣進(jìn)行10次測(cè)量求平均值，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.3 硫代巴比妥(TBA)值測(cè)定 參考文獻(xiàn)方法［19］測(cè)定TBA值。準(zhǔn)確秤取10g肉樣于燒杯中，加入60mL蒸餾水并用玻璃棒攪勻后倒入蒸餾燒瓶中，再用38mL蒸餾水沖洗一并倒入，加2mL左右4mol/L的HCl將pH調(diào)至1.5，加幾粒玻璃珠，加熱蒸餾收集蒸餾物50mL。吸取5mL于25mL具塞反應(yīng)管中，加入5mL TBA試劑，蓋塞搖勻后沸水浴35min。用5mL蒸餾水做對(duì)照。水浴后至冷水中冷卻10min，測(cè)定在532nm處的吸光度(D)。在測(cè)試前需要制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，并測(cè)出蒸餾法中丙二醛的轉(zhuǎn)化率。以往文獻(xiàn)報(bào)道TBA值(以mg丙二醛/kg樣品計(jì))=7.8D，丙二醛轉(zhuǎn)化率在 70%左右［20－21］，由于實(shí)驗(yàn)中各個(gè)因素的影響，本實(shí)驗(yàn)測(cè)得的丙二醛轉(zhuǎn)化率在53%左右。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率和丙二醛轉(zhuǎn)化率計(jì)算:

式中，D:吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)肉品質(zhì)的影響

由圖1～圖3可以看出，常壓下加熱處理能使豬肉的硬度、凝聚性和咀嚼性增加，40℃時(shí)，三個(gè)指標(biāo)稍有增加，但是當(dāng)溫度上升到60℃時(shí)，指標(biāo)數(shù)值顯著升高，這說(shuō)明肌原纖維蛋白變性溫度在40～60℃之間。在20～40℃范圍內(nèi)的壓力處理能夠引起硬度、凝聚性和咀嚼性的增加，最明顯的增加發(fā)生在200～400MPa之間。這個(gè)結(jié)果與 AMIR I ZAMRI［11］在加熱和超高壓結(jié)合處理雞胸脯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。K Angsupanich［22］對(duì)超高壓處理的鱈魚肉進(jìn)行差示掃描量熱分析顯示400MPa高壓處理能使肌動(dòng)蛋白和大部分的肌漿蛋白變性，而肌球蛋白在200MPa就已經(jīng)完全變性。但是在600MPa處理時(shí)，咀嚼性有所降低。

圖1 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)硬度的影響Fig.1 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on hardness

圖2 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)凝聚性的影響Fig.2 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on cohesiveness

2.2 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)肉色澤的影響

不同的壓力和溫度處理后，豬肉的外觀和色澤發(fā)生明顯的變化。室溫下，豬肉的色澤隨著壓力的升高由紅色逐漸變成粉紅色，當(dāng)壓力升高到400MPa時(shí)變成灰色，當(dāng)壓力進(jìn)一步升高，色澤變成灰棕色。在40℃下，常壓處理的豬肉變成粉紅色，在200MPa下變成灰色，當(dāng)壓力在400～600MPa時(shí)，豬肉變成灰褐色。60℃時(shí)，由于大部分蛋白已發(fā)生變性，隨著壓力的增加，豬肉的外觀色澤變化不明顯。

壓力處理后L*、a*值的變化如圖4、圖5。常壓下，L*值隨著溫度的升高而升高，在40～60℃范圍內(nèi)，L*值增加的最明顯，這些變化是由于肌原纖維和肌漿蛋白的變性。室溫條件下，在200～400MPa，L*值明顯升高，隨著壓力的進(jìn)一步升高，L*值變化不大。60℃下壓力處理，L*值基本沒(méi)有變化。a*值則相反，隨著壓力的上升而下降，高于400MPa后下降速度趨于減緩。40～60℃的a*值變化不大。

圖3 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)咀嚼性的影響Fig.3 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on chewiness

圖4 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)L*值的影響Fig.4 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on L*value

圖5 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)L*值的影響Fig.5 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on a*value

2.3 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)TBA值的影響

由表1可以看出，高壓處理和加熱處理都能使起始TBA值升高。高壓結(jié)合熱處理組在儲(chǔ)存期間TBA值的增加速率明顯快于未處理組。這與P.B.Cheah［23］和朱曉紅［24］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相符。據(jù)稱這種現(xiàn)象是由于高壓導(dǎo)致自由金屬離子從復(fù)合物中釋放出來(lái)，進(jìn)而導(dǎo)致油脂氧化速率加快。金屬離子螯合劑能有效阻止氧化速率的增加。

表1 超高壓結(jié)合熱處理對(duì)TBA值的影響(mg/mL)Table1 Effect of combined heat and ultra－h(huán)igh pressure treatment on TBA values(mg/mL)

3 結(jié)論

超高壓結(jié)合熱處理能夠使黑豬肉品質(zhì)發(fā)生顯著變化，溫度和壓力對(duì)黑豬肉的硬度、凝聚性和咀嚼性起協(xié)同作用。同時(shí)超高壓處理也會(huì)造成色澤變化和加快油脂氧化，隨壓力和溫度的上升，L*值增加、a*值下降，肌肉逐漸失去紅色變?yōu)榛易厣?，油脂氧化是引起肉及肉制品腐敗的主要原因，高壓結(jié)合熱處理組在儲(chǔ)存期間TBA值的增加速率明顯快于未處理組。

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