輔料黏合劑的添加對(duì)調(diào)理豬排品質(zhì)的影響

祝超智,南慧芳,李苗云,柳艷霞,崔文明,趙改名

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,河南鄭州 450002)

我國(guó)是世界豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)的第一大國(guó),豬肉是人們必需的主要副食品之一[1],它能夠?yàn)槿祟愄峁﹥?yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、必需脂肪酸、血紅素和促進(jìn)鐵吸收的半胱氨酸,改善缺鐵性貧血。且豬肉纖維較為細(xì)軟,結(jié)締組織較少,加工性能優(yōu)越[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,生產(chǎn)出健康、低成本的豬肉產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)的需要將成為可能[3]。調(diào)理豬排作為一種新型肉制品,不僅豐富了可供選擇的豬肉產(chǎn)品,其加工制作流程也更方便快捷,還能使企業(yè)充分利用不同等級(jí)的原料肉,有效降低原料肉的營(yíng)養(yǎng)成分損失。

調(diào)理豬排是借助機(jī)械外力或添加功能性輔料(酪蛋白酸鈉、卡拉膠、大豆分離蛋白等)以提取肌肉纖維中的基質(zhì)蛋白,并利用添加劑的粘合作用,使顆粒狀肉和塊狀肉重新組合,經(jīng)冷凍后直接出售或經(jīng)預(yù)熱處理保留或改變其組織結(jié)構(gòu)的肉制品[4]。研究表明,向鹽水火腿、香腸、鮭魚等食品中添加轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TG)，能顯著改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)性、保水性。此外,TG還可將游離氨基酸交聯(lián)到蛋白質(zhì)上,增強(qiáng)蛋白質(zhì)的功能性[5-7]。酪蛋白酸鈉是具有高乳化性、持水性、膠凝性及營(yíng)養(yǎng)性于一體的優(yōu)良天然多功能食品添加劑?？ɡz與魔芋膠均為親水性膠體,兩者按一定的比例復(fù)配后,能夠達(dá)到一種協(xié)同效應(yīng),產(chǎn)生各單體膠本身并不具有的特性[8]。冷鮮肉及肉制品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量顆粒狀肉和塊肉,通過(guò)不同食品添加劑的作用,不僅可以提高肉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,也可利用添加劑的不同作用,提高產(chǎn)品的加工特性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

因此,本研究采用TG、酪蛋白酸鈉、復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)作為輔料添加入調(diào)理豬排,通過(guò)測(cè)定對(duì)調(diào)理豬排剪切力、離心損失、蒸煮損失、色差、水分含量、出品率、感官評(píng)定的影響,優(yōu)化調(diào)理豬排粘合劑輔料的添加配比,為輔料黏合劑在調(diào)理豬排中的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷鮮豬頸背肉、黑胡椒、食鹽、姜粉、醬油 食品級(jí),雙匯連鎖店豐產(chǎn)路經(jīng)七路店;TG 食品級(jí),江蘇無(wú)錫瑞陽(yáng)生物有限公司;酪蛋白酸鈉 食品級(jí),蒙牛乳業(yè)有限公司;卡拉膠、魔芋膠、三聚磷酸鈉、大豆分離蛋白、D-異抗壞血酸鈉 食品級(jí),河南金圖試劑有限公司。

ALLEGRA-64A型高速冷凍離心機(jī) BECKMAN Coulter;Turbo-smart水分儀 CEMcorporation;3000型沃-布剪切儀 BODINE-ELECTRIC-COMPANY;JA2CC3N型色彩色差計(jì) KONTCAMINOLTA;T18基本型高速分散器 廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司;HH-601A超級(jí)恒溫水浴鍋 金壇市國(guó)旺實(shí)驗(yàn)儀器廠;PHS-3C Precision型PH計(jì) 上海理達(dá)儀器廠;BD=HWS型恒溫恒溫箱 南京貝帝實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;MJ-BL25C3型攪拌機(jī) 美的集團(tuán)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 原料肉→預(yù)處理→漂洗→瀝水→配制腌制液(復(fù)配膠+三聚磷酸鹽+食鹽+酪蛋白酸鈉等)→注射→滾揉腌制→靜置→冷凍→切片→成品→貯藏→油煎熟制

1.2.2 調(diào)理豬排的制作 調(diào)理液的配制:用打漿機(jī)制作腌制液,先稱取配方中的冰水(水溫0～10 ℃),邊攪拌(速度先低后高)邊加入食鹽、黑胡椒、食鹽、姜粉、醬油、三聚磷酸鈉、大豆分離蛋白、D-異抗壞血酸鈉、酪蛋白酸鈉或卡拉膠、魔芋膠或酪蛋白酸鈉,時(shí)間大約2～3 min;

豬排調(diào)理:將原料肉切成2 cm×2 cm×2 cm的肉塊,稱取2500 g預(yù)處理好的原料肉漂洗去除表面的淤血和臟物等;把洗干凈的原料肉放在室溫下控水處理2～4 min;注射配制好的腌制液,注射率為120%～130%;注射完成后,即進(jìn)行滾揉處理,滾揉采用的是單向間歇式滾揉即加壓滾揉、靜置、真空滾揉、靜置,不斷循環(huán)的方式進(jìn)行。滾揉溫度為0～4 ℃,加壓滾揉壓強(qiáng)為0.25 MPa,滾揉時(shí)間40 min,其中每次真空滾揉8.3 min,靜置62 s,共三次;滾揉結(jié)束后,將腌制好的原料肉裝入直徑為10 cm的腸衣中,在0～4 ℃冰箱中靜置4 h;將靜置好的原料肉送入-35 ℃的冷庫(kù)中進(jìn)行速凍定型,冷凍時(shí)間為9～12 h;將經(jīng)速凍定型的原料肉按100 g、1 cm切片,切片后的產(chǎn)品即為調(diào)理豬排。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn) 采用不同添加量的TG(0.30%、0.60%、0.90%)、酪蛋白酸鈉(0%、0.10%、0.20%)、卡拉膠和魔芋膠1∶1的復(fù)配膠(0.10%、0.20%、0.30%)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)?？疾霻G時(shí),酪蛋白酸鈉及復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)分別固定為0.10%、0.20%,考察酪蛋白酸鈉時(shí),TG及復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)分別固定為0.60%及0.20%,考察復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)時(shí),TG及酪蛋白酸鈉分別固定為0.60%及0.10%。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn),考察各因素變量對(duì)調(diào)理豬排剪切力、離心損失、蒸煮損失、水分含量、色差、出品率、感官評(píng)定的影響。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn) 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,每個(gè)因素選取三個(gè)對(duì)感官評(píng)分影響較大的水平,建立三因素三水平的Box-Behnken組合實(shí)驗(yàn),以感官評(píng)分為響應(yīng)值,各因素的三個(gè)水平采用-1、0、1進(jìn)行編碼,如表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Facters and levels table ofthe response surface experiment

1.2.5 指標(biāo)測(cè)定

1.2.5.1 色差分析 參考劉雯雯等[9]的方法進(jìn)行修改,按照設(shè)備要求用取樣器取樣后，使用色彩色差計(jì)測(cè)定其色差。測(cè)定前將樣品取出,切取肉樣厚度為2.0 cm,用透氧保鮮膜包裹,放于4 ℃冰箱中30～60 min,取出后在室內(nèi)正常光線下,選取3個(gè)點(diǎn)對(duì)肉樣鮮切面進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5.2 水分含量的測(cè)定 測(cè)定水分含量時(shí),先取試樣1～2 g放在兩張重疊的環(huán)氧玻璃紙的中間,把紙放在樣品盤上,關(guān)閉樣品室,按水分儀操作程序測(cè)定樣品中水分的含量。

1.2.5.3 剪切力的測(cè)定 豬肉的嫩度以剪切力在時(shí)間上所做的功來(lái)表示,剪切力所做功越小,表明肉的嫩度越好。沿著生肉肌纖維走向?qū)⑷鈽忧蟹譃? cm厚的小塊,再將其切分為1 cm寬的肉柱,放在沃-布剪切儀的掛鉤上進(jìn)行測(cè)定[10],測(cè)定時(shí)切斷肌纖維。

1.2.5.4 離心損失的測(cè)定 將凍藏的樣品取出,在16～18 ℃下自然解凍至中心溫度為0～4 ℃,肉樣稱重并記錄重量W1,把稱好的肉樣放在濾紙上裹好放入離心管,對(duì)離心管進(jìn)行配平,3000×g 條件下離心20 min,稱取離心后的肉樣并記錄重量W2,按公式(1)計(jì)算離心損失。

式(1)

式中:X1為離心損失(%);W1為樣品離心前質(zhì)量(g);W2為離心后的質(zhì)量(g)。

1.2.5.5 蒸煮損失的測(cè)定 參考 NY/T1080-2006 中測(cè)定肉嫩度的樣品前處理方法。取肉樣長(zhǎng)寬高不小于2 cm×3 cm×3 cm 的整塊肉樣,剔除表面的筋、腱、膜及脂肪。取中心溫度為0～4 ℃的肉樣，稱重并記錄重量W1,用包裝袋包裹,排除空氣并密封好,放入80 ℃恒溫水浴鍋中加熱,用電子溫度記錄儀測(cè)定肉樣中心溫度,中心溫度達(dá)70 ℃時(shí),記錄所需時(shí)間t(用于測(cè)定加熱速率),然后將肉樣取出冷卻至中心溫度為0～4 ℃,用濾紙輕輕擦干肉塊表面稱量重量W2,按公式(2)計(jì)算蒸煮損失。

式(2)

式中:X1為蒸煮損失(%);W1為樣品蒸煮前重量(g);W2為蒸煮后的重量(g)。

1.2.5.6 出品率的測(cè)定 將新鮮的豬肩頸肉經(jīng)過(guò)預(yù)處理后稱其重量計(jì)為W4,冷凍成型后稱其重量計(jì)為W3[11]。出品率按公式(3)計(jì)算。

式(3)

式中:X2為出品率(%);W3為制品凈質(zhì)量(g);W4為生質(zhì)量(g)。

1.2.5.7 感官評(píng)定 感官評(píng)定是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺等感覺為基礎(chǔ),對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法[9]。邀請(qǐng)6位有經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)定人員,分別對(duì)180 ℃煎制2 min的調(diào)理豬排的色澤、組織形態(tài)、香味、滋味、嫩度、總體可接受性進(jìn)行評(píng)定,評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)參照表2。

表2 調(diào)理豬排感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(分)Table 2 Criteria for sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法分析(LSD),軟件為SPSS 16.0。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì),軟件為Design Expert 8.0.6。

2 結(jié)果與分析

2.1 TG添加量對(duì)調(diào)理豬排品質(zhì)的影響

2.1.1 TG添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性的影響 由表3可知,TG添加量對(duì)剪切力無(wú)顯著影響(p>0.05),但對(duì)離心損失、蒸煮損失有一定影響。隨著TG添加量的增多,離心損失呈現(xiàn)增大趨勢(shì),蒸煮損失呈現(xiàn)下降后上升的趨勢(shì)。添加適量的TG能減少調(diào)理豬排的失水率,是因?yàn)門G促進(jìn)了肌原纖維蛋白之間的交聯(lián)作用,催化形成的凝膠有牢固的空間網(wǎng)絡(luò),能包容大量水分,提高了產(chǎn)品的保水率[12-15],但隨著TG添加量的增加,蒸煮損失有上升趨勢(shì),主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)底物質(zhì)量濃度是一定的,雖然TG濃度增大,但是蛋白質(zhì)底物質(zhì)量濃度沒(méi)有相應(yīng)增大,所以不能促進(jìn)更多蛋白質(zhì)分子的交聯(lián),蒸煮損失、離心損失也就沒(méi)有顯著性的減少[16]。

表3 TG添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 3 Effect of TG on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.1.2 TG添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)分的影響 由表4可知,TG的對(duì)色澤、組織形態(tài)、滋味、總體可接受性不存在顯著性差異(p>0.05),添加量為0.60%及0.90%時(shí)可以顯著提高香味得分(p<0.05)。TG添加量為0.60%時(shí),嫩度得分最高。

表4 TG添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)定的影響(分)Table 4 Effect of TG on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

結(jié)合表3,由于在添加量為0.6%時(shí),離心損失、蒸煮損失最低,即保水性最強(qiáng),而加酶量高于0.60%時(shí),失水率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),為保證產(chǎn)品的質(zhì)地與成本效益,即TG的最優(yōu)添加量為0.60%。

2.2 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排品質(zhì)的影響

2.2.1 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性的影響 由表5可知,隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加,在0～0.20%的范圍內(nèi),調(diào)理豬排的離心損失逐漸下降,添加量為0.20%時(shí),離心損失最小(p<0.05)。當(dāng)酪蛋白酸鈉添加量為0.20%時(shí),調(diào)理豬排的色澤發(fā)生明顯變化,亮度值下降,紅度值明顯增加。研究表明,酪蛋白酸鈉與卡拉膠、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶復(fù)配時(shí)會(huì)顯著提高食品的保水性,保水性的提高有利于食用品質(zhì)包括色澤的保持,減少色素在加工過(guò)程中的損失[17]。

表5 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 5 Effect of sodium caseinate on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.2.2 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)分的影響 由表6可知,酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排組織形態(tài)、香味、嫩度有一定影響,隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加,在0～0.20%的范圍內(nèi),調(diào)理豬排的各評(píng)分及總分基本上處于先上升后下降的趨勢(shì),在添加量為0.10%時(shí),取得最高分。雖然酪蛋白酸鈉添加量越大,保水性越好,而保水性會(huì)影響原料肉的成本和最終產(chǎn)品的組分和風(fēng)味[18-19],但結(jié)合到產(chǎn)品的外觀及感官評(píng)定的結(jié)果,選擇酪蛋白酸鈉的最優(yōu)添加量為0.10%。

表6 酪蛋白酸鈉添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)分的影響(分)Table 6 Effect of sodium caseinate on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

2.3 復(fù)配膠添加量對(duì)調(diào)理豬排品質(zhì)的影響

2.3.1 復(fù)配膠添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性食用品質(zhì)的影響 由表7可知,隨著復(fù)配膠添加量的增加,調(diào)理豬排的離心損失、蒸煮損失都呈現(xiàn)下降趨勢(shì),產(chǎn)品出品率呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。這是因?yàn)?魔芋膠具有增稠性吸水性等功能特性,可與卡拉膠復(fù)配形成緊密纏繞聯(lián)接的膠束,該膠束可與蛋白質(zhì)形成更為緊密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[20-21],因此能更好地改善調(diào)理豬排的保水性、彈性等特性。

表7 復(fù)配膠添加量對(duì)調(diào)理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 7 Effect of mixed gum on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.3.2 復(fù)配膠添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)定的影響 由表8可知,復(fù)配膠含量對(duì)組織形態(tài)、滋味、嫩度有一定影響。隨著復(fù)配膠添加量的增加,調(diào)理豬排的組織狀態(tài)、香味、滋味、嫩度及總分都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在添加量為0.20%時(shí)取得最高分。因此,復(fù)配膠的最優(yōu)添加量為0.20%。

表8 復(fù)配膠添加量對(duì)調(diào)理豬排感官評(píng)分的影響(分)Table 8 Effect of mixed gum on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,由Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)分析軟件設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果如表9所示。采用Design-Expert 8.0.6統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,回歸分析結(jié)果見表10。對(duì)各因素回歸擬合后,得到回歸方程:

表10 回歸模型方差分析Table 10 Analysis of variance of regression equation

表9 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 9 Design and results of response surface experiment

感官得分=54.33+0.13A-0.75 B-1.13C+1.50AC-1.75BC-1.38B2-7.13C2

由方差分析可知,回歸方程模型極顯著(p<0.0001),決定系數(shù)(R2)為0.96,說(shuō)明該模型擬合良好,失擬項(xiàng)不顯著(p>0.05),說(shuō)明模型顯著,所得方程與實(shí)際擬合中非正常誤差小,可用該方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。回歸方程各項(xiàng)的方差分析表明,C、AC、BC、B2均達(dá)到顯著水平(p<0.05),C2達(dá)到極顯著水平(p<0.01),A、B、AB、A2不顯著(p>0.05)。回歸方程一次項(xiàng)系數(shù)絕對(duì)值的大小,決定了各因素對(duì)響應(yīng)值影響的主次順序?yàn)閺?fù)配膠、酪蛋白酸鈉、TG。

注：*表示顯著(p<0.05);**表示極顯著(p<0.01)。2.5響應(yīng)面分析與優(yōu)化

圖1(a)所示為固定酪蛋白酸鈉添加量為零水平,TG與復(fù)配膠對(duì)感官得分的交互作用。由圖1可知,隨著復(fù)配膠的添加量的增加,感官得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),TG對(duì)調(diào)理豬排的感官得分沒(méi)有顯著性影響,但TG和復(fù)配膠之間交互作用顯著,說(shuō)明同時(shí)添加TG和復(fù)配膠比單獨(dú)添加這兩類添加物可使感官得分有更大程度的提高,同時(shí)酪蛋白酸鈉和復(fù)配膠之間交互作用顯著,這也說(shuō)明同時(shí)添加酪蛋白酸鈉和復(fù)配膠比單獨(dú)添加這兩類添加物可使感官得分有更大程度的提高。且復(fù)配膠添加后,感官得分的上升幅度明顯高于TG及酪蛋白酸鈉,說(shuō)明復(fù)配膠對(duì)感官得分的影響較大。而TG與酪蛋白酸鈉復(fù)配后對(duì)結(jié)果影響不顯著。

圖1 TG(A)、酪蛋白酸鈉(B)和復(fù)配膠(C)對(duì)調(diào)理豬排感官得分影響的響應(yīng)曲面圖Fig.1 Response surface plots of TG enzyme(A),sodium caseinate(B)and mixed gum(C)on sensory score of prepared pork steaks

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)的優(yōu)化結(jié)果為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量為0.705%、酪蛋白酸鈉添加量為0.072%、復(fù)配膠添加量為0.213%時(shí),預(yù)測(cè)模型的感官得分為53.436。結(jié)合實(shí)際操作情況,將條件修正為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶添加量為0.7%、酪蛋白酸鈉添加量為0.07%、復(fù)配膠添加量為0.21%,在此條件下進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果分別為55.54±0.42,與預(yù)測(cè)值53.436差異不大,說(shuō)明建立的模型可以很好地預(yù)測(cè)調(diào)理豬排的輔料添加量。

3 結(jié)論

本文研究了轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TG)、酪蛋白酸鈉(SC)、復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)對(duì)調(diào)理豬排品質(zhì)的影響。單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TG添加量為0.60%時(shí),保水性及感官評(píng)分最高,酪蛋白酸鈉添加量為0.10%,復(fù)配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)添加量為0.20%時(shí),既能保證適宜的嫩度與保水性,感官得分也最高。采用響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)調(diào)理豬排輔料黏合劑的添加量進(jìn)行優(yōu)化,建立了感官評(píng)定得分的回歸模型,由該模型優(yōu)化的調(diào)理豬排輔料添加量為TG添加量為0.70%、酪蛋白酸鈉添加量為0.07%、復(fù)配膠添加量為0.21%,此時(shí)感官得分為55.54,與模型預(yù)測(cè)結(jié)果相近,進(jìn)一步驗(yàn)證了該模型的可靠性。本研究不僅調(diào)理豬排的輔料添加提供了可行的方案,也證實(shí)了以豬肉為原料進(jìn)行深度加工可以改善產(chǎn)品的感官品質(zhì),提高其附加值,豐富國(guó)內(nèi)的肉制品種類,推動(dòng)我國(guó)肉制品加工工業(yè)的的發(fā)展。