超聲波協(xié)同氯化鈣嫩化鴨肉工藝的研究

姜英杰，馬 敏，孫芝楊

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安 223003）

0 引言

嫩度是評(píng)價(jià)肉品品質(zhì)的重要指標(biāo)，是決定消費(fèi)者評(píng)判肉質(zhì)優(yōu)劣及影響消費(fèi)的重要因素[1]。如何提高肉的嫩度已經(jīng)成為肉制品加工的關(guān)鍵技術(shù)和共性問(wèn)題。超聲波是頻率高于20 kHz的機(jī)械波[2]，近年來(lái)超聲波已被廣泛應(yīng)用于食品及相關(guān)領(lǐng)域，如提取、干燥、滅菌、清洗、嫩化等[3-7]。采取超聲波協(xié)同CaCl2處理鴨肉，以剪切力值為鴨肉嫩度的考查指標(biāo)，來(lái)優(yōu)化鴨肉的嫩化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鴨肉，江蘇老侯珍禽食品有限公司提供，將剛屠宰的鴨胸肉切成3 cm×2 cm×2 cm的肉塊；無(wú)水氯化鈣，東嘉穎化工科技有限公司提供。

1.2 設(shè)備及工藝

WKS900B/3S型三頻超聲波處理機(jī)，江蘇江大五棵松生物科技有限公司產(chǎn)品；TA plus型物性分析儀，英國(guó)LLOAD公司產(chǎn)品。

1.2.1 工藝流程

鴨肉→修整→CaCl2腌制→超聲波處理→測(cè)定剪切力。

1.2.2 操作要點(diǎn)

稱取一定量的CaCl2，先溶解于水中，配制成一定濃度的CaCl2溶液，然后對(duì)修整好的鴨肉進(jìn)行注射，注射量為每個(gè)肉塊注射10 mL，注射后將鴨肉塊浸沒(méi)在CaCl2溶液的液面以下。浸沒(méi)好后的鴨肉塊立即進(jìn)行超聲處理，同時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)。

1.3 剪切力測(cè)定方法

超聲處理后的鴨肉用TA.plus型物性分析儀進(jìn)行測(cè)定，采用復(fù)合剪切探頭（FG/SBS）測(cè)試，探頭移動(dòng)速度30 mm/min，在樣品中下行距離為20 mm，取最大應(yīng)力值為剪切力（N）。重復(fù)6次，取平均值。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 單因素試驗(yàn)

分別以不同的超聲頻率、超聲功率、超聲處理時(shí)間、超聲處理溫度、CaCl2濃度為單因素進(jìn)行試驗(yàn)，考查各單因素對(duì)鴨肉剪切力值的影響。因?yàn)樵O(shè)備的超聲頻率只有22，28，40 kHz 3個(gè)頻率，所以超聲頻率只選擇22，28，40 kHz 3個(gè)頻率進(jìn)行單因素試驗(yàn)；超聲功率分別選取180，210， 240，270，300 W 5個(gè)水平；超聲處理時(shí)間分別選取10，20，30，40，50 min 5個(gè)水平，超聲處理溫度分別選取10，20， 30，40，50℃ 5個(gè)水平，CaCl2濃度分別選取 50， 100，150，200，250 mmol/L 5個(gè)水平，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，以超聲頻率、超聲處理時(shí)間、超聲處理溫度、CaCl2濃度為考查因素，各選取3個(gè)水平，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 超聲頻率對(duì)鴨肉剪切力的影響

超聲頻率對(duì)鴨肉剪切力的影響見(jiàn)圖1。

圖1 超聲頻率對(duì)鴨肉剪切力的影響

由圖1可以看出，經(jīng)過(guò)22，28，40 kHz 3個(gè)頻率處理過(guò)的鴨肉剪切力值顯著低于對(duì)照組（p＜0.05），這說(shuō)明超聲處理可降低鴨肉的剪切力，其原因可能是超聲處理可以破壞肌纖維的微結(jié)構(gòu)，使肌原纖維斷裂，從而提高肉的嫩度，故剪切力值降低。隨著超聲波頻率的變化，鴨肉的剪切力在各組間存在顯著差異（p＜0.05），說(shuō)明不同頻率的超聲處理對(duì)鴨肉的剪切力影響不同。

2.1.2 超聲功率對(duì)鴨肉剪切力的影響

超聲功率對(duì)鴨肉剪切力的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可以看出，設(shè)定超聲頻率為28 kHz，超聲功率在180～300 W時(shí)，鴨肉的剪切力沒(méi)有顯著變化（p＞0.05），這與趙立[8]、Kang Dacheng[9]等人的研究結(jié)果基本一致。結(jié)合圖1的結(jié)論可以得出，超聲波對(duì)肌肉結(jié)構(gòu)的破壞作用，主要受超聲頻率影響，而受超聲功率的影響較小，故進(jìn)行正交試驗(yàn)時(shí)不考查超聲功率對(duì)鴨肉剪切力的影響。

圖2 超聲功率對(duì)鴨肉剪切力的影響

2.1.3 超聲處理時(shí)間對(duì)鴨肉剪切力的影響

超聲處理時(shí)間對(duì)鴨肉剪切力的影響見(jiàn)圖3。

圖3 超聲處理時(shí)間對(duì)鴨肉剪切力的影響

由圖3可以看出，用28 kHz的超聲處理鴨肉后，鴨肉的剪切力呈逐漸下降趨勢(shì)，當(dāng)超聲處理30 min后鴨肉的剪切力值為29.685 N，再延長(zhǎng)超聲處理時(shí)間，鴨肉的剪切力基本保持不變。而趙立等人[8]的研究結(jié)果是，超聲波嫩化鴨肉20 min，鴨肉的剪切力達(dá)到最小，這可能是由于鴨肉原料的不同造成的，試驗(yàn)采用的是未經(jīng)冷凍的散養(yǎng)鴨肉，散養(yǎng)的鴨肉肌纖維更粗糙，再加上鴨肉未經(jīng)冷凍與解凍，所以嫩化鴨肉所需的時(shí)間更長(zhǎng)。根據(jù)圖3的試驗(yàn)結(jié)果，選取超聲處理時(shí)間25，30，35 min進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.4 超聲處理溫度對(duì)鴨肉剪切力的影響

超聲處理溫度對(duì)鴨肉剪切力的影響見(jiàn)圖4。

圖4 超聲處理溫度對(duì)鴨肉剪切力的影響

由圖4可以看出，20℃以下時(shí)，鴨肉的剪切力先隨著超聲處理溫度的升高而降低，40℃以上，鴨肉的剪切力隨著超聲處理溫度的升高而升高；超聲處理溫度在20～40℃時(shí)，鴨肉的剪切力值最小。其原因可能在于CaCl2的影響，當(dāng)超聲處理溫度低于20℃時(shí)，CaCl2對(duì)鴨肉的嫩化效果隨著溫度的升高而升高；而當(dāng)超聲處理溫度達(dá)到50℃時(shí)，加上超聲波的熱效應(yīng)能夠?qū)е录∪獗砻?5～30℃的溫度升高[10]，導(dǎo)致肌肉表面產(chǎn)生部分蒸煮或收縮[11]，不利于CaCl2的滲透和鈣離子的釋放，進(jìn)而影響了鴨肉的嫩化?？紤]到生產(chǎn)實(shí)際，選取超聲處理溫度20～30℃進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.5 CaCl2濃度對(duì)鴨肉剪切力的影響

CaCl2濃度對(duì)鴨肉剪切力的影響見(jiàn)圖5。

圖5 CaCl2濃度對(duì)鴨肉剪切力的影響

由圖5可以看出，鴨肉的剪切力隨著CaCl2濃度的增加而逐漸降低，當(dāng)CaCl2濃度超過(guò)200 mmol/L時(shí)，鴨肉的剪切力變化很小。說(shuō)明鈣離子濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)，對(duì)鴨肉的嫩化作用基本達(dá)到最大，繼續(xù)增加鈣離子濃度對(duì)鴨肉的嫩度沒(méi)有進(jìn)一步的影響。同時(shí)，當(dāng)鈣離子濃度超過(guò)250 mmol/L時(shí)，成品的氯化鈣味道重，會(huì)產(chǎn)生不愉悅的口感，故選擇180，200，220 mmol/L 3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用L9（34）正交試驗(yàn)。

正交因素水平見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 正交因素水平設(shè)計(jì)

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

從表2的試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，超聲處理鴨肉的最佳工藝為A2B3C3D3，即超聲頻率28 kHz，超聲處理時(shí)間35 min，超聲處理溫度30℃，CaCl2濃度220 mmol/L，在此工藝條件下處理的鴨肉剪切力最低，鴨肉嫩化效果最好。在此工藝條件下進(jìn)行鴨肉的嫩化試驗(yàn)，得到剪切力為28.458 N。從極差分析可知 RD＞RA＞RC＞RB，說(shuō)明 CaCl2濃度和超聲波頻率對(duì)剪切力的影響較大。

3 結(jié)論

（1）超聲波對(duì)肌肉結(jié)構(gòu)的破壞作用，主要受超聲波頻率影響，而受超聲波功率影響較小。

（2） 通過(guò)試驗(yàn)，確定了超聲波協(xié)同CaCl2嫩化鴨肉的最佳工藝為超聲波頻率28kHz，超聲處理時(shí)間35 min，超聲處理溫度30℃，CaCl2濃度220 mmol/L，在此工藝條件下嫩化的鴨肉剪切力為28.458 N。