鄭海波，朱金鵬，李先保，吳曉偉，姜 毅

（安徽科技學院食品工程學院，安徽 鳳陽 233100）

由于長期過量攝入食鹽容易引發(fā)心血管疾病等慢性疾病[1-2]，世界衛(wèi)生組織呼吁各國政府將本國人均食鹽日攝入量降低到5 g以內[3]。目前，我國人均食鹽日攝入量約為10 g，是世界衛(wèi)生組織推薦量上限的2 倍[4]。在加工的食品中，肉制品是僅次于谷物制品的第二大食鹽攝入來源[5]。降低肉制品的食鹽添加量是控制食鹽攝入量不可缺少的重要一環(huán)[6]；然而，食鹽是肉制品加工過程中的重要配料，具有調味、抑菌和改善加工性能等多種功能[7]。因此，如何在保障品質不受影響的情況下，降低肉制品的食鹽添加量是近年來肉制品行業(yè)所遇到的一個棘手挑戰(zhàn)[8-9]。

自20世紀90年代第一個商業(yè)化的高壓食品在日本問世以來，高壓食品便受到廣泛關注，高壓加工設備數(shù)量從2001年起呈現(xiàn)出急速增長趨勢[10]。在高靜壓作用下，許多生物性質都會發(fā)生變化，如蛋白變性、淀粉糊化、脂肪結晶等，因此高壓加工技術在食品行業(yè)中具有廣泛的應用潛力[11-12]。Iwasaki等[13]研究發(fā)現(xiàn)，高壓具有破壞肌纖維結構和促進蛋白凝膠的作用。Sikes等[14]發(fā)現(xiàn)常溫下對牛肉糜進行高壓處理，可以提高牛肉糜的凝膠特性，并可降低牛肉糜的食鹽添加量。高壓輔助熱處理是同時運用高壓和加熱兩個物理條件來加工肉制品的一種新的加工方式。雖然早期有研究認為高壓加熱技術并不適合豬肉糜凝膠制品的加工[15]，但Tintchev等[16]認為高壓和加熱結合的加工技術具備工業(yè)使用的潛力。Zheng Haibo等[17]通過比較單獨加熱處理、高壓后加熱處理以及同時高壓加熱處理對雞肉糜的影響，發(fā)現(xiàn)無論是高壓后加熱處理還是高壓同時加熱處理都能顯著提高雞肉糜的凝膠保水性和質構特性。高溫加熱作為高壓加工技術的一種特殊應用，為人們所知甚少，特別對于為何能提高保水性和質構特性方面還缺乏合理的解釋。同時，由于方法和材料的差異，造成實驗結果相互間難以比較[18]，因此還需要對該技術進行細致深入的研究。

本研究擬采用高壓加熱對不同食鹽添加量的肉糜進行處理，研究高壓加熱處理和食鹽添加量對雞肉糜（雞肉腸）凝膠品質的影響，并對造成這一變化的原因進行分析，為低鹽肉制品的加工生產(chǎn)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

冰鮮雞胸肉購于泰森食品有限公司。食鹽及磷酸鹽皆為食用級，其他所用試劑皆為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

BZBJ-15斬拌機 艾博不銹鋼機械工程有限公司；PQ001低場核磁共振儀 上海紐邁電子科技有限公司；S-3000N掃描電子顯微鏡 日本日立高新技術集團；64R冷凍離心機 美國貝克曼庫爾特有限公司；TA-XT Plus質構儀 英國Stable Micro Systems公司；S-FL-850超高壓設備 英國Stansted Fluid Power公司。

1.3 方法

1.3.1 雞肉腸的制備及處理

先剔除雞胸肉表面可見的結蹄組織和脂肪組織，然后將雞肉切成塊，用絞肉機將雞胸肉絞碎過5 mm的篩板。將攪碎的肉混合均勻后均分為3 份，然后依次進行斬拌，將攪碎的雞肉（質量分數(shù)80%）放入斬拌機斬拌1 min，然后放入食鹽（質量分數(shù)0%、1%、2%）、磷酸鹽（質量分數(shù)0.03%）和碎冰（質量分數(shù)19.7%、18.7%、17.7%），繼續(xù)斬拌4 min，斬拌結束時肉溫低于12 ℃。將斬拌后的肉糜抽真空除去肉糜中的氣泡，然后灌入直徑25 mm的塑料腸衣，每20 cm一節(jié)。每節(jié)雞肉腸用真空袋單獨真空密封，放入4 ℃冷庫暫存。

將高壓設備的腔體預熱至60 ℃并維持恒定。將待處理的雞肉腸從4 ℃冷庫中取出，并迅速轉移到高壓設備進行高壓處理，高壓加熱條件：200 MPa/400 MPa、60 ℃、30 min。升壓速率約為5 MPa/s，降壓速率10 MPa/s。常壓加熱組采用水浴鍋在常壓60 ℃加熱30 min。加熱處理后的雞肉腸用自來水冷卻1 h后于4 ℃冷庫暫存。

1.3.2 保水性的測定

雞肉腸的持水能力通過蒸煮損失和離心損失來衡量，每個處理重復6 次，具體測定方法參考文獻[17]。

震動傳感器是報警系統(tǒng)的核心裝置，該傳感器能夠將車輛的靜止或運動狀態(tài)轉化為相應電信號。設計采用SW-420常閉型震動傳感器，該傳感器是一種單滾軸型全方位感應觸發(fā)開關，可以全方位感受傾斜和震動，它具有高穩(wěn)定性，高靈敏度，適應范圍廣等特點。其內部結構如圖3所示。

蒸煮損失率：雞肉腸稱質量后（m初/g），將腸衣剝掉晾干并稱質量（m腸衣/g），用吸水紙將雞肉腸表面的水分吸干后稱質量（m終/g）。蒸煮損失率的計算見式（1）。

離心損失率：切取1 cm長的肉腸并稱質量（m離心前/g），用濾紙包裹放入離心管，在10 ℃下10 000×g離心10 min。離心后剝去濾紙，并稱質量（m離心后/g）。離心損失率的計算見式（2）。

1.3.3 質構特性的測定

將雞肉腸放于室溫條件下恒溫2 h后切取2 cm長的圓柱形肉腸。采用質構測定儀以TPA模式，用平底P/50探頭垂直壓縮2次，觸發(fā)強度為5 g，壓縮強度為40%，壓縮速率為1 mm/s，兩次壓縮間隔時間為5 s。利用質構儀自帶軟件記錄和計算硬度、回復性、黏聚性、咀嚼性等參數(shù)。每個處理重復6 次。

1.3.4 水分分布的測定

雞肉腸水分狀態(tài)及分布的測定采用低場核磁共振儀，依照韓敏義等[19]的方法進行。切取約2 g的雞肉腸，放入直徑約15 mm的核磁管中，將核磁管放入低場核磁共振分析儀進行測定。測定參數(shù)為：磁場中心頻率22.6 MHz，磁場強度（0.50±0.08）T，重復掃描8 次，脈沖間隔200 μs。采用CMPG序列進行測定，每個處理重復12 次測定。CMPG指數(shù)衰減曲線采用儀器自帶反演軟件以多組分模型進行反演得到相關弛豫峰時間T2值和面積等參數(shù)。

1.3.5 微觀結構的觀察

微觀結構的測定參照Wang Peng等[20]的方法進行。從雞肉腸切取1 mm×1 mm×2 mm的小塊，投入體積分數(shù)2.5%的戊二醛溶液（pH 7.0）固定24 h，然后依次進行乙醇梯度脫水、叔丁醇置換、冷凍干燥、噴金。最后，通過掃描電子顯微鏡進行觀察和拍照。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

2 結果與分析

2.1 不同食鹽添加量對經(jīng)高壓加熱處理后雞肉腸質構特性的影響

圖1 不同食鹽添加量的雞肉腸經(jīng)高壓加熱處理后的質構特性Fig.1 Textural properties of chicken sausages with different contents of salt treated by high pressure combined with heating

由圖1可知，對于常壓加熱的雞肉腸，食鹽添加量對質構具有明顯的影響。常壓條件下，降低食鹽添加量將顯著降低其硬度、回復性、黏聚性、咀嚼性等質構特性（P＜0.05），表明對于常壓加熱的香腸必須添加足量食鹽才能獲得良好的質構品質。對于高壓加熱的雞肉腸而言，食鹽影響會隨壓力變化有所不同。經(jīng)200 MPa高壓處理的雞肉腸，硬度和咀嚼性隨食鹽添加量降低而升高，回復性隨之下降，而黏聚性則基本維持不變；說明食鹽的添加會一定程度上降低高壓雞肉腸的硬度，增加雞肉腸的彈性。經(jīng)400 MPa高壓處理的雞肉腸，食鹽添加量降低時，各項質構指標先降低后升高；食鹽添加量為1%時，硬度和咀嚼性顯著下降（P＜0.05）。另外值得注意的是，食鹽對高壓加熱雞肉腸質構的影響小于對常壓加熱雞肉腸的影響。

加熱時壓強對雞肉腸的質構也有明顯的影響，隨著壓力的增加，基本呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢，即200 MPa時各質構指標達到最高，而400 MPa時又明顯下降，說明當壓力超過某一閾值則表現(xiàn)出負面的效應。過高的壓力可導致蛋白迅速變性，而失去形成凝膠能力[21]。

2.2 不同食鹽添加量對經(jīng)高壓加熱處理后雞肉腸保水性的影響

圖2 不同食鹽添加量的雞肉腸經(jīng)高壓加熱處理后的水分損失Fig.2 Water loss of chicken sausages with different contents of salt treated by high pressure combined with heating

從圖2A可知，當食鹽添加量降低至0%時，常壓加熱的雞肉腸有較高的蒸煮損失率，而高壓加熱的雞肉腸保持在較低水平；當食鹽添加量在1%～2%時，200 MPa下加熱處理的雞肉腸仍然比常壓加熱的雞肉腸更能保持水分，而400 MPa下加熱的雞肉腸的蒸煮損失率則顯著高于常壓加熱的雞肉腸（P＜0.05）。

由圖2B可知，從離心損失率來看，高壓加熱的雞肉腸水分損失小于常壓加熱的雞肉腸。當高壓壓力為200 MPa時，蒸煮損失率最小。降低食鹽添加量，常壓加熱雞肉腸的離心損失率顯著增加（P＜0.05）。高壓加熱雞肉腸的離心損失率亦隨食鹽添加量減小而增加，但增加幅度較常壓處理組小，其中1%和2%食鹽添加量的高壓加熱雞肉腸并不存在顯著性差異（P＞0.05）。值得注意的是，不含食鹽的雞肉腸經(jīng)200 MPa高壓加熱后其離心損失率比常壓加熱含鹽2%的雞肉腸還要低。

由于蒸煮損失率相比離心損失率要小得多，兩者相加之后的總體水分損失變化趨勢與蒸煮損失率基本一致?？傮w而言，高壓加熱能明顯提高雞肉腸的保水性，特別是200 MPa下的高壓加熱能顯著降低雞肉腸的蒸煮損失率和離心損失率。

2.3 不同食鹽添加量對經(jīng)高壓加熱處理后雞肉腸水分分布特性的影響

不同食鹽添加量的雞肉腸經(jīng)高壓加熱后，內部水分的弛豫時間和弛豫面積見圖3、4。在低場核磁共振條件下，水分子的氫質子在脈沖磁場的激發(fā)下發(fā)生振動，不同狀態(tài)的水所受到的激發(fā)不同。通常根據(jù)水分子在食品內部的結合狀態(tài)可將分為3 種：結合水、不易流動水和自由水。其中，結合水是與食品成分緊密結合的水，占比很少；自由水為食品內部不受任何約束可以自由流動的水；不易流動水則是介于二者之間的水分，占絕大部分。結合水因為化學鍵的束縛，弛豫時間為1～10 ms（用T21表示）；自由水則由于幾乎沒有約束，其弛豫時間在100～1 000 ms之間（用T23表示）；不易流動水的弛豫時間介于二者之間為10～100 ms（用T22表示）[22-23]。由于不易流動水、自由水與食品的保水性關系密切，且?guī)缀醮砹耸称分械乃兴?，因此本研究僅討論不易流動水和自由水的變化情況。

從水分的弛豫時間T21來看，常壓、200 MPa處理組雞肉腸的T21隨食鹽添加量增加而延長，但400 MPa加熱后的雞肉腸T21無明顯變化；高壓加熱的雞肉腸T21長于常壓加熱組，且200 MPa高壓加熱后的雞肉腸T21長于其他相同食鹽添加量的雞肉腸。從水分的弛豫時間T22來看，除200 MPa高壓加熱、2%食鹽添加量的雞肉腸與常壓加熱2%食鹽添加量的雞肉腸有顯著性差異外（P＜0.05），高壓和食鹽添加量并未顯著影響雞肉腸的T22（P＞0.05）。弛豫時間反映水分子被束縛的強度及結合力，弛豫時間越短，水分子被結合的越緊密。從T21的變化趨勢來看，高壓加熱和增加食鹽添加量均使得雞肉腸對不易流動水的結合力減弱。除200 MPa高壓加熱、2%食鹽添加量的雞肉腸與常壓加熱2%食鹽添加量的雞肉腸有顯著性差異外（P＜0.05），高壓和食鹽添加量并未顯著影響雞肉腸的T22（P＞0.05）。食品持水力并不能單從弛豫時間（束縛力）來進行判斷，還要參考不同組分水分的比例，即弛豫面積[23]。因為弛豫面積表征不同性質水分比例的大小，更能反映食品的持水力變化[23]。

從水分的弛豫面積A21來看，A21基本隨食鹽添加量增加而增加，但高壓下增加不顯著（P＞0.05）；高壓加熱的雞肉腸A21高于常壓加熱組，且200 MPa高壓加熱后的雞肉腸A21高于其他相同食鹽添加量的雞肉腸。從水分的弛豫面積A22來看，增加食鹽添加量，可以顯著減少A22。相比常壓加熱處理，高壓加熱處理可以顯著減少A22（P＜0.05），特別是200 MPa處理組的雞肉腸相比同等食鹽添加量的其他雞肉腸，其A22最小。從A21的變化趨勢來看，高壓和食鹽均能促使雞肉腸中不易流動水含量增多；相應地，從A22的變化趨勢可知，高壓和食鹽促使雞肉腸中自由水的含量減少。A21和A22表現(xiàn)為此消彼長的關系（Pearson相關系數(shù)r＝－0.99，P＜0.000 1），A21增加或A22減少表示不易流動水含量增多而自由水含量減少；因此更多的水所受到的束縛增強，從宏觀上來看，表現(xiàn)為食品的持水力上升。離心損失率與A22的相關系數(shù)為0.94（P＝0.000 1），與A21的相關系數(shù)為－0.92（P＝0.000 4），表明用A22或A21可以很好地反映雞肉腸的保水性。

圖3 不同食鹽添加量的雞肉腸經(jīng)高壓加熱處理后的T21（A）和T22（B）Fig.3 T21 (A) and T22 (B) of chicken sausages with different contents of salt treated by high pressure combined with heating

2.4 不同食鹽添加量對經(jīng)高壓加熱處理后雞肉腸微觀結構的影響

圖5 不同食鹽添加量雞肉腸經(jīng)高壓加熱處理后的掃描電子顯微鏡圖Fig.5 SEM micrographs of chicken sausages with different contents of salt treated by high pressure combined with heating

由圖5可知，常壓加熱的雞肉腸含有明顯的肌纖維片段，而經(jīng)高壓加熱的雞肉腸未見有肌纖維片段，說明高壓能夠完全破壞肌纖維。200 MPa高壓促進了凝膠網(wǎng)絡結構的形成，而400 MPa的高壓明顯抑制了三維網(wǎng)絡結構的形成。食鹽添加量的變化同樣影響網(wǎng)絡結構。隨食鹽添加量的增加，常壓下加熱的雞肉腸，肌纖維片段之間的纖維交聯(lián)增多；200 MPa高壓下加熱的雞肉腸，凝膠的網(wǎng)孔增大，且凝膠網(wǎng)絡更加均勻；400 MPa高壓下加熱的雞肉腸，除0%食鹽添加量的雞肉腸有較為明顯的大孔隙外，1%和2%食鹽添加量的雞肉腸未能呈現(xiàn)清晰的孔隙結構。

由于凝膠型肉制品的三維網(wǎng)絡結構與產(chǎn)品的保水性和質構特性具有密切的關系，因此根據(jù)三維網(wǎng)絡結構的狀態(tài)可以解釋保水性和質構特性[24]。常壓下加熱的肉腸，隨食鹽添加量的增加，凝膠網(wǎng)絡逐漸增強，同時保水性和質構特性也隨之增強。高壓下加熱的雞肉腸，200 MPa時，由于凝膠結構增強，保水性和質構特性也增強；400 MPa時，由于沒有形成良好的凝膠網(wǎng)絡，因此保水性和質構特性也最差。

3 討 論

3.1 高壓加熱對肉糜凝膠作用的影響

質構特性和保水特性都是衡量肉制品凝膠品質的兩個重要指標。從保水性和質構特性可以看出，高壓能明顯改變雞肉腸的凝膠品質，但作用效果受壓力水平影響；200 MPa改善凝膠效果而400 MPa降低凝膠效果。高壓對凝膠型肉制品的改善可能與肌纖維的分解有關[17]。從圖5可以看出，常壓下加熱的雞肉腸有明顯的肌纖維片段存在，而在高壓下卻并不存在完整的肌纖維。也有報道指出，高壓分解肌纖維主要發(fā)生在蛋白未完全變性時，主要是在高壓加熱處理的初期完成[15,17]。Sikes等[14]采用高壓處理牛肉糜2 min即明顯提高了肉糜的硬度和彈性，說明高壓效應的發(fā)揮非常迅速，這可能與高壓傳遞的瞬間性和均一性有關。高壓還能促進三維凝膠網(wǎng)絡的形成，改善保水性。200 MPa下形成的凝膠網(wǎng)絡非常細膩，有密集的微孔結構，從而為提高保水性提供了很好的支持；因為微小的網(wǎng)孔結構可以提高毛細管力[25]；因此200 MPa加熱后的產(chǎn)品水分損失最少。通過核磁共振分析可以看出，200 MPa高壓處理能提高不易流動水的含量，降低自由水的比例，這與水分損失的結果一致。400 MPa處理組并未形成良好的網(wǎng)孔結構，說明超過一定壓力的高壓會抑制蛋白凝膠的形成，導致凝膠品質下降。雖然高壓會誘導蛋白變性，但是高壓也會抑制蛋白的熱變性，提高蛋白發(fā)生熱變性所需的溫度[26-27]。本研究采用的加熱溫度為60 ℃，略超過常壓下肌球蛋白變性的溫度，可能達不到400 MPa下肌球蛋白發(fā)生變性所需要的溫度。

目前不同學者對高壓加熱對凝膠品質影響的結論尚不一致。早期的西班牙學者認為高壓加熱處理使產(chǎn)品的質構偏軟[15,28]，但實際上200 MPa仍顯著提高了肉糜的質構特性（P＜0.05），同時也提高了保水性。后來，德國學者推測認為高壓300 MPa以上結合加熱具備工業(yè)應用的潛力[16]。但是，顯然這一推斷與西班牙學者的研究和本研究結論相反，因為400 MPa的高壓處理所得到的肉糜產(chǎn)品質地過軟，并未形成良好的凝膠。

3.2 食鹽添加量對肉糜凝膠作用的影響

肉制品中食鹽添加量的多少直接影響產(chǎn)品的品質和消費者的選擇[5,29]。當雞胸肉中食鹽添加量在1.6%～2.0%時，產(chǎn)品的質構品質和整體接受性較高[30]。肉品工業(yè)中香腸的食鹽添加量在1.4%左右，當食鹽添加量降低至1.3%以內時，品質有明顯的下降[31]。本研究結果顯示，雞肉腸的保水性和質構特性均隨食鹽添加量的下降而明顯下降，但高壓處理的雞肉腸下降幅度較小。

食鹽是凝膠型肉制品加工不可缺少的輔料，因為凝膠型產(chǎn)品的保水性和質構特性都需要添加食鹽才能發(fā)揮出來。食鹽能促進肌球蛋白溶解和交聯(lián)[8]，因此食鹽添加量與凝膠制品的質量關系密切。從圖5中可以看出，增加食鹽能使常壓加熱雞肉腸的蛋白交聯(lián)網(wǎng)絡增多，并影響高壓加熱雞肉腸的網(wǎng)孔直徑。400 MPa加熱的雞肉腸，在未添加食鹽時能形成明顯的網(wǎng)絡結構，而1%和2%添加量的雞肉腸并未形成明顯的網(wǎng)絡結構，說明食鹽在特定條件下會阻礙凝膠的形成。食鹽在水中以離子的狀態(tài)存在，分為Cl－和Na+。其中Cl－能與蛋白質發(fā)生較強結合，使得蛋白質的帶電荷量上升，導致肽鏈之間形成一定的斥力，并使肽鏈結合水的能力上升[30]。因為高壓也能促進水分與蛋白肽鏈的結合[32]，因此食鹽和高壓之間存在相似的作用。

4 結 論

研究發(fā)現(xiàn)，高壓和食鹽均顯著影響雞肉腸的凝膠品質。常壓加熱雞肉腸的質構品質和保水性隨食鹽添加量的變化而發(fā)生明顯變化；而高壓加熱雞肉腸的質構品質和保水性隨食鹽添加量變化波動較小，說明高壓加熱能削弱食鹽的影響。高壓加熱對雞肉腸品質的影響與壓力水平有關，200 MPa高壓處理能顯著提升雞肉腸的質構特性和保水性，而400 MPa高壓處理則明顯削弱了雞肉腸的凝膠品質。高壓能分解肌纖維結構，200 MPa時促進了蛋白凝膠微孔結構的形成，而400 MPa時則抑制了蛋白凝膠微孔結構的形成。高壓在一定條件下能提高肉糜的凝膠特性，因此高壓和加熱的適當結合可用于低鹽型雞肉腸的生產(chǎn)。