陳崇艷, 彭先杰, 袁玉梅, 楊 婷， 袁先鈴

(四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院, 四川 自貢 643000)

引 言

牛肉具有優(yōu)質(zhì)蛋白、低脂肪等特性，其蛋白質(zhì)含量達(dá)20%以上，脂肪含量僅有10%[1]。我國是肉牛產(chǎn)業(yè)大國，養(yǎng)殖優(yōu)勢區(qū)域主要集中在中原產(chǎn)區(qū)、西北產(chǎn)區(qū)、東北產(chǎn)區(qū)以及西南產(chǎn)區(qū)[2]。城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村居民月人均牛肉消費(fèi)量分別為2.5 kg和1.1 kg，在肉類消費(fèi)中所占的比例分別為7.1%和4.9%，牛肉進(jìn)出口在處于較低水平的同時進(jìn)口增長顯著[3]。我國的牛肉消費(fèi)需求已經(jīng)進(jìn)入快速增長期，市場發(fā)展?jié)摿薮骩4]。

手撕牛肉是四川風(fēng)味名吃，屬于川菜系。手撕牛肉不僅保留了牛肉中豐富的營養(yǎng)成分，又具有獨(dú)特的地方特色，具有易食用、攜帶方便等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者青睞[5]。色澤是評價手撕牛肉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，消費(fèi)者和廚師經(jīng)常通過牛肉的顏色來評判烤熟程度[6]，以及消費(fèi)者在購買肉類產(chǎn)品時通常將顏色作為肉類新鮮與否的標(biāo)準(zhǔn)[7-8]。目前，市面上手撕牛肉產(chǎn)品品牌較多，但多數(shù)產(chǎn)品采用的是手工作坊式生產(chǎn)，使用傳統(tǒng)發(fā)色劑亞硝酸鹽進(jìn)行發(fā)色，如何降低亞硝酸鹽在食品中的殘留量也備受人們關(guān)注[9-11]。因此，在手撕牛肉的著色中使用天然色素部分替代亞硝酸鹽以提高食用安全[12-13]，并加入發(fā)色助劑保護(hù)天然色素的穩(wěn)定性[14-15]，延長產(chǎn)品的貨架期品質(zhì)，對手撕牛肉工業(yè)化生產(chǎn)有重要意義[16-18]。

本實(shí)驗(yàn)主要研究食用性天然色素在手撕牛肉加工中的應(yīng)用，確定手撕牛肉最佳護(hù)色配方，選取發(fā)色劑、發(fā)色助劑，確定保藏條件，提高色素穩(wěn)定性，延長手撕牛肉色澤保存時間，減少亞硝酸鈉的使用量，提高食品安全性，同時為手撕牛肉風(fēng)味小吃的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論性參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

精牛肉、食鹽、白酒、雞精、味精、白糖、五香粉、細(xì)辣椒面、花椒面、食用油等均購于四川省自貢市沃爾瑪超市。

添加劑包括亞硝酸鈉、紅曲紅色素、辣椒紅色素(油溶)、D-異抗壞血酸鈉，均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

儀器與設(shè)備包括：NS800分光測色儀,配有校準(zhǔn)45/0幾何光學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(深圳市三恩施科技有限公司)；UV-5500PC紫外可見分光光度計(jì),配有雙光束比例監(jiān)測光學(xué)系統(tǒng)以及128×64位點(diǎn)陣式液晶顯示器(上海元析儀器有限公司)；DZ-400/2ES真空包裝機(jī)，配有真空抽氣、封口、印刷產(chǎn)品標(biāo)簽一次完成功能(華聯(lián)機(jī)械集團(tuán)有限公司)；JA-5003電子分析天平，配有RS232C接口(上海恒平科學(xué)儀器)。

1.3 方法

1.3.1 手撕牛肉制備

工藝流程：牛肉→去血水→腌制→鹵制→切條、整形→油炸→炒制→真空包裝→成品。

操作要點(diǎn)：將檢驗(yàn)合格的精牛肉洗凈；分割成適宜大小，放入盛有適量水的鍋中蒸煮去血水；加入食鹽、花椒、白酒、白糖、味精放入盛有適量水的容器中，并加入不同配比的護(hù)色色素，用保鮮膜密封容器，在4 ℃～8 ℃條件下腌制六天；鹵制40 min；牛肉切條；油炸；加入五香粉用小火炒制，加入細(xì)辣椒面、白糖、雞精、味精、花椒面；冷卻至室溫，牛肉成品裝入包裝袋，抽真空。

1.3.2 手撕牛肉色度的研究分析

取各樣品表面平整、上色均勻1.5 cm×1.5 cm大小肉塊，測定樣品的a*值、b*值、L*值按照色度值，平行三次，取平均值。

1.3.3 手撕牛肉亞硝酸鹽殘留量的研究分析

按照GB 5009.33-2010[15]中的鹽酸萘乙二胺法測定樣品亞硝酸鹽殘留量，且殘留量≤30 mg/kg為合格品。

1.4 計(jì)算

肉制品紅度在一定時期內(nèi)變化的幅度可用紅色保存率表示，按下面公式可計(jì)算紅色保存率。

(1)

1.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 發(fā)色劑對手撕牛肉色澤的影響

(1) 不同發(fā)色劑對手撕牛肉色澤影響的單因素試驗(yàn)

在牛肉的腌制過程中，分別添加不同濃度的亞硝酸鈉、紅曲紅色素、辣椒紅色素進(jìn)行護(hù)色操作，制備手撕牛肉產(chǎn)品，進(jìn)行色澤測定，確定較適宜用量范圍。

(2) 發(fā)色劑正交試驗(yàn)優(yōu)化

以單因素實(shí)驗(yàn)確定的護(hù)色劑較適宜用量范圍，選取三個水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定優(yōu)化復(fù)配工藝。

1.5.2 發(fā)色助劑對手撕牛肉色澤的影響

在牛肉的腌制過程中，分別添加不同濃度的茶多酚與D-異抗壞血酸鈉與護(hù)色劑聯(lián)合作用，進(jìn)行助色操作，制備手撕牛肉產(chǎn)品，進(jìn)行色澤測定，確定茶多酚與D-異抗壞血酸鈉的最適添加量。

1.5.3 光照條件對手撕牛肉色澤的影響

將制備好的手撕牛肉樣品分為兩組，一組放于黑暗中避光保存，一組放于紫外光下照射。每隔5 d對其色澤進(jìn)行測定，同時比較兩種儲存條件下色澤的變化情況，確定較優(yōu)的儲存條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)色劑對手撕牛肉色澤以及亞硝酸鹽含量的影響

2.1.1 亞硝酸鈉對手撕牛肉色澤的影響

亞硝酸鈉的護(hù)色結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，L*(明度)值與b*(黃度)值未因亞硝酸鹽添加量的增加而發(fā)生較大改變，分別在49.21～50.69與15.32～16.02間不規(guī)則變化。說明亞硝酸鹽添加量對L*值與b*值的影響較小。因此，后續(xù)試驗(yàn)以a*(紅度)值作為評定標(biāo)準(zhǔn)，將不考慮L*值與b*值。由圖可知，隨著亞硝酸鹽添加量的增加，a*值越來越大，這與李開雄[20]等人在驢肉火腿的研究的觀點(diǎn)一致。但當(dāng)添加量在0.09時a*值增加緩慢，因亞硝酸鹽存在安全隱患，但亞硝酸鹽能特異性地抑制肉毒梭狀桿菌等致病菌的生長，故確定亞硝酸鹽0.06%～0.09%為較適宜范圍。

圖1 亞硝酸鹽添加量對手撕牛肉色度的影響

2.1.2 紅曲紅色素對手撕牛肉色澤的影響

紅曲紅色素進(jìn)行護(hù)色結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，a*值隨紅曲紅色素添加量的增加逐漸增加，當(dāng)添加量達(dá)到0.11%時，出現(xiàn)拐點(diǎn)，a*值趨于穩(wěn)定。該結(jié)論與Bernhard Thalhamer[21]等人的研究結(jié)論相一致，紅曲紅色素的存在影響著產(chǎn)品鮮艷的顏色強(qiáng)度。

圖2 紅曲紅色素添加量對手撕牛肉色度的影響

2.1.3 辣椒紅色素對手撕牛肉色澤的影響

辣椒紅色素護(hù)色結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，a*值隨辣椒紅色素添加量增多而增加，當(dāng)添加量達(dá)到0.15%，出現(xiàn)拐點(diǎn)，a*值趨于穩(wěn)定。辣椒紅色素上色后不會隨時間變化影響色澤，能較好地解決食品加工中的褪色問題, 切實(shí)增強(qiáng)食品貨架期，因此在食品工業(yè)中具有廣闊的發(fā)展前景[22]。

圖3 辣椒紅色素添加量對手撕牛肉色度的影響

2.1.4 發(fā)色劑正交試驗(yàn)優(yōu)化

正交試驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可知，三個因素對手撕牛肉a*值影響程度的順序?yàn)锽>C>A，即紅曲紅色素>辣椒紅色素>亞硝酸鹽；由K可知，手撕牛肉發(fā)色劑最佳組合為A1B3C1，即亞硝酸鹽的量為0.06‰，紅曲紅色素的量為0.12‰，辣椒紅色素的量為0.10‰，手撕牛肉色度值大小為22.16。結(jié)果說明紅曲紅色素、辣椒紅色素能部分替代亞硝酸鹽發(fā)色，這與李彬彬等[23]在川式香腸研究中紅曲紅色素能部分代替亞硝酸鈉發(fā)色相吻合。說明此復(fù)合護(hù)色劑對手撕牛肉確實(shí)有很好的護(hù)色效果。因該組合在正交試驗(yàn)中未做，故按最優(yōu)組合做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)證該組合a*值為22.45，略高于正交表中的其他組合，且亞硝酸鹽的添加量相對較低，證明此組合切實(shí)可行。

2.1.5 最佳護(hù)色配方與亞硝酸鹽對照組中亞硝酸鹽殘留量

由圖4可知，對照組亞硝酸鹽隨著時間的延長逐漸降低，試驗(yàn)組亞硝酸鹽趨于穩(wěn)定，但是對照組亞硝酸鹽殘留量約為最佳護(hù)色配方1.7～2.3倍，而最佳護(hù)色配方紅度值略高于亞硝酸鹽對照組，故可用復(fù)合配方來提高色度而減小亞硝酸鹽的殘留量。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)

圖4 最佳護(hù)色配方與亞硝酸鹽對照組殘留量

2.2 發(fā)色助劑對手撕牛肉色澤以及亞硝酸鹽含量的影響

2.2.1 茶多酚對亞硝酸鹽殘留量以及手撕牛肉色澤的影響

茶多酚對亞硝酸鹽殘留量以及手撕牛肉色澤的影響如圖5所示。添加茶多酚后，產(chǎn)品中亞硝酸鈉的殘留量有降低效果，但是茶多酚濃度繼續(xù)增加，亞硝酸鈉殘留量稍有回升。其中茶多酚添加量為150 mg/kg時，亞硝酸鈉殘留量最低達(dá)5.31 mg/kg。茶多酚降低亞硝酸鈉殘留量原因可能是：茶多酚和稀硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)，生成鄰或?qū)ο趸衔颷24-25]；也可能是因?yàn)閬喯跛徕c分解可以生成硝酸，在一定范圍內(nèi)，可能與體系中加入的茶多酚發(fā)生反應(yīng)，從而消耗亞硝酸鈉，使其殘留量降低。另外，茶多酚具有多個酚羥基，酚羥基中的氧原子為SP雜化狀態(tài)，氧原子上兩對未共用電子對之一占據(jù)未參與雜化的P軌道，可以與苯環(huán)形成P-π共扼體系，電子云密度向苯環(huán)轉(zhuǎn)移，氫氧之間的電子云密度比醇中的低，即氫氧之間的結(jié)合減弱，使氫離子能以H+的形式解離。H+能與亞硝酸反應(yīng)，消耗亞硝酸根，從而降低亞硝酸鈉含量[26]。而亞硝酸鈉殘留量在茶多酚添加量增至一定程度后，稍有回升，可能是因?yàn)槿怏w系本身非常復(fù)雜，存在一些負(fù)反應(yīng)，使它不可能與簡化體系完全相同[27]。

圖5 茶多酚添加量對亞硝酸鹽殘留量和手撕牛肉色度的影響

不同濃度的茶多酚進(jìn)行助色操作的色澤測定結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，隨著茶多酚添加量的增加，手撕牛肉紅度值上升，這與周煒婧[28]等人在茶多酚對腌肉護(hù)色效果研究一致。原因是茶多酚能還原亞硝酸鈉為亞硝酸，然后產(chǎn)生NO，同時又能將Fe的氧化型肌紅蛋白還原成Fe的氧合及還原型肌紅蛋白，從而加速和增強(qiáng)腌制紅色的產(chǎn)生。說明茶多酚有增加手撕牛肉色澤的作用。

2.2.2 D-異抗壞血酸鈉對亞硝酸鹽殘留量手以及撕牛肉色澤的影響

D-異抗壞血酸鈉對亞硝酸鹽殘留量手以及撕牛肉色澤的影響如圖6所示。由圖6可知，手撕牛肉紅度值隨D-異抗壞血酸鈉的增加而增加，這與施帥[29]在關(guān)于D-異抗壞血酸鈉對中式香腸的護(hù)色效果研究結(jié)果相吻合。原因是D-異抗壞血酸鈉能還原亞硝酸鈉為亞硝酸，然后產(chǎn)生NO，同時又能將三價鐵的氧化型肌紅蛋白還原成二價鐵的氧合及還原型肌紅蛋白，從而加速和增強(qiáng)腌制紅色的產(chǎn)生。故D-異抗壞血酸鈉有增加肉色的功效。

圖6 D-異抗壞血酸鈉添加量對亞硝酸鹽殘留量和手撕牛肉色度的影響

樣品中亞硝酸鹽殘留量隨著D-異抗壞血酸鈉添加量增加而降低。因此向肉制品中添加D-異抗壞血酸鈉，起到降低亞硝酸鹽殘留量的作用，減少亞硝酸鹽對人體的危害。這是因?yàn)槿庵破分腥樗岬扔袡C(jī)酸與D-異抗壞血酸鈉反應(yīng)生成異抗壞血酸，異抗壞血酸的酸性來自烯二醇的羥基，由于羥基和羰基相鄰，烯二醇基極不穩(wěn)定，與各種金屬成鹽，解離出H+，而H+能與NO2-反應(yīng)，消耗NO2-，降低亞硝酸鹽含量，這樣可以減少亞硝胺的前驅(qū)物質(zhì)的形成，從而防止亞硝胺對人體的危害。同時，這樣也不影響亞硝酸鹽對肉毒桿菌的抑制作用[30]。

2.3 光照對色素穩(wěn)定性的影響

光照對色素穩(wěn)定性影響的試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，發(fā)色劑最佳組樣品黑暗和紫外光紅色保存率分別為72%和63%，亞硝酸鹽對照組(0.12‰)樣品黑暗和紫外光紅色保存率分別為：52%和43%。因此發(fā)色劑最佳組比亞硝酸鹽對照組樣品無論在黑暗保藏還是在紫外光照射下紅色保持率都較高，黑暗更利于保存。樣品在第16 d左右紅度值趨于穩(wěn)定，在第11 d最佳組黑暗樣品紅色度有所上升，出現(xiàn)這種變化的原因可能是多方面的，手撕牛肉的紅色是由原料肉中的血紅素、添加的色素以及亞硝酸鈉的護(hù)色共同組成，其中血紅素的退色速度高于紅曲紅等天然色素的退色速度，紅度值的降低主要是血紅素在光、氧的作用下發(fā)生的[31]。之后紅色的上升可能是一段時間貯藏后，手撕牛肉表面水分蒸發(fā)，產(chǎn)生了色素濃縮效應(yīng)[32]。

圖7 發(fā)色劑最佳組合與亞硝酸鹽對照組手撕牛肉在不同光照下紅度值變化

2.4 發(fā)色助劑不同光照下紅度值的變化比較

發(fā)色助劑不同光照21 d的紅度值如圖8、圖9所示。手撕牛肉在第21 d紅度值隨茶多酚或D-異抗壞血酸鈉添加增多而增加，等量添加的情況下，黑暗都比紫外光紅色保存率高。第四組黑暗和紫外光紅色保存率分別為91.8%和79.8%；第五組黑暗和紫外光紅色保存率分別為92.5%和81.9%，即第四組紅度值與第五組基本相同。手撕牛肉工藝油炸時會影響其溶解性，故需多添加茶多酚才能更好延長護(hù)色時間，考慮到茶多酚國標(biāo)規(guī)定最大添加量為0.3 g/kg，以及茶多酚是低毒性添加劑，確定最佳茶多酚添加量為0.225‰。而D-異抗壞血酸鈉在肉制品中的添加量可根據(jù)生產(chǎn)需要適量使用。為確保安全性，添加0.6‰D-異抗壞血酸鈉作為手撕牛肉的發(fā)色助劑以延長色澤穩(wěn)定時間。

圖8 第21 d茶多酚添加量在不同光照下的紅度值

圖9 第21 d D-異抗壞血酸鈉添加量在不同光照下的紅度值

3 結(jié) 論

本文試驗(yàn)旨在減少亞硝酸鹽用量，用天然色素紅曲紅色素、番茄紅色素、辣椒紅色素部分替代亞硝酸鹽，從感官、色度、亞硝酸鹽殘留量幾個方面進(jìn)行了分析。并為了提高樣品儲存時間而添加發(fā)色助劑，并確定最佳儲存條件，得出下列結(jié)果：

(1) 由發(fā)色劑單因素試驗(yàn)得出：亞硝酸鹽0.06‰～0.09‰為正交試驗(yàn)的參考范圍，紅曲紅色素0.07‰～0.11‰為正交試驗(yàn)的參考范圍，辣椒紅色素0.15‰為正交試驗(yàn)該因素水平的參考量。

(2) 根據(jù)發(fā)色劑單因素試驗(yàn)結(jié)果，作試驗(yàn)、L9(33)正交試驗(yàn)，得出發(fā)色劑影響大?。杭t曲紅色素>辣椒紅色素>亞硝酸鹽，確定最佳護(hù)色配方為：亞硝酸鹽0.06‰，紅曲紅色素0.12‰，辣椒紅色素0.10‰。比手撕牛肉亞硝酸鹽對照組(0.12‰)添加的亞硝酸鹽量低，部分替代了亞硝酸鹽。天然護(hù)色劑與亞硝酸鹽協(xié)同作用有護(hù)色的功效，降低了亞硝酸鹽的殘留量，提高了產(chǎn)品的安全性。

(3) 在最佳護(hù)色配方的樣品中添加發(fā)色助劑D-異抗壞血酸鈉0.6‰能明顯減緩手撕牛肉色澤褪色效果，延長其色澤保存時間，并降低亞硝酸鹽殘留量。

(4) 由在黑暗和紫外光下的發(fā)色劑單因素試驗(yàn)、發(fā)色劑正交試驗(yàn)以及發(fā)色助劑試驗(yàn)可知，黑暗避光更利于手撕牛肉保存。