陳 星,沈清武*,羅 潔
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
鴨肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,屬于高蛋白、低膽固醇、低脂肪食物[1-2],用鴨肉制成的腌鴨肉制品深受消費(fèi)者喜愛。因此,改善腌制工藝,提升產(chǎn)品品質(zhì)等成為研究熱點(diǎn)[3]。
腌制具有延長(zhǎng)肉品保藏期、形成腌肉制品獨(dú)特風(fēng)味和色澤、提高產(chǎn)品品質(zhì)[4-5]的作用。滾揉是西式肉制品前處理的重要手段,能夠促進(jìn)腌制液的滲入,減少腌制時(shí)間,改善嫩度、提高品質(zhì)[5-7]。隨著肉品加工技術(shù)的發(fā)展,目前生產(chǎn)中最常用的滾揉方式是真空滾揉,真空有助于清除肉塊中的氣泡和針孔,容納更多腌制液[8]。研究表明真空滾揉腌制能縮短腌制時(shí)間,提高腌制效率。如:生產(chǎn)平遙牛肉真空滾揉只需8 h,靜腌需24 h[9]。同時(shí),也能提高腌制肉制品品質(zhì)[10]。如:對(duì)鵝肉、兔肉、雞肉、同安封肉進(jìn)行真空滾揉腌制能顯著提高產(chǎn)品品質(zhì),改善肌肉嫩度和質(zhì)構(gòu)特性,提高保水性[11-16]。靜態(tài)變壓腌制,是指將物料放置在靜止的腌制液中,在常壓、真空和加壓的壓力交替變化狀態(tài)下進(jìn)行腌制的一種方法[17-18]。它能較好地保持原料肉的外觀和組織結(jié)構(gòu)[18],不會(huì)使肉塊發(fā)生軟化形變。研究顯示,與常壓腌制、真空腌制和加壓腌制相比,靜態(tài)變壓腌制可顯著提高腌制效果、改善肉質(zhì)[18],且吸收率顯著高于注射腌制[19]。低場(chǎng)核磁共振技術(shù)是一種新型的分析檢測(cè)技術(shù),可用來分析樣品中水分存在狀態(tài)和遷移途徑,但是目前缺少應(yīng)用在對(duì)比不同腌制方式過程中肌肉內(nèi)部水分分布狀態(tài)及遷移規(guī)律的研究。
因此,本實(shí)驗(yàn)為了解常壓腌制、靜態(tài)變壓腌制、真空滾揉腌制技術(shù)在腌制中的作用效果,通過測(cè)定腌制過程中腌制速率并通過低場(chǎng)核磁共振技術(shù)分析腌制過程中水分存在狀態(tài)和遷移途徑,以期為深入了解不同腌制方式的優(yōu)越性及水分變化之間的關(guān)系提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
冷凍鴨胸肉:櫻桃谷鴨購(gòu)于菏澤盛佳烽食品有限公司;食鹽為市購(gòu);氯化鉀、硝酸銀、硫氰酸鉀、硝酸等均為國(guó)產(chǎn)分析純。
FiveEasy Plus FE20K pH計(jì) 梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司;WSC-Y自動(dòng)測(cè)色色差計(jì) 北京光學(xué)儀器廠;TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)SMS儀器公司;C-LM3型數(shù)顯式肌肉嫩度儀 南京銘奧儀器設(shè)備有限公司;MesoMR23-060H-I低場(chǎng)核磁共振分析及成像系統(tǒng)上海紐邁電子科技有限公司;GR50真空滾揉機(jī) 石家莊曉進(jìn)食品機(jī)械制造科技有限公司;DGG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司;BSA323S 型電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;靜態(tài)變壓腌制設(shè)備由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)自制。
1.3.1 腌制方式
鴨胸肉室溫靜水解凍,去皮、筋、腱、脂肪后,修剪成5 cm×5 cm×1 cm的長(zhǎng)方體肉塊,隨機(jī)分成3 組,每組80 塊進(jìn)行常壓腌制、真空滾揉腌制和靜態(tài)變壓腌制。腌制液為4%食鹽水,料液比1∶2(g/mL),每2 h取樣進(jìn)行分析。
常壓腌制:室溫腌制8 h,每2 h取樣(定時(shí)翻動(dòng),防止汁液聚集于容器底部);真空滾揉腌制:放入真空滾揉機(jī),真空度為-0.06 MPa;按照滾揉10 min,間歇20 min的方式循環(huán);靜態(tài)變壓腌制:以減壓(-0.08 MPa,10 min)→常壓(0.1 MPa,10 min)→加壓(0.16 MPa,10 min)不斷循環(huán)的方式進(jìn)行。
1.3.2 氯化物含量的測(cè)定
按照GB 5009.44—2016《食品中氯化物的測(cè)定》中的佛爾哈德法進(jìn)行測(cè)定[20]。
1.3.3 含水量測(cè)定
按照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法進(jìn)行測(cè)定[21]。
1.3.4 pH值測(cè)定
參考GB 5009.237—2016《食品中pH值的測(cè)定》的方法[22],略作修改。取1 g切碎的肉樣品,加入10 mL 0.01 mol/L KCl溶液,勻漿處理后,將電極插入其中,待穩(wěn)定后讀數(shù)。
1.3.5 色澤測(cè)定
使用WSC-Y自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)測(cè)定色差,先將色差儀通過矯正板標(biāo)準(zhǔn)化,然后將樣品緊扣在測(cè)樣鏡口,測(cè)定樣品CIE-L*a*b*值,表色系中的L*(明度,反映色澤的亮度),a*(紅色度標(biāo)度中的a軸值,正數(shù)代表紅色,負(fù)數(shù)代表綠色),b*(黃色度標(biāo)度中的b軸值,正數(shù)代表黃色,負(fù)數(shù)代表藍(lán)色)。每個(gè)樣品測(cè)取3 個(gè)點(diǎn),取各顏色指標(biāo)的平均值。
1.3.6 蒸煮損失的測(cè)定
將5 cm×5 cm×1 cm肉樣均分兩等份,取其中一份,稱質(zhì)量(W1)后用蒸煮袋密封,將數(shù)顯溫度計(jì)插入肉樣中心,置于80 ℃水浴鍋中,當(dāng)肉樣中心溫度到達(dá)70 ℃,取出,迅速在流水中冷卻到室溫,用吸水紙吸干表面水分,再次稱質(zhì)量(W2)。蒸煮損失率按下式計(jì)算:
1.3.7 嫩度測(cè)定
參照NY/T 1180—2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》[23],略作修改。將測(cè)完蒸煮損失的肉塊放在4 ℃冰箱中過夜測(cè)。測(cè)定時(shí)切成寬1 cm、厚1 cm的長(zhǎng)條,用沃布氏嫩度儀沿肌纖維垂直方向剪切肉柱,記錄剪切力值。
1.3.8 質(zhì)構(gòu)測(cè)定
將5 cm×5 cm×1 cm肉樣均分兩等份,取其中一份,使用質(zhì)構(gòu)儀TA.XT Plus測(cè)定分析儀,并用系統(tǒng)自帶軟件加以控制,測(cè)定鴨胸肉的硬度、彈性、黏合性、膠黏性、回復(fù)性、咀嚼性。設(shè)定參數(shù)為:壓縮比50%,測(cè)前速率2.00 mm/s,測(cè)試速率1.00 mm/s,返回速率1 mm/s,觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載5 g,探頭P/36R。
1.3.9 水分存在狀態(tài)分析
參照謝小雷等[24]的方法,使用MesoMR23-060H-I低場(chǎng)核磁共振分析及成像系統(tǒng),取2.5 cm×2.5 cm×1 cm的鴨胸肉放入永磁場(chǎng)中心位置的射頻線圈,打開核磁共振分析軟件點(diǎn)擊進(jìn)入硬脈沖序列。通過CPMG脈沖序列測(cè)量樣品的弛豫時(shí)間(T2)。
主要參數(shù)設(shè)置:共振頻率23 MHz,磁體強(qiáng)度0.55 T,線圈直徑60 mm,磁體溫度32 ℃,譜寬250 kHz,偏移頻率292 064.41 Hz,采樣點(diǎn)數(shù)287 572,累加次數(shù)4,回波數(shù)5 000,模擬增益110.0 db。采樣結(jié)束后保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果,然后用反演軟件反演出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
運(yùn)用SPSS 17.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),并用多重比較分析法進(jìn)行比較,P<0.05,差異顯著。每個(gè)實(shí)驗(yàn)6 次平行,結(jié)果均以表示。采用GraphPad Prism 8.0作圖。
由圖1可知,隨著腌制的進(jìn)行,3 種不同腌制方式處理的鴨肉氯化物含量呈增加趨勢(shì),且腌制時(shí)間對(duì)氯化物含量具有顯著影響(P<0.05)。真空滾揉腌制氯化物含量在腌制過程中顯著(P<0.05)高于常壓和靜態(tài)變壓腌制,在相同腌制時(shí)間下與常壓和靜態(tài)變壓腌制存在顯著差異(P<0.05),常壓和靜態(tài)變壓腌制僅在腌制4 h存在顯著差異(P<0.05)。真空滾揉腌制氯化物含量在4 h既與不同腌制時(shí)間又與不同腌制方式間存在顯著差異(P<0.05),此時(shí)鴨肉氯化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.47%。常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制氯化物滲入速率慢,在腌制8 h質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最大,分別為0.66%、0.67%。真空滾揉腌制氯化物含量在前4 h增加迅速,4~8 h增加減緩,這是由于前4 h鴨肉中氯化物含量較少,根據(jù)滲透原理氯化物快速進(jìn)入組織中,4~8 h趨于飽和,所以氯化物含量增加減緩。真空滾揉腌制氯化物含量高、滲入速率快,一方面是因?yàn)槿庠谡婵諚l件下的滾揉機(jī)滾筒中腌制時(shí),受到滾揉機(jī)提供的機(jī)械作用力,使肉塊組織細(xì)胞破裂,肌肉組織松弛,細(xì)胞膜滲透性增強(qiáng)[7],同時(shí),真空有助于清除肉塊中的氣泡和針孔,容納更多腌制液[7]。另一方面,隨著氯化物的滲入,Na+和Cl-促使肌原纖維中肌粗絲解離[25],導(dǎo)致肌原纖維溶脹可以容納更多的腌制液。因此,真空滾揉腌制能促進(jìn)腌制液的滲入,增大有效擴(kuò)散系數(shù),縮短生產(chǎn)周期,與劉然等[26]研究結(jié)果一致。該研究發(fā)現(xiàn),不同腌制方式(濕腌、醋腌、真空滾揉腌制、干腌)腌制草魚時(shí),達(dá)到相同含鹽量真空滾揉所需時(shí)間最少。
圖1 腌制方式對(duì)鴨肉氯化物含量的影響Fig. 1 Effects of different curing methods on salt content of duck meat
圖2 腌制方式對(duì)鴨肉含水量的影響Fig. 2 Effects of different curing methods one water content of duck meat
由圖2可知,隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),真空滾揉腌制方式處理的鴨肉含水量呈先增加后降低的趨勢(shì),常壓和靜態(tài)變壓腌制呈先增加后降低再增加的趨勢(shì)。真空滾揉腌制含水量在腌制過程中顯著(P<0.05)高于常壓和靜態(tài)變壓腌制,在相同腌制時(shí)間下與常壓和靜態(tài)變壓腌制存在顯著差異(P<0.05),常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制在腌制2 h后存在顯著差異(P<0.05)。真空滾揉腌制在2 h水分滲入速率達(dá)到最大,6 h含水量最多。常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制8 h含水量最多,但與2 h無顯著差異(P>0.05)。綜上,在腌制過程中樣品含水量為真空滾揉>靜態(tài)變壓>常壓腌制。在3 種不同腌制過程中,始終伴隨著食鹽及其他腌制劑向肉組織中擴(kuò)散和水分在腌制液和肉組織中的遷移。因此,結(jié)合氯化物含量的結(jié)果分析,真空滾揉腌制時(shí),在機(jī)械作用力和真空條件下,含水量顯著(P<0.05)高于常壓和靜態(tài)變壓腌制。在第8小時(shí)含水量下降,可能因?yàn)闈L揉時(shí)間過長(zhǎng),細(xì)胞機(jī)械損傷嚴(yán)重,持水能力下降,水分外滲。常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制出現(xiàn)含水量下降的現(xiàn)象,可能因?yàn)槭雏}的擴(kuò)散和水分的滲透未達(dá)到平衡,根據(jù)氯化物含量的結(jié)果分析,此時(shí)樣品中食鹽正快速擴(kuò)散到肉組織中,肉組織中的水分向外遷移。之后水分含量又出現(xiàn)上升現(xiàn)象,可能由于Na+和Cl-的作用加速了蛋白質(zhì)降解和鹽溶性蛋白的析出,鹽溶性蛋白形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),容納更多水分[27]。
圖3 腌制方式對(duì)鴨肉pH值的影響Fig. 3 Effects of different curing methods on pH value of duck meat
由圖3可知,隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng),常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制方式處理的鴨肉pH值呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì),在4 h后差異顯著(P<0.05)。真空滾揉腌制pH值顯著(P<0.05)高于常壓和靜態(tài)變壓腌制,這可能是由于食鹽和水分的大量滲入,引起pH值的升高,之后pH值下降可能是因?yàn)榈鞍装l(fā)生水解和變性,釋放出酸性基團(tuán)。常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制pH值呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì),可能是微生物分解產(chǎn)酸,之后又逐漸上升可能是蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生大量堿性含氮物質(zhì)使pH值上升[28]。
由氯化物含量、樣品含水量結(jié)果,選取真空滾揉腌制2 h、靜態(tài)變壓腌制4 h、常壓腌制6 h時(shí)間點(diǎn)測(cè)定樣品食用品質(zhì)。嫩度是肉品食用品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),剪切力的大小可以反映肉的嫩度,剪切力越小肉越嫩[29]。由表1可知,剪切力為真空滾揉腌制<靜態(tài)變壓腌制<常壓腌制,真空滾揉腌制與靜態(tài)變壓腌制、常壓腌制間差異顯著(P<0.05),靜態(tài)變壓腌制與常壓腌制差異不顯著(P>0.05)。但此時(shí)蒸煮損失率為真空滾揉腌制>常壓腌制>靜態(tài)變壓腌制,結(jié)合氯化物含量、樣品含水量的結(jié)果分析可知,在腌制處理2 h后真空滾揉腌制氯化物含量、含水量、pH值均顯著上升,但蒸煮損失率顯著(P<0.05)高于其他2 種腌制方式。其原因可能是滾揉過度,機(jī)械力的作用致使細(xì)胞破損嚴(yán)重,組織持水能力下降,樣品雖含水量豐富,但這些水分只是自由水,外部條件變化會(huì)使得水分大量流失,導(dǎo)致蒸煮損失增大。據(jù)報(bào)道,適當(dāng)?shù)恼婵諠L揉處理能有效降低蒸煮損失[30]。本實(shí)驗(yàn)真空滾揉腌制蒸煮損失率增加可能原因有:溫度太高,現(xiàn)有研究大多在4 ℃環(huán)境進(jìn)行;滾揉機(jī)太大,物料填充較少,易導(dǎo)致滾揉過度。腌制處理2 h后,真空滾揉腌制鴨肉L*值顯著升高(P<0.05),一方面是在滾揉過程中大量的水進(jìn)入組織細(xì)胞中,改變了肉的反射特征,提高了肉的亮度[31];另一方面,肌紅蛋白氧化生成氧合肌紅蛋白,其比例增加會(huì)使肌肉亮度增加[31];有研究指出,L*值與肉的保水性有關(guān)[32]。靜態(tài)變壓腌制L*值略高于常壓腌制。真空滾揉腌制a*值顯著下降(P<0.05),有三方面原因[33]:一是滾揉腌制過程中肉中殘存的血液流出,降低了血紅蛋白的含量;二是食鹽的滲入加速了肉中肌紅蛋白氧化成顏色較淺的高鐵肌紅蛋白;三是大量水分的滲入降低了血紅蛋白和肌紅蛋白濃度,此外較低的氧氣分壓有利于高鐵肌紅蛋白的生成。b*值為真空滾揉腌制<靜態(tài)變壓腌制<常壓腌制,真空滾揉與靜態(tài)變壓及常壓腌制間差異顯著(P<0.05),b*值越高肉樣越不新鮮。綜上,真空滾揉腌制有助于改善鴨肉顏澤,降低剪切力,提高肉品嫩度;常壓腌制與靜態(tài)變壓腌制在食用品質(zhì)方面差異不顯著(P>0.05)。
表1 腌制方式對(duì)鴨肉食用品質(zhì)的影響Table 1 Effects of different curing methods on eating quality of duck meat
由表2可知,硬度為真空滾揉腌制<靜態(tài)變壓腌制<常壓腌制。這是由于真空滾揉腌制過程中機(jī)械作用造成了細(xì)胞損傷,肌原纖維斷裂以及相關(guān)蛋白酶的激活對(duì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的作用、肌纖維蛋白質(zhì)的酶解以及Na+和Cl-對(duì)肌粗絲的解離使鴨肉硬度減小。靜態(tài)變壓腌制4 h對(duì)比常壓腌制6 h肉品咀嚼性、回復(fù)性顯著(P<0.05)減小,此時(shí),肉眼明顯看到靜態(tài)變壓腌制6 h肉體積縮小。說明靜態(tài)變壓腌制處理4 h后,鴨肉在常壓、真空和加壓的壓力交替變化下使肉體積縮小,嫩度增加。綜上,真空滾揉腌制有效改善肉質(zhì)硬度,靜態(tài)變壓腌制有效降低肉質(zhì)咀嚼性。
表2 腌制方式對(duì)鴨肉質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effects of different curing methods on texture characteristics of duck meat
圖4 腌制方式對(duì)鴨胸肉橫向弛豫時(shí)間T2的影響Fig. 4 Effects of different curing methods on T2 relaxation time of duck meat samples
表3 腌制方式對(duì)鴨胸肉弛豫時(shí)間T2峰面積所占比例P22的影響Table 3 Effects of different curing methods on area proportion of T2 relaxation time of duck meat samples
表4 腌制方式對(duì)鴨肉弛豫時(shí)間T22的影響Table 4 Effects of different curing methods on T22 relaxation time of duck meat samples
從圖4可以看出,在1~10 ms左右有1 個(gè)小峰,為T21峰,代表與蛋白質(zhì)等大分子相結(jié)合的結(jié)合水;在10~100 ms處出現(xiàn)1 個(gè)較大的峰,為T22峰,代表肌肉中存在于肌原纖維與膜之間的不易流動(dòng)水;100~1 000 ms處峰為T23峰,代表細(xì)胞外間隙中能自由流動(dòng)的自由水[35]。T22峰為主峰,表明在不同腌制方式的腌制過程中鴨肉組織中水分的主要存在形態(tài)為不易流動(dòng)水,這部分水與肉的保水性具有極強(qiáng)的相關(guān)性[36]。3 種不同腌制方式處理鴨肉的水分形態(tài)及分布存在差異。有研究表明,弛豫時(shí)間T2可以間接表明水分的自由度,T2越短表明水與底物結(jié)合越緊密;T2時(shí)間越長(zhǎng)表明水分越自由[37-38]。
由表3可以看出,真空滾揉腌制2 hP22值最大,說明此時(shí)不易流動(dòng)水含量最多。一方面是由于在機(jī)械作用力和真空條件下促進(jìn)了水的滲入,使肉中的不易流動(dòng)水增加;另一方面,由于蛋白質(zhì)降解和鹽溶性蛋白的析出,形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)容納更多的結(jié)合水和不易流動(dòng)水。由表4可知,真空滾揉腌制2 hT22值對(duì)比靜態(tài)變壓腌制4 h、常壓腌制6 h最大,說明此時(shí)水分最自由,較易失去。靜態(tài)變壓腌制P22值在腌制4 h最大,常壓腌制在6 h最大,說明靜態(tài)變壓腌制4 h不易流動(dòng)水含量最多,保水性最好,常壓腌制6 h不易流動(dòng)水含量最多,保水性最好。腌制處理8 h后,T22值真空滾揉腌制<靜態(tài)變壓腌制<常壓腌制,說明真空滾揉腌制能促使水分與底物的結(jié)合,但此時(shí)不易流動(dòng)水含量顯著(P<0.05)減少。綜上,不易流動(dòng)水含量最多的腌制時(shí)長(zhǎng)為真空滾揉腌制2 h、靜態(tài)變壓腌制4 h、常壓腌制6 h。有研究發(fā)現(xiàn)通過提高P22值,有助于提高肉和肉制品的保水性,改善產(chǎn)品品質(zhì),同時(shí)增加出品率、提高經(jīng)濟(jì)效益[39-40]。
通過對(duì)鴨肉進(jìn)行常壓腌制、靜態(tài)變壓腌制和真空滾揉腌制處理后,研究發(fā)現(xiàn):在相同時(shí)間檢測(cè)點(diǎn)處真空滾揉腌制氯化物含量、水分含量、pH值均顯著(P<0.05)高于常壓腌制和靜態(tài)變壓腌制。靜態(tài)變壓腌制與常壓腌制差異不明顯。真空滾揉腌制2 h對(duì)比靜態(tài)變壓腌制4 h、常壓腌制6 h,真空滾揉腌制肉塊亮度值(L*)顯著升高(P<0.05),紅度值(a*)和黃度值(b*)顯著降低(P<0.05),肉塊色澤得到改善;剪切力和硬度顯著降低(P<0.05),提高了肉塊的嫩度;但蒸煮損失率顯著升高(P<0.05),此時(shí),不易流動(dòng)水橫向弛豫時(shí)間顯著增加(P<0.05),推測(cè)滾揉時(shí)間過長(zhǎng),樣品保水性下降。在同一腌制方式中真空滾揉腌制不易流動(dòng)水峰面積百分比最大在2 h處,靜態(tài)變壓腌制4 h最大,常壓腌制6 h最大。靜態(tài)變壓腌制對(duì)比常壓腌制6 h,降低了肉塊硬度,咀嚼性、內(nèi)聚性、回復(fù)性最低。因此,綜合考慮腌制速率、品質(zhì)以及生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益等,最佳腌制方式為真空滾揉腌制小于2 h、靜態(tài)變壓腌制4 h、常壓腌制6 h。本研究為今后真空滾揉腌制、靜態(tài)變壓腌制技術(shù)在畜禽肉制品深加工中的應(yīng)用以及相關(guān)設(shè)備的開發(fā)提供一定理論依據(jù),并為核磁共振技術(shù)在對(duì)比研究不同腌制方式在肉制品腌制過程中水分存在狀態(tài)和遷移途徑的應(yīng)用提供理論依據(jù)。