超高压技术对鹅肉嫩度的影响

高海燕，潘润淑，马汉军*

(河南科技学院食品学院，河南 新乡 453003)

超高压技术对鹅肉嫩度的影响

高海燕，潘润淑，马汉军*

(河南科技学院食品学院，河南 新乡 453003)

研究超高压技术对鹅肉嫩化效果的影响，在室温(20℃)条件下，采用不同压力(0～500MPa)和不同时间(0～30min)对鹅肉进行嫩化处理，得出嫩化效果较好的压力和处理时间，并采用响应面优化超高压工作条件。单因素试验结果表明：压力300MPa、处理时间20min时，鹅肉的嫩化效果较好。通过响应面统计分析，压力和处理时间两因素具有交互作用，优化后的参数为：压力292MPa、高压处理时间19.75min条件下，失水率最低；压力246MPa、高压处理时间23.85min时持水率最高。超高压技术处理鹅肉可以明显增加其嫩度，具有较好的应用前景。

鹅胸肉；超高压；嫩度；响应面

20世纪80年代末开始，高压技术引起了食品界研究者越来越大的兴趣，压力处理后能延长制品贮藏期，又不破坏营养和风味，在肉类领域的应用也越来越受到人们的重视[1-3]。高压技术在肉类加工中的应用最早出现在日本，目前高压食品加工已在日本、美国、法国等国家商业化生产[4-5]。越来越多的国家投入大量的人力、物力和财力对高压技术在食品各个领域的应用展开了研究，并取得了许多重要的研究成果[6-9]。我国对高压技术在肉类工业中的应用研究也正在进行，如马汉军等[10-11]研究了高压和热结合处理对牛肉感官特性、脂肪氧化和组织结构的影响。

鹅肉营养丰富、脂肪含量低、不饱和脂肪酸含量高，对人体健康非常有益。鹅肉的蛋白质含量也较鸭肉、鸡肉、牛肉和猪肉高。但鹅肉的纤维较粗，肉质较老，难于咀嚼，口感较差，因此在鹅肉加工中常需进行嫩化处理[12-14]。高压可导致肌肉的显微结构和内源蛋白酶发生变化从而促进肉的成熟，提高肉的嫩度，但过高的压力会造成一定的负作用，如变色、加速脂肪氧化等[15-16]，并且目前在鹅肉的嫩化研究中还没有应用超高压技术，因此高压处理嫩化鹅肉的参数还有待于进一步研究。

本实验主要研究鹅肉经过不同压力、不同时间处理后其嫩度的变化，通过响应面试验设计，确定超高压技术嫩化鹅肉的最佳条件，为工业化生产鹅肉制品的嫩化工艺提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜鹅胸肉购于当地市场，冷冻贮藏于冰箱中(－18℃)，加工前在4℃条件下自然解冻18h。1.2 仪器与设备

ZQ500-ZSO真空包装机 温州鹿城黄河包装机械厂；UHPF-750MPa超高压食品处理装置 包头科发新型高技术食品机械有限公司；电热恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂；恒温鼓风干燥箱 上海琅玕实验设备有限公司；TDL-40B台式离心机 上海安享科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

解冻后的鹅胸脯肉修去可见的脂肪、结缔组织，顺纤维方向切成30mm×30mm×25mm规格的条状。放入蒸煮袋内，用真空包装机密封，尽可能去除袋内空气，封装后的样品马上进行高压处理。

1.3.2 超高压处理

将前处理后的样品置于高压处理设备容器中，在室温(20℃)条件下，经不同压力和不同时间处理，处理后的样品立即进行分析。压力上升的速度约为4MPa/s，以蒸馏水作为介质。

1.3.3 单因素与响应面试验设计

1.3.3.1 单因素试验

不同压力处理对鹅肉嫩度的影响：在室温(20℃)条件下，把经过前处理的鹅肉样品放入超高压食品处理装置内，分别经100、200、300、400、500MPa压力处理20min，液体介质是蒸馏水，处理后的样品立即进行测定。未经高压处理的样品作为对照。

不同时间高压处理对鹅肉嫩度的影响：通过数据分析不同压力处理对鹅肉嫩化效果的影响结果，选定一个最佳压力，在室温(20℃)条件下，采用不同时间10、15、20、25、30min的高压处理，处理后的样品立即进行测定。以未经高压处理的样品作为对照。

1.3.3.2 响应面试验设计

根据单因素试验结果，室温(20℃)条件下不同高压、不同时间处理对鹅肉嫩化效果的影响，选定出最佳处理压力、最佳处理时间，设计二次回归旋转试验，因素水平如表1所示。

表1 二次回归旋转试验因素水平表Table 1 Factors and levels in quadratic regression rotation combination design

1.3.4 指标测定方法

1.3.4.1 鹅肉烹饪失水率的测定方法

取50g鹅肉切成小块，放于蒸煮袋中，在95℃的电热恒温水浴锅内加热10min左右，当鹅肉的中心温度达到85℃时，取出样品，冷却至常温，用滤纸擦干表面水分，然后称量，每组试验做3次求平均值。以未经高压处理的样品为对照。烹饪失水率按下式计算：

1.3.4.2 鹅肉持水力的测定方法

首先采用质量恒定法来测定鹅肉含水量。然后，称取10g同等条件下的鹅肉样品，用剪刀把肉剪碎，再放入研磨盅内研磨，研磨后放入离心管中，称量后放入台式离心机中离心，离心20min。取出离心管，将离心管中的水倒出，并用滤纸将其表面的水分吸干，将样品和离心管一起称量，并准确记录每组样品的数据，每组试验做3次求平均值。以未经高压处理的样品作为对照。按下式计算持水力：

1.3.4.3 质构分析

采用TA-XT2i质构仪对高压处理样品和对照样品(30mm×30mm×25mm)进行质构测试，测定时使用直径为50mm的圆柱形探头(P/50)，测定条件为：测试前速2mm/s，测试速度2mm/s，测试后速度2mm/s，压缩样品高度为50%，时间10s。所有测试均重复3次求平均值。

1.4 数据处理

采用Design Expert 7.0进行统计分析拟合二次回归模型和产生响应面图。响应值的模型(Y)为：

式中：b0为响应值在中心点(0,0)的拟合值；bn、bnn和bnm分别是线性、二次和交叉积。其他数据采用Excel统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同压力处理对鹅肉嫩度的影响

在室温(20℃)条件下，选用不同压力对鹅肉进行嫩化处理，处理时间均为20min，测得持水力、失水率和质构特性如图1所示。

由图1a可知，不同压力处理对鹅肉的烹饪失水率影响呈现出先降低之后升高的趋势，200MPa处理的样品失水率达到一个最小值。不同压力处理对鹅肉的持水力影响没有一定的规律，与空白对照组相比，200MPa出现上升，并且在200～400MPa之间持水力变化比较平稳，在200、300、400MPa处理条件下对鹅肉持水力效果都很好。由图1b可知，在0～200MPa压力条件下鹅肉硬度基本没有变化，到300MPa时鹅硬度值降低，400～500MPa又呈升高趋势。由此可以说明：在300MPa下硬度最低，嫩化效果最好。综合分析，在室温20℃处理时间20min条件下，选定300MPa为鹅肉嫩化最佳压力。

图1 不同压力处理对鹅肉嫩度的影响Fig.1 Effect of pressure on tenderness of goose meat

2.2 不同时间处理对鹅肉嫩度的影响

图2 不同时间处理对鹅肉嫩度的影响Fig.2 Effect of pressure-holding time on tenderness of goose meat

在最佳压力300MPa、室温条件下高压处理鹅肉，不同处理时间的嫩化效果如图2所示。

由图2a可知，不同时间处理对鹅肉失水率的影响明显，在20min时烹饪失水率最低，嫩化效果最好。不同时间处理对鹅肉持水力的影响明显，0～15min处理时间下，持水力逐渐下降。在处理时间为20～30min时，持水力上升均高于对照组，但在20min持水力最高，嫩化效果最好。由图2b可知，不同时间处理对鹅肉硬度的影响明显，在10～30min内出现先降低后升高的变化趋势，处理时间为10min和20min时硬度低于对照组。在20min处理下硬度最低，嫩化效果最好。

综上所述，在室温(20℃)、压力300MPa处理条件下，超高压处理20min鹅肉的嫩度最佳。

2.3 超高压技术对鹅肉嫩度影响的响应面试验

2.3.1 回归模型

表2 二次回归旋转设计结果Table 2 Arrangement and experimental results of quadratic regression rotation combination design

从表2可得失水率和持水率回归方程如下：

失水率：Y=37.19966＋0.58333x1＋0.375x2＋0.5325x1x2＋2.05621x12＋1.93121x22

持水力：Y=71.7931－4.66667x1－1.91667x2＋2.625x1x2－2.77586x12－2.02586x22

2.3.2 拟合模型可信度分析

从表3可以看出，在试验设计范围内，对失水率和持水力，R2值分别可以达到0.7992和0.7975， 表示方程拟合拟合比较可信。CV(变异系数)表示实验的精确度，CV值越高，实验的可靠性越低，本实验中失水率CV=5.07%，持水力较低CV=3.78%，数值较小，说明实验操作可信。

表3 拟合模型的可信度分析Table 3 Reliability analysis of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.3 拟合模型方差分析

对于失水率模型，方差分析的结果如表4所示。模型F值为5.57，P值为0.0218小于0.05，模型失拟值为0.2525，说明模型是显著的。对于持水率模型，方差分析的结果如表4所示。模型F值为5.51，P值为0.0224小于0.05，模型失拟值为0.2162，说明模型是显著的。

表4 拟合模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.4 响应面图

图3 压力和时间对鹅肉持水率(A)和失水率(B)影响的响应面图Fig.3 Response surface plots showing the effects of pressure and dwell time on tenderness of goose meat

由图3A可以看出，持水力回归方程存在稳定点，稳定点是极大值，通过分析极大值对应的因素(x1，x2)的编码值为(－0.54，0.77)，即持水力高压处理最佳条件为压力246MPa，高压处理时间23.85min。在该条件下估计的持水力值为78.3177%。试验对此结果进行了3次验证，获得的持水力平均值为(78.48±0.45)%。

由图3B可以看出，失水率回归方程存在稳定点，稳定点为极小值，通过分析极小值对应的因素(x1，x2)的编码值为(－0.08，－0.05)，即失水率高压处理最佳条件为压力292MPa，高压处理时间19.75min，在该条件下估计的失水率为34.93%。试验对此结果进行了3次验证，获得的失水率值为(34.62±0.22)%。

通过优化后得到两组最佳的压力和处理时间有差异，在实际应用中可根据实际情况需要选择合适的参数。

3 结 论

单因素试验结果表明：压力在300MPa下处理的鹅肉嫩度最大，外观形态完整，嫩化效果最好；时间在20min下处理的鹅肉嫩度最大，嫩化效果最好。通过响应面软件优化，对于失水率：最佳的高压条件为压力292MPa、高压处理时间19.75min。对于持水力：最佳的高压条件为压力246MPa、高压处理时间23.85min。

[1] 励建荣, 王泓. 超高压技术在食品工业中的应用及前景[J]. 现代食品科技, 2006(1): 42-45.

[2] CHEVALIER D, BAIL A L, GHOUL M. Effects of high pressure treatment (100－200 MPa) at low temperature on turbot (Scophthalmus maximus) muscle[J]. Food Research International, 2001, 34(5): 425-429.

[3] MOR-MUR M, YUSTE J. High pressure processing applied to cooked sausage manufacture: physical properties and sensory analysis[J]. Meat Science, 2003, 65(3): 1187-1191.

[4] ANGSUPANICH K, LEDWARD D A. High pressure treatment effects on cod (Gadus morhua) muscle[J]. Food Chemistry, 1998, 63(1): 39-50.

[5] CARLEZ A, VECIANA-NOGUES T, CHEFTEL J. Changes in colour and myoglobin of minced beef meat due to high pressure processing[J].Lebensm Wiss u Technol, 1995, 28(5): 528-538.

[6] JUNG S, GHOUL M, LANBALLERIE-ANTON M D. Influence of high pressure on the color and microbial quality of beef meat [J]. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 2003, 36(6): 625-631.

[7] TRESPALACIOS P, PLA R. Synergistic action of transglutaminase and high pressure on chicken meat and egg gels in absence of phosphates[J]. Food Chemistry, 2007, 104(4): 1718-1727.

[8] JUNG S, GHOUL M, LANBALLERIE-ANTON M D. Changes in lysosomal enzyme activities and shear values of high pressure treated meat during ageing[J]. Meat Science, 2000, 56(3): 239-246.

[9] CHEFTEL J C, CULIOLI J. Effects of high pressure on meat: a review[J]. Meat Science, 1997, 46(3): 211-236.

[10] 马汉军, 周光宏, 徐幸莲, 等. 高压处理对牛肉肌红蛋白及颜色变化的影响[J]. 食品科学, 2004, 25(12): 36-39.

[11] 马汉军, 王霞, 周光宏, 等. 高压和热结合处理对牛肉蛋白质变性和脂肪氧化的影响[J]. 食品工业科技, 2004(10): 63-65.

[12] 唐修军, 陈宽维. 影响鹅肉品质的主要因素[J]. 水禽世界, 2008(4): 23-27.

[13] 杨勇, 王存堂, 任健, 等. 鹅肉嫩化技术的研究进展[J]．中国家禽,2010(1): 32-36.

[14] 曹宏, 蒋云升, 包建忠, 等. 鹅肉实用前景和消费市场初探[J]. 安徽农业科学, 2005, 33(12): 52-56.

[15] 马汉军, 张军合, 徐幸莲, 等. 高压处理对不同状态下肌肉嫩度的影响[J]. 食品科学, 2006, 31(6): 61-65.

[16] 马汉军, 赵良, 潘润淑, 等. 高压和热结合处理对鸡肉pH、嫩度和脂肪氧化的影响[J]. 食品工业科技, 2006, 27(8): 56-59.

Effect of Ultra-high Pressure Treatment on Tenderness of Goose Breast Meat

GAO Hai-yan，PAN Run-shu，MA Han-jun*
(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China)

Goose meat was processed under conditions of varying pressure (0－500 MPa) and dwell time (0－30 min) and constant temperature (20 ℃), and the effect of ultra high pressure treatment on the tenderness of goose meat was investigated.The tenderness of goose meat was evaluated by water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation.In single factor experiments, the appropriate levels of pressure and dwell time were 300 MPa and 20 min, respectively. Based on the results of response surface analysis, pressure and dwell time had interactive effects on water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation. The optimum levels of pressure and dwell time for minimizing water loss rate during cooking were 292 MPa and 19.75 min, respectively. Pressure of 246 MPa hold for 23.85 min provided maximum water holding capacity during centrifugation. These results indicate that the ultra high pressure might enhance the tenderness of goose breast meat and has promising prospects for further development.

goose breast；ultra high pressure；tenderness；response surface methodology

TS251

A

1002-6630(2011)08-0107-04

2010-06-27

河南省教育厅科技创新人才支持计划项目(2009HASTIT029)

高海燕(1973—)，男，副教授，硕士研究生，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：gaohaiyan127@163.com*通信作者：马汉军(1965—)，男，教授，博士，研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail：xxhjma@126.com