肉制品的质构特性及其评价
2012-04-14张秋会李苗云黄现青柳艳霞赵改名
张秋会 李苗云 黄现青 柳艳霞 赵改名
(河南农业大学食品科学技术学院,河南 郑州 450002)
肉制品的质构特性及其评价
张秋会 李苗云 黄现青 柳艳霞 赵改名
(河南农业大学食品科学技术学院,河南 郑州 450002)
肉制品质构品质受添加物的种类和数量、肌肉蛋白质周围环境条件以及肉制品加工和贮藏方式的较大影响。文章针对含水量、pH及盐类、胶体和淀粉类、大豆蛋白质、生物酶制剂等影响肉制品质构品质特性的影响因素及其评价方法的研究进展进行综述。
肉制品;质构特性;评价
肉制品是人类膳食中不可缺少的优质蛋白质来源,尤其是肉糜类制品具有良好的组织状态,又以营养丰富、风味独特以及使用方便而深受欢迎[1]。肉制品的使用品质主要包括感官品质、营养价值和安全性等。消费者选择肉制品时主要由主观感觉决定,尤其是食用品质中的感官性状(包括外观、质构和风味等[2])。其中,质构品质是构成食品品质的重要因素,是评价肉制品的重要依据。肉制品质构特性以及评定方法的相关研究在肉制品的新品开发、生产加工、贮运流通等过程中的品质控制方面具有重要的意义[3],因此,文章针对肉制品质构品质特性及其评价方法研究进展进行综述。
1 质构品质
食品的质构品质特性是食品组织结构的一组物理特性(主要是力学特性),与食品的破碎过程中力学特性的变化有关[1,3,4],是评价食品品质的重要依据。
1.1 质构
质构是食品的物理性质通过感觉而得到的感知,是食品重要的品质特性之一,是评价食品的重要依据。
ISO(国际标准化组织)规定的食品质构是指用“力学的、触觉的、可能的话还包括视觉的、听觉的方法能够感知的食品流变学特性的综合感觉”。可以从以下三方面来理解食品的质构,即① 手或手指对食品的触摸感;② 目视的外观感觉;③ 摄入食品到口腔后的综合感觉,包括咀嚼时感到的软硬、豁稠、酥脆、滑爽感等。
一直以来对质构的评价采用感官方法进行,主要包括硬度、内聚性、弹性和咀嚼性等。
也可借助于仪器设备来进行评价,质构是多元参数特性的综合,主要包括硬度、脆性、黏附性、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性和回复性等[4]。
1.2 嫩度
肉的嫩度是指肉在食用时口感的老嫩,反映了肉的质构[2,5],是评判肉质优劣的最常用指标。肌肉中各种蛋白质的结构特性决定了肉的嫩度。对嫩度的感官评定包括柔软性,易碎性和可咽性[6]。
也可以借助于仪器来衡量嫩度,主要包括切断力、穿透力、咬力、剁碎力、压缩力、弹力和拉力等指标,其中切断力是最常用的,也叫剪切力[6]。
2 质构品质影响因素
影响肉制品质构品质的因素很多,如加工工艺条件和原辅料种类和含量等,其中产品的含水量、pH及盐类条件、胶类和淀粉类物质的种类及添加量、大豆蛋白质、生物酶制剂等对质构品质有较大影响。
2.1 含水量
肉制品的含水量对产品质构品质有较大影响,不同范围含水量对产品的硬度、弹性以及咀嚼性有不同的影响。Mo-hammad等[7]认为,当含水率小于21.5%时,肉的硬度随着含水率的下降而下降。Salwa[8]认为,在一定范围内,产品本身的含水率越高,弹性越大。董庆利等[9]认为水分添加量对熏煮香肠的弹性影响最大。
2.2 pH 及盐类
pH值条件、食盐和磷酸盐的添加,以及不同价态的离子对肌肉蛋白质的溶解性和功能特性有显著影响,特别是质构特性。
María等[10]指出肌原纤维蛋白凝胶的环境pH值和离子强度对蛋白质凝胶的硬度有较大影响;Bozkurt等[11]认为pH值对香肠的黏着性有一定的影响;磷酸盐的添加提高产品的内聚性。
Barbut等[12]认为高的食盐含量增加煮制后的禽肉糜的硬度。磷酸盐也能提高产品的硬度。Guàrdia等[13]认为用乳酸钾和氯化钾替代50%氯化钠能显著增加发酵香肠的脆性。
Jarmoluk[14]研究了不同脂肪和离子存在时卡拉胶对肉制品质构特性的影响。认为随着卡拉胶添加量的增加,凝胶弹性降低。在同一脂肪含量下,钙盐和镁盐对产品硬度影响不大,但能增加产品的弹性。原因可能是这些盐类增加了肌原纤维的溶解度,提高了蛋白质间的连接和强度,增强了产品的弹性。
2.3 胶体和淀粉
胶体和淀粉类物质具有很好的胶凝性和保水性,在肉制品中添加能明显改善肉糜类制品的硬度、弹性、黏性等质构特性,提高出品率。Jarmoluk[14]认为卡拉胶的添加降低凝胶的弹性。Montero等[15]通过研究黄原胶对鱼糜凝胶结构特性的影响,认为黄原胶可能会降低鱼肉胶原纤维蛋白形成凝胶的能力,降低了鱼糜的弹性和脆性。
Beggs等[16]认为高于5%的淀粉添加量能明显改善火鸡烟熏腊肠的内聚性。姚立霞等[17]认为磷酸酯淀粉的添加,能较大提高火腿肠的胶着性,主要原因是磷酸酯淀粉具有亲水性较强的磷酸根基团,增强了淀粉与网络中不够紧密的水分的结合力。
2.4 大豆蛋白质
大豆蛋白质不仅具有营养保健的功能作用,而且能够改善肉制品风味、出品率、外观、质地等品质特性[18,19],在肉制品加工过程中得到了广泛的应用。
Z.Pietrasik等[20]利用响应曲面法,研究了非肉蛋白质包括大豆蛋白的混合添加对灌肠和肌肉凝胶的保水、色泽、TPA等品质特性的影响,认为大豆蛋白能明显改善肉制品质构特性。M.I.Porcella等[21]针对肉制品的汁液损失问题,研究了大豆分离蛋白质在阿根廷香肠中的应用,结果表明2.5%的大豆分离蛋白质能很好控制香肠的汁液损失,而对肉制品的风味、多汁性等品质没有任何影响。M.K.Youssef等[22]研究了不同蛋白质水平下凝胶型大豆分离蛋白质对牛肉丸品质的影响,认为大豆分离蛋白质增强了肉制品的稳定性,改善了质构特性。Han-Sul Yang等[23]研究了燕麦粥和豆腐对低脂猪肉灌肠质地品质的影响,认为燕麦粥降低了硬度,而豆腐的添加降低了内聚性,15%的添加量(相当于5%左右的大豆蛋白)达到了最好的可接受性。
孙健等[24]研究了4种非肉蛋白(大豆蛋白、酪蛋白、卵清蛋白、浓缩乳清蛋白)对鸡肉肠出品率和硬度的影响。结果显示,随着浓度的增加,4种非肉蛋白均可显著增加鸡肉肠的出品率(P<0.01);大豆蛋白能提高硬度。
2.5 生物酶制剂
生物酶制剂,尤其是转谷氨酰胺酶通过分子间ε-(γ-谷氨酰)赖氨酸交联,能促进食品中蛋白质的相互作用和提高功能性。Pietrasik等[25]研究了微生物谷氨酰胺转胺酶对牛肉凝胶质构特性的影响,认为0.5%的添加量时,牛肉凝胶脆性较好。M.Muguruma等[26]研究了酶法修饰的大豆蛋白和乳蛋白质对鸡肉灌肠质构特性的影响,认为转谷胺酰酶修饰后的大分子聚合物能够改善鸡肉制品微观结构,促进肌肉凝胶网络结构的形成,增加硬度。赵梅荣等[27]研究了添加谷氨酰胺转胺酶的草鱼鱼糜的质构品质,认为随着生物酶制剂添加量的增加,鱼糜的弹性和回复性先增加后下降。程巧芬等[28]认为转谷胺酰酶可催化非肉蛋白和肉蛋白质之间的反应,可以提高硬度、弹性和凝聚性,降低蒸煮损失。
2.6 加工工艺与贮藏方式
肉制品生产工艺条件和贮藏方式对产品品质,尤其是质构品质特性有较大影响。刘铁玲等[29]比较冻藏处理对鲢鱼、鲤鱼鱼肉质构的影响。认为经过冻结的鲤鱼、鲢鱼鱼肉的硬度、弹性、黏附性、咀嚼性、恢复性等指标值均有所下降,但下降幅度不同。郝磊勇[30]研究了不同高压和热处理方式对凝胶的质构特性(包括凝胶强度分析TPA和持水性)的影响,认为600MPa压力凝胶化再后热处理样品质构特性均不及热处理,而400MPa压力凝胶化再后热处理样品比典型热处理样品表现出更好的质构特性:① 凝胶强度提高了36.1%;② 硬度提高13.7%;③ 压出水分含量减少6.0%。而且,400MPa压力凝胶化时间仅为典型热力凝胶化的1/5。所以,400MPa压力凝胶化再后热处理可以作为传统热处理方法的替代方法。
在低温高档肉制品加工中,辅料的添加方式和时间对产品质构品质有较大影响。孙建清等[31]为改善猪肉切片火腿质构、口感和系水性问题,研究滚揉时粉状辅料添加方式(干态或湿态)和添加时机(滚揉初期或末期)对猪肉切片火腿系水性(蒸煮损失、切片杀菌失水率、压榨失水)、质构特性、色泽和感官品质的影响。认为辅料在滚揉开始时以干粉形式加入的火腿具有最好的质构特性和感官品质,具有最高的硬度、内聚性和咀嚼度,总接受性分值最高,其次为配料水时加入的,而辅料在滚揉结束之前(2h)干态加入或湿态加入火腿的质构特性和感官品质均较差。
3 质构品质评价
对肉制品质构的测量历史上主要靠人为主观的评定,即感官评定。感官评定指标对不同的肉制品有所不同,主要包括硬度、内聚性、弹性、咀嚼性等。自从1926年Warner发明了测量肉制品质构的仪器以来,肉的质构测定从模糊的感官评价过渡到使用仪器进行标准的量值表述。
3.1 仪器测定
过去50多年中发展了多种用于客观评价肉制品质构品质的方法,出现了大量测量质构的机械,随着计算机技术的发展,大量软件的开发应用,使质构的测量也转向了精确化、准确化和快速化。肉制品质构品质的测定仪器有剪切力仪、物性仪、万能组织质构测定仪、嫩度计、质构仪等,其中剪切力仪、质构仪是最常用的仪器。
3.1.1 沃-布剪切仪 沃-布剪切仪(Warner Bratzler Shearing,WBS),1928年由 Warner发明,1932年由Bratzler改进,命名为沃-布剪切仪。剪切力用一定钝度的刀切断一定粗细的肉所需的力量(单位:kg)。一般来说剪切力值愈大肉愈老[2],剪切力值大于4kg的肉就难以被消费者接受。在所有剪切仪器中,该仪器价格最低,最受欢迎。杨勇等[6]将该力与品尝小组的嫩度感官评分进行相关性分析,拟合系数为0.979 5,能够较好地反映肉的嫩度。
3.1.2 质构仪 质构多面剖析法(texture profile analysis,TPA)能够将食品的质构感官品质和力学性质、几何特性相结合,实现客观的方法沟通或传递质构的感官评价信息,填补了感官评价方法的不足。TPA能够模拟牙齿运动,实现重复压缩测定对象,通过对形状较小的同一个性质均一的样品上取得力-时间曲线,分析得到质构参数。因此,TPA是与感官分析并行的质构剖面分析的客观方法,通常TPA测定结果与感官评定的质构结果有很好的相关性[3]。
刘兴余等[32]利用嫩度计和TPA分别测定了不同成熟时间点生鲜肉的嫩度,通过分析两种测定方法测得的嫩度间的关系,认为嫩度计和TPA测定猪肉嫩度间相关性极显著。
3.1.3 其他检测仪器 在质构品质测定仪器中,物性仪等仪器得到了广泛的应用。蒋予箭等[33]阐述了高精密度的TA-XT2i物性仪在测定鱼肉弹性中的应用。分析了弹性的感官评定结果和仪器测定数据间的相关性,结果表明用一次压缩过程的最大力来表示鱼肉的弹性较为合理,弹性测量值与感官对照值有很好的相关性。丁武等[34]利用穿透法测得的第一个极值点的力来说明肉的嫩度比较恰当。缪松等[35]采用万能组织质构测定仪,研究不同冻结速度对猪肉咀嚼性的影响,认为冻结速度对猪肉咀嚼性的影响不显著。
3.2 感官评定
长期以来,国内外对肉制品质构品质的评价均采用感官评定的方法。感官评定是评价食品品质的最直接和最准确的方法,但该法存在结果不准确、重复性差等缺点。而仪器的客观测定能弥补这一缺陷。因此,建立质构品质指标和仪器测定指标之间的关系是近年来肉制品品质控制方面的研究热点。肉制品的感官品质指标和仪器测定指标之间高度相关,如硬度、嫩度、咀嚼性等,当相关程度在不同类型的肉制品以及各种分析测定方式间差异性较大。
G.Destefanis等[36]为了研究感官嫩度和仪器测定嫩度之间的关系,通过感官评定小组(由220位消费者组成)对牛肉嫩度的进行感官鉴别(采用5点法:非常粗糙,粗糙,粗糙和嫩之间,较嫩,非常嫩),然后对感官嫩度评定值和剪切力测定值进行相关性分析,结果表明剪切力仪测定值和感官嫩度值之间相关系数为0.72。
F.Ruiz de Huidobro等[37]利用剪切力仪和TPA法测定了生熟牛肉的质构特性,并进行了仪器测定值对感官评定值的预测分析,结果表明WBS只能够预测硬度和弹性,对咀嚼性的预测模型r=0.171;而TPA能够在硬度(r=0.30),多汁性(r=0.29)和咀嚼性上(r=0.41)反映显著的相关性,认为TPA是最好的牛肉感官质构的预测者。
W.R.Caine等[38]利用主观和客观测定方法(TPA 和WBS)分析研究了主客观方法之间的相关性,结果显示,WBS和TPA测定值和感官评定值在硬度、内聚性、咀嚼性上和适口性上显著相关,r值最大为0.68。并构建了客观测定方法对主观评定的牛肉嫩度的预测模型,而且TPA能更多的解释感官嫩度的变化。
董庆利等[39]利用WBS、TPA压缩和感官评定分析测定了熏煮香肠的质构,认为感官品质和硬度、脆性、黏着性相关性良好,而且建立了感官评定指标的预测模型。
刘兴余等[40]利用WBS、TPA和感官评定等方法研究了熟肉的质构品质指标间的关联性。认为剪切力与感官指标中的硬度、多汁性显著相关 (r=0.73,-0.71);TPA分析中硬度与感官分析中的硬度显著相关(r=0.81),内聚性与感官分析中的弹性、多汁性、油性分别显著相关性(r=-0.79,-0.67,-0.81);并建立了感官指标和仪器测定之间的数学模型。
陈磊等[41]利用仪器测定和参考食物法评定猪肉质构品质,建立了猪肉感官质构性状的仪器测定模型,预测模型相关系数r为0.61,提高了肉类感官性状的评价水平。
另外,相关研究者[1,3,4]通过设计具有梯度质构品质参数的客观标准,结合TPA方法,形成了火腿肠质构指标对应的感官评定方法,各质构指标与其感官得分间的相关系数r值为0.534~0.981,建立了火腿肠TPA评价标准。
4 展望
目前,国内关于肉制品质构品质的相关研究还很少,虽然已引进了大量高精密度食品质构测试仪,建立了一些针对肉糜类制品[1]的感官评定方法,以及产品的感官指标与质构指标参数之间的对应标准数据,但没有在肉制品开发生产、质量安全控制及品质评定中得到实际应用,而且对仪器的研究与应用开发工作方面还不够深入。这主要是由于没有把质构品质指标列入食品行业及相应的标准法规中,还有待于建立和完善各种产品的质构标准,肉制品中各种添加物质对质构品质的贡献以及在如何反映感官质量特性上还有待于进一步研究。
随着人们对肉制品质构研究的深入,质构品质指标将会成为标准法规和企业新产品开发的重要依据。质构品质评定方法的逐步客观化,将有助于推动肉制品的标准化生产进程,提高肉制品的科学化管理水平,促进肉类工业的发展。
1 赵改名,郝红涛,柳艳霞,等.肉糜类制品质地的感官评定方法[J].中国农业大学学报,2010,15(2):100~105.
2 周光宏,徐幸莲.肉品学[M].北京:中国农业科技出版社,1999:221~262.
3 郝红涛,赵改名,柳艳霞,等.肉类制品的质构特性及其研究进展[J].食品与机械,2009,25(3):125~128.
4 郝红涛.火腿肠质构标准的构建[D].郑州:河南农业大学,2009.
5 黄明,刘冠勇,罗欣.影响肉嫩度因素的探讨[J].安徽农业大学学报,1997,24(2):186~188.
6 杨勇,任健,王存堂,等.鹅肉嫩度的测定及感官评价[J].河南工业大学学报:自然版,2009,30(6):29~32,87.
7 Mohammad S R.Instrumental texture profile analysis(TPA)of date flesh as a function of moisture content[J].Journal of Food Engineering,2005(66):505~511.
8 Salwa B.Flavor and texture characteristics of low fat ground beef patties for mulated with whey protein concentrate[J].Meat science,1996,42(2):179~193.
9 董庆利,罗欣,屠康.熏煮香肠中脂肪、食盐、淀粉和水分含量对其质构的影响[J].食品与发酵工业,2005,31(5):139~142.
10 Maria J,Benito,Rodriguez M.Effect of the fungal extra cellular protease EPg222on texture of whole pieces of pork loin[J].Meat Science,2003(65):877~884.
11 Bozkurt H,Bayram M.Colour and textural attributes of sucuk during ripening[J].Meat Science,2006(73):344~350.
12 Barbut S,Mittal G S.Effect of salt reduction on the rheological properties of beef,pork and poultry meat batters[J].Meat Science,1989(26):177~191.
13 Guardia M D,Guerrero L,Gelabert G,et al.Sensory characterization and consumer acceptability of small calibre fermented sausages with 50%substitution of NaCl by mixtures of KCl and potassium lactate[J].Meat Science,2008(80):1 225~1 230.
14 Jarmoluk Z Pietrasik.Response surface methodology study on the effects of blood plasma,microbial transglutaminase and kcarrageenan on pork batter gel properties[J].Journal of Food Engineering,2003(60):327~334.
15 Montero P,Hurtado J L,Pérez-Mateos M.Micro structural be-havior and gelling characteristics of myosystem protein gels interacting with hydrocolloids[J].Food Hydrocolloids,2000(14):455~461.
16 Beggs K L H,Bowers J A,Brown D.Sensory and physical characteristics of reduced-fat turkey frankfurters with modified corn starch and water[J].Journal of Food Science,1997(62):1 240~1 244.
17 姚立霞,杜先锋,殷阳生.玉米磷酸酯淀粉对鸡肉火腿肠制品质构的影响[J].食品工业科技,2006,27(4):105~108.
18 Hsu S Y,Sun L Y.Comparisons on 10non-meat protein fat substitutes for low-fat Kung-wans[J].Journal of Food Engineering,2006,74(1):47~53.
19 Van Vliet T,Martin A H,Bos M A.Glelation and interfacial behavior of vegetable proteins[J].Current Opinion in Colloid and Interface Science,2002(7):462~468.
20 Z Pietrasik,Z Duda.Effect of fat content and soy protein/carrageenan mix on the quality characteristics of comminuted,scalded sausages[J].Meat Science,2000,56(2):181~188.
21 M I Porcella,G Sanchez,S R Vaudagna,et al.Soy protein isolate added to vacuum-packaged chorizos:effect on drip loss,quality characteristics and stability during refrigerated storage[J].Meat Science,2001(57):437~443.
22 M K Youssef,S Barbut.Effects of two types of soy protein isolates,native and preheated whey protein isolates on emulsi ed meat batters prepared at different protein levels[J].Meat Science,2011(87):54~60.
23 Han-Sul Yang,Sung-Gil Choi,Jin-Tae Jeon,et al.Textural and sensory properties of low fat pork sausages with added hydrated oatmeal and tofu as texture-modifying agents[J].Meat Science,2007(75):283~289.
24 孙健,徐幸莲,黄红兵,等.大豆蛋白、酪蛋白、卵清蛋白、浓缩乳清蛋白及转谷氨酰胺酶对鸡肉肠出品率和硬度的影响[J].食品科学,2005,26(6):35~38.
25 Pietrasik Z,Li-Chan E C Y.Binding and textural properties of beef gels as affected by protein,k-carrageenan and microbial transglutaminase addition[J].Food Research International,2002,35(1):91~98.
26 M Muguruma,K Tsuruoka,K Katayama,et al.Soybean and milk proteins modified by transglutaminase improves chicken sausage texture even at reduced levels of phosphate[J].Meat Science,2003,63(2):191~197.
27 赵梅荣,刘良忠.谷氨酰胺转胺酶对草鱼鱼糜品质的影响[J].食品科学,2006,27(12):170~173.
28 程巧芬,徐幸连,周光宏.转谷氨酰胺酶及非肉蛋白对糜状肉制品质构性能的影响[J].南京农业大学学报,2003,26(2):88~92.
29 刘铁玲,何新益,李昀.冻藏对鲢鱼、鲤鱼鱼肉质构影响的比较研究[J].食品与机械,2010,26(2):13~14,18.
30 郝磊勇,李汴生,阮征,等.高压与热结合处理对鱼糜凝胶质构特性的影响[J].食品与发酵工业,2005,31(7):35~38.
31 孙建清,徐宝才,李景军,等.粉状辅料添加方式和时机对切片火腿品质的影响[J].食品与机械,2011,27(6):51~55.
32 刘兴余,金邦荃,詹巍,等.猪肉嫩度测定方法的改进[J].中国农业科学,2007,40(1):167~172.
33 蒋予箭,周雁,蒋家新.肉类弹性测定方法的研究[J].食品科学,2002,23(4):99~102.
34 丁武,魏益民,江胜龙.物性仪测定肉嫩度的研究[J].肉类工业,2003(5):21~24.
35 缪松,包建强,冯志哲,等.不同冻结速度对猪肉、青鱼肌肉咀嚼性和持水能力的影响[J].制冷,2000,19(1):18~24.
36 Destefanis G,Brugiapaglia A,Barge M T,et al.Relationship between beef consumer tenderness perception and Warner-Bratzler shear force[J].Meat Science,2008,78(3):153~156.
37 Ruid de Huidobro F,Miguel E,Blazquez B,et al.A comparisons between two methods(Warner-Bratzler and texture profile analysis)for testing either raw meat or cooked meat[J].Meat Science,2005,69(3):527~536.
38 Caine W R,Aalhus J L,Best D R,et al.Relationship of texture profile analysis and Warner-Bratzler shear force with sensory characteristics of beef rib steaks original research article[J].Meat Science,2005,64(4):333~339.
39 董庆利,罗欣.熏煮香肠质构的感官评定与机械测定之间的相关分析研究[J].食品科学,2004,25(9):49~55.
40 刘兴余,金邦荃,詹魏,等.猪肉质构的仪器测定与感官评定之间的相关性分析[J].食品科学,2007,28(4):245~248.
41 陈磊,王金勇,李学伟.仪器测定的猪肉质构形状与感官性状的回归分析[J].农业工程学报,2010,26(6):357~361.
Texture characteristics and evaluation of meat products
ZHANG Qiu-hui LI Miao-yun HUANG Xian-qing LIU Yan-xiaZHAO Gai-ming
(College of Food Science and Technology,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan450002,China)
The texture quality of meat products is affected significantly by the type and quantity of additives,the environmental conditions of muscle protein,the meat processing and the storage way.So,the research progress of the factors for texture characteristics and its evaluation methods of meat are reviewed,which include the water content,pH and salts,colloids or starches,soy protein and bio-enzymes.
meat products;texture characteristics;evaluation
10.3969/j.issn.1003-5788.2012.03.010
张秋会(1978-),女,河南农业大学讲师,在读博士。E-mail:zhang-qiuhui@163.com
赵改名
2012-02-11