高压对牛肉腌制进程及其品质特性的影响

段虎，刘勤华，王祎娟，董建国，杨建，马汉军

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

高压对牛肉腌制进程及其品质特性的影响

段虎，刘勤华，王祎娟，董建国，杨建，马汉军*

（河南科技学院食品学院，河南新乡453003）

以牛肉为研究对象，通过均匀试验设计，研究腌制结合高压（75MPa～450MPa、10min～60min）处理对牛肉NaCl含量、pH、色泽、硬度和弹性的影响。结果表明，高压下腌制可以加快腌制进程，提高NaCl在牛肉中的含量。pH和光泽随着压力（75MPa～450MPa）的上升而增加，红度值在一定压力范围内（150MPa～300MPa，20min～50min）趋于稳定。压力水平在300MPa以上时可导致硬度增大。通过回归分析，结合各特性指标，以压力水平223.5MPa，保压时间26.3min为牛肉最佳腌制条件。

高压；牛肉；腌制

高压技术是近十几年来兴起的一种新技术，它利用100MPa以上压力，在一定温度下使食品中的酶、蛋白质、核糖核酸和淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，同时杀死微生物达到灭菌保鲜，而食品的天然味道、风味和营养价值不受或很少受影响，同时能耗低，效率高，无毒素产生[1-3]。在食品进行腌制时，高压可以加快一些物质如水、NaCl等在食品中的扩散速度[4]。特别是在对肉品进行腌制时，高压可以改善肉品的组织结构、调节酶活力、提高肌肉蛋白的凝胶特性等，相比之下，常压腌制一般需要几个小时甚至更长的时间，使产品原有的风味受到一定影响，对产品质构及品质的改善作用也有限，而有些腌肉制品加入过量的亚硝酸盐则可能致癌[5-6]。Villacis等[7]通过研究，发现高压可以提高火鸡肉中的水分和NaCl的扩散系数。张爽等[8]发现，高压处理（50MPa～300MPa）可以加速鸭胸肉的盐渍过程并改变品质。然而，将高压技术应用于牛肉腌制的研究尚未报道，而且目前的研究中选用其它肉样进行腌制的尺寸较小，与平时生产有一定差异。因此，本试验通过均匀试验设计，以牛肉为研究对象，通过腌制过程中压力处理对牛肉腌制速度、pH、色泽和质构的作用规律，从而为肉品腌制，以及改善其质构特性提供新的方法，并拓宽高压技术在肉品中以及在食品加工方面的应用范围。

1 材料与方法

1.1 试验原料

牛背最长肌：新乡胖东来生活广场。

1.2 仪器与设备

高压处理设备：包头科发新型高技术食品机械有限责任公司；8Q500-2SD型真空包装机：温州鹿城黄河包装机械厂；F-1型控时、调速式高速分散器：江苏海门市麒麟医用仪器厂；雷磁牌PHB-4型pH计：上海精密科学仪器有限公司；TC-P2A型全自动测色色差计：北京鑫奥依克光电技术有限公司；TA-XTPLUS物性测定仪：英国stable Microsystems公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

采用湿腌法进行腌制。将原料肉剔除表面的筋腱并清洗干净，然后顺肌纤维走向切成5 cm×5 cm×5 cm（约130 g）的肉块。将切好的肉样放入真空包装袋（聚乙烯聚酯复合膜）中，并加入50 g/L的NaCl腌制液，样品与溶液比为1∶2，用真空包装机进行包装，包装时要尽可能地除去袋内空气。对样品进行高压处理，然后进行指标测定，每个处理设置3个重复。试验设计采用均匀设计法[9]，具体设计方案见表1。

表1 均匀试验设计表Table1 U6（6×6）uniform experimental design matrix with corresponding factors and levels

1.3.2 氯化钠含量的测定

参考GB/T 5009.44-2003《肉与肉制品卫生标准的分析方法》中食盐的灰化浸出法[10]。

1.3.3 pH的测定

取5 g绞碎的肉样加50mL蒸馏水，在高度分散器上匀浆1min后用数字式pH计测定[11]。

1.3.4 色泽的测定

使用色差计分别测定不同处理后样品的L值。色差计开机预热1 h后，用标准黑筒校零，再用标准白板校准。然后将探测器测量口垂直置于肉面上进行测量，每组样品随机测3次，取平均值[5]。

1.3.5 质构的测定

用质构分析仪对样品质构进行分析。测定前将肉样切成2 cm×2 cm×2 cm的方块状，用吸水纸吸干表面水分，每个样品分成3块。测定时，沿肌纤维垂直方向压缩样品高度的50%。参数设定如下：

探头：P50；测试前速度：5mm/s；测试速度：2mm/s；测试后速度：2 mm/s；压缩比：50%；测定间隔时间：5 s；触发类型：自动，触发力：5 g[12]。

1.3.6 数据分析

对所得数据以压力水平和保压时间为自变量，以各项测定指标为因变量进行多元回归分析，所选方法采用向后剔除法，所应用的软件为SPSS 11.0，并用Excel绘制趋势图。

2 结果与分析

2.1 高压对牛肉腌制速度的影响

通过测定腌制后牛肉中的NaCl含量，反映压力处理对牛肉腌制速度的影响。运用回归分析法以压力水平（x1，单位：MPa）和保压时间（x2，单位：min）为自变量，样品的NaCl含量（y，单位：g/100 g）为因变量对所得结果进行回归分析，得到如下回归方程：

压力水平和保压时间对样品NaCl含量的影响趋势见图1。

图1 压力处理对样品NaCl含量的影响Fig.1 Effects of pressure treatment on the NaCl content of beef

由图1可以看出，NaCl的含量随着压力的上升而增加，当压力为450MPa，保压时间为10min达到最大值。这与张爽[8]的研究结果相近，高压预处理可以提高鸭胸肉腌制速度，当压力水平低于150MPa时，压力的提高可以加快腌制速度，而在150MPa～300MPa之间时，随着压力的提高，腌制速度减慢。Villacis M F等[7]也发现火鸡肉在0.1MPa～300MPa压力下进行腌制时NaCl含量随压力的上升而增加，这有可能是肉品在腌制时，肌细胞之间以及肌细胞与腌制液之间NaCl的浓度和渗透压的不同而使NaCl在肉中进行扩散。Gou，P等[13]认为NaCl的扩散可使肉中水分的离子强度得到提高，促使蛋白质溶解，从而增强肉的保水性，同时保水性的增强又可促进NaCl的扩散，从而使肉中NaCl得到提高。本试验也表明，压力处理可以加快牛肉的腌制进程。

2.2 高压腌制对牛肉pH的影响

运用回归分析法以压力水平（x1，单位：MPa）和保压时间（x2，单位：min）为自变量，样品的pH（y）为因变量对所得结果进行回归分析，得到如下回归方程：

压力水平和保压时间对样品pH的影响趋势见图2。

图2 压力处理对样品pH的影响Fig.2 Effects of pressure treatment on pH of beef

从图2可以看出，高压处理后样品的pH在75MPa～450MPa随着压力的上升而增加，而保压时间对样品pH无显著影响，这与JT Y Chan等[14]的研究结果吻合。C.M.Souza等[15]对猪肉进行压力处理后，肉样的pH也均有不同程度的上升，这可能是因为压力导致蛋白质变性，使其构象发生变化，从而引起酸性基团数目减少[16-17]。同时，腌制可使钠离子和氯离子与肌肉蛋白质结合，使其主体结构发生松弛，在一定程度上也可使pH发生变化[18]。

2.3 高压腌制对牛肉色泽的影响

运用回归分析法以压力水平（x1，单位：MPa）和保压时间（x2，单位：min）为自变量，分别以样品的L值（y1）和a值（y2）为因变量对所得结果进行回归分析，得到如下回归方程：

压力水平和保压时间对样品L值和a值的影响趋势见图3。

图3 压力处理对样品（a）L值，（b）a值的影响Fig.3 Effects of pressure treatment on（a）L value and（b）a value of beef

使肉呈现良好的色泽并得到固定是对肉进行腌制的一个重要目的，而从图3可知，样品的L值随着压力处理水平的增加而显著增加，保压时间对L值的影响较小，其原因可能是压力处理可导致肌肉中的肌浆发生凝胶，亚铁肌球素氧化氧化为高铁肌红蛋白，肌球蛋白也发生变性，色素从肌肉组织中渗出等[20]。马汉军等也通过研究发现，腌制不能有效阻止色泽变白即L值升高，这可能与压力导致球蛋白的变性及肌肉失水有关[21]。Ana Del Olmo等以单循环和多循环的压力处理方式对鸡胸肉处理后，样品的L值也有不同程度的上升[22]。

同时，样品的a值在一定的压力水平（150MPa～300MPa）和保压时间（20min～50min）内趋于稳定，这表明高压腌制对牛肉的色泽有一定的稳定作用，其机制有待进一步探讨。

2.4 高压腌制对牛肉质构的影响

运用回归分析法以压力水平（x1，单位：MPa）和保压时间（x2，单位：min）为自变量，分别以样品的硬度（y1，单位：g）和硬度（y2）为因变量对所得结果进行回归分析，得到如下回归方程：

压力水平和保压时间对样品质构的影响趋势见图4。

图4 压力处理对样品（a）硬度，（b）弹性的影响Fig.4 Effects of pressure treatment on（a）hardness and（b）springness of beef

由图4可以看出，当保压时间为10min～30min时，样品的硬度随着压力的增加而上升，但上升幅度比较小，而保压时间大于30min时，样品的硬度随着压力的增加而显著上升。Angsupanich和Ledward将鳕鱼肉在400MPa以下压力处理时，硬度随压力的上升而增加，随后则因压力的上升而下降，这可能是高压处理破坏了肉的显微结构，从而使肌肉蛋白质发生变性，同时肌纤维发生断裂，肌原纤维小片化[18]。马汉军等将鸡胸肉在室温（20℃）下进行压力处理，肌肉硬度随压力的升高而增加，当压力在400MPa以上时则变化不大（P＜0.05），同时，马汉军等指出，常温下压力处理僵直后肌肉嫩度的改善无显著影响[12]。此外，NaCl对肉品嫩度的改善可能有一定影响。据Stevenson-Barry和Kauffman报道，热剔骨肌肉在注射NaCl后可以降低温度导致的变硬，但是这与抑制收缩无关，因为肌节长度没有改变，而且他们认为离子强度在很大程度上对肉的嫩化有影响[22]。

另外，应注意到的是，弹性在高压力水平和较长保压时间下呈下降趋势，且在较高水平下压力和保压时间存在一定的互作效应。

3 结论

通过在高压条件下对牛肉进行腌制处理可以加快NaCl在牛肉中的扩散速度。pH和L值随压力的上升而增加，a值则在一定范围内趋于稳定，较高的压力水平以及较长的保压时间则可导致硬度增大。通过多元非线性回归分析，得到牛肉最佳腌制条件为压力水平223.5MPa，保压时间26.3min，在此条件下对牛肉进行腌制可有效提升腌制速度，同时产品的品质特性也能得到较好的维持。

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Effect of High Pressure Treatment on Salt Pick ling Process and Quality of Beef

DUAN Hu，LIU Qin-hua，WANG Yi-juan，DONG Jian-guo，YANG Jian，MA Han-jun*
（Department of Food Science and Technology，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang453003，Henan，China）

Uniform design was applied to examine the effects of high pressure（75MPa-450MPa，10min-60min）on pH value，color，NaCl content and texture of beef during marinating.The results showed that the process of curing was accelerated by high pressure and NaCl content was increased.The pH value and lightness increased with the increasing pressure（75MPa-450MPa），redness tend to be stable under a certain range（150MPa-300MPa，20min-50min）while hardness increased under a high level of pressure（300MPa-450MPa）.After regression analysis，223.5 MPa，26.3 min was selected as the optimum conditions for marinating beef.

high pressure；beef；salt pickling

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.030

2012-07-30

河南省高校科技创新人才支持计划（2009HASTIT029）

段虎（1986—），男（汉），硕士研究生，主要研究方向：肉品加工及贮藏。

*通信作者：马汉军（1965—），男（汉），教授，博士，主要研究方向：肉品加工及贮藏。