超声波辅助腌制鲟鱼片的工艺优化研究

田其英,王 静

(江苏食品药品职业技术学院,江苏淮安 223003)

超声波辅助腌制鲟鱼片的工艺优化研究

田其英,王 静

(江苏食品药品职业技术学院,江苏淮安 223003)

本文研究了超声波辅助腌制鲟鱼片的工艺条件,以感官评分为评价指标,在前期分别对超声时间、超声功率与超声频率等进行单因素实验的基础上,采用三因素三水平的正交实验优化得到超声波辅助腌制的最优工艺条件,结果得出超声波辅助腌制鲟鱼片的最佳工艺条件为:超声时间80 min,超声功率300 W,超声频率35 kHz,采用这一条件进行腌制的鲟鱼片感官品质最佳。

超声波,腌制,鲟鱼片,工艺优化

腌制是我国传统肉制品加工工艺之一,主要方法有干腌、湿腌、混合腌制和盐水注射腌制等。腌制工艺主要依靠高盐分,缺乏促进食盐快速渗透的方式,导致食盐渗透缓慢且不均匀,产品口感、质量不稳定,腌制时间长,食盐浪费严重等[1]。为了探索出理想、高效的腌制工艺,越来越多的学者对肉制品的腌制进行了研究和改进。自20世纪90年代以来,超声波作为现代绿色、环保、高效的技术,在肉制品腌制加工中的应用研究越来越被学者们关注。Siró等[2]研究了超声波辅助腌制猪背肉,结果表明超声波处理组有较高的NaCl 扩散系数;蔡华珍等[3]研究表明超声波的空化效应能促进猪肉盐分的渗透和扩散;钟赛意[4]在盐水鸭加工中利用超声频率辅助腌制,结果显示其能有效的促进盐分和香辛料的扩散与渗透,同时显著提高了肉质的嫩度;冯婷等[5]研究表明超声波辅助滚揉可促进生鲜鸡肉腌制,改善其腌制效果。

超声波是频率高于20 kHz的机械波,其独特的空化作用、热效应和机械作用,可加速化学试剂向物料渗透,同时也对物料结构产生破坏作用[6]。以往关于鱼肉片腌制研究主要集中在干腌、湿腌和混合腌制对腌制效果的影响,而利用超声波辅助腌制鱼肉片的研究较少。鉴于鱼肉与畜禽肉组织结构差异,本文以超声波频率、功率和作用时间为影响因素,优化研究超声辅助腌制鲟鱼片的参数,为超声波辅助腌制鲟鱼片的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜鲟鱼(5 kg以上) 由江苏省淮安市科苑渔业发展有限公司提供;海藻糖(纯度98%) 广西南宁中诺生物工程有限责任公司;转谷氨酰胺酶(TGase)(100 U/g) 无锡泰兴酶制剂有限公司;食盐、VC、蔗糖、等均为食品级 市购。

油炸锅 杭州赛旭食品机械有限公司;JY92-IID型超声波细胞破碎仪 宁波新芝生物科技股份有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鲟鱼片的加工和相关配方 参照文献[7]的方法。

1.2.2 腌制液的配制 腌制液的配比为:以水100 g计,蔗糖2%、盐5%、香辛料2%、味精0.05%、酱油1.5%、黄酒2%、生姜2%、VE0.01%。配制腌制液的水要求先预冷,温度控制在0～4 ℃之间。

1.2.3 超声波辅助腌制 在0～4 ℃低温库中,将鲟鱼片放入外裹冰衣的烧杯中然后添加4倍质量体积的腌制液并混匀,控制温度在8 ℃以下,放入超声波处理仪中分别调节超声频率、超声功率、超声时间进行处理。具体设计:当超声频率、功率分别固定为30 kHz、300 W时,系列处理时间为0、20、40、60、80、100 min;当超声频率、时间分别固定为30 kHz、80 min时,系列超声作用功率为0、100、200、300、400、500 W;当超声功率、时间分别固定在300 W、80 min时,系列超声作用频率为20、25、30、35、40 kHz。

1.2.4 腌制吸收率的测定 先称取鲟鱼片总质量,腌制完成后用吸水纸吸干鱼片表面腌制液,再次称其总质量,腌制后质量与原质量之差除于原始质量即为腌制吸收率[8]。

1.2.5 肌原纤维易碎度(MFI)的测定 准确称取5.0 g鲟鱼片绞碎,加入9倍体积低离子强度磷酸盐缓冲溶液均浆3 min提取3 h,离心沉淀用9倍体积高离子强度磷酸盐缓冲溶液均浆0.5 min后再用10倍体积缓冲液稀释3 h,离心得到肌原纤维蛋白悬液,调整蛋白浓度0.5 mg/mL,在540 nm处测定其吸光值,代入公式MFI=OD540 nm×200中,计算MFI值。蛋白质含量采用双缩脲法测定[9]。

1.2.6 感官评定 选择受过感官评定训练的9位人员组成评定小组,对超声波辅助腌制的生鱼片的气味、色泽、弹性进行评分(标准见表1)。根据评分小组对其敏感程度,确定每项权重分别为0.4、0.3、0.3,计算加权平均分。熟鱼片:将鲟鱼片放于微波炉中高火加热5 min,对滋味、气味、外观、咀嚼进行评分(标准见表1),同上确定每项权重分别为0.3、0.4、0.1、0.2,计算加权平均分。以生鱼片和熟鱼片感官得分的平均值为最终感官评定结果[10]。

表1 鲟鱼片的感官评分标准

1.2.7 正交实验设计 在单因素实验的基础上,以感官综合评分为指标,考察超声波辅助腌制鲟鱼片过程中超声时间、超声功率、超声频率对产品品质的影响,并采用L9(34)正交实验设计对工艺参数进行优化,其因素水平表见表2。

1.3 数据统计分析

用SPSS软件进行统计分析。

表2 正交实验因素水平

2 结果与分析

2.1 超声波处理时间对腌制吸收率和MFI的影响

由图1可知,随着超声波处理时间的延长鲟鱼片腌制吸收率整体呈增大的趋势,不过10～20 min,腌制吸收率增加不显著,从20 min开始,腌制吸收率的增大趋势较显著。这可能是因为在起初阶段,腌制吸收率主要受腌制液中盐、糖等渗透压影响,渗透速度慢。随着超声波对鱼肉组织的破坏,使细胞膜的通透性增加,加速了腌制液的渗透[3]。但80 min后腌制吸收率减缓,这可能是鱼肉片内外食盐渗透压的差异引起的。肌原纤维易碎度和鲟鱼片的感官和嫩度有关系,并且和肌原纤维蛋白的变性有关。MFI增加可能是肌原纤维断裂成小片段,肉的嫩度增加[9]。超声处理后的鱼片MFI在60 min后变化趋于平缓,鉴于鲟鱼片腌制效果和嫩度品质要求,超声波处理适宜时间为80 min。

图1 鲟鱼片腌制吸收率和肌原纤维易碎度随超声波处理时间的变化Fig.1 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic processing time

2.2 超声波功率对腌制吸收率和MFI的影响

超声功率是反映超声波强度的物理量,超声功率增大,其空化作用和机械效应相应增强,物质渗透率也相应提高。当超声波的强度过高时,肌肉结构破坏的加剧,可能会导致肌肉蛋白质的变性,从而降低肉制品的品质[4]。

从图2可以看出,与未经超声波处理的鲟鱼片相比,超声波处理鲟鱼片的腌制吸收率显著增大,并随超声波功率的增加呈上升的趋势。这是因为在超声波频率固定时,超声波功率的增大,其空化效应等会增强,对鱼肉结构的破坏性加大,从而减小了化学物质渗透的阻力;此外,功率的增大也会使得化学物质分子振动增强,其更容易向浓度低的区域扩散[11]。当超声功率小于300 W时MFI逐渐增加,当其大于300 W时MFI趋于平缓,兼顾腌制效果和鱼肉的品质,宜采用300 W的作用功率。

图2 鲟鱼片腌制吸收率和肌原纤维易碎度随超声波功率的变化Fig.2 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index about sturgeon fillet along with ultrasonic power

2.3 超声波频率对腌制吸收率和MFI的影响

从图3可以看出,鲟鱼片腌制吸收率随着超声波频率的增加呈增大的趋势,当超声频率大于30 kHz时腌制吸收率增速趋势减小。与2.2相比在相同腌制效果下,超声频率越高,所需功率越小,这与孙金辉等[12]研究结果一致。因为超声波空化效应的强度直接与其频率有关,频率越高,空化气泡越小,空化强度越弱,所以当超声频率大于30 kHz时腌制吸收率减缓。超声频率大于30 kHz时,MFI的增加也减小。因为超声波固有的热效应,会随着频率的增高而增强[11]。为防止腌制液的温度升高对鲟鱼片的不良影响,超声波频率选择30 kHz为宜。

图3 鲟鱼片腌制吸收率和肌原纤维易碎度随超声波频率的变化Fig.3 Change of marinated absorption rate and myofibrillar fragmentation index aboutsturgeon fillet along with ultrasonic frequency

2.4 正交实验结果及分析

正交实验优化超声波腌制工艺的分析结果见表3和表4。极差分析表明,各因素对腌制鲟鱼片感官评分的影响次序为C>B>A,最优组合为A2B2C3。为明确各因素对感官品质影响的显著性,进一步对表3中实验结果进行方差分析,方差分析结果见表4。

由表4方差分析结果可知,各因素对腌制鲟鱼片品质的影响程度与极差分析结果一致,只有超声频率对产品品质的影响达到显著水平。综合以上因素,超声波辅助腌制鲟鱼片的最佳工艺条件为超声时间80 min,超声功率300 W,超声频率35 kHz。

表3 正交实验结果的极差分析

表4 正交实验结果的方差分析

注:*表示影响显著(p<0.05)。

2.5 正交实验验证与最优工艺条件的确定

根据对正交实验结果的分析,超声波辅助腌制鲟鱼片的最佳工艺条件组合为A2B2C3,即超声时间80 min,超声功率300 W,超声频率35 kHz。对正交实验最佳工艺条件进行验证实验,得到产品的感官总评分为19.4,高于其它工艺条件得到产品的总评分。由此,可以确定最优的超声波辅助腌制条件为超声时间80 min,超声功率300 W,超声频率35 kHz。

3 结论

超声波处理可以提高鲟鱼片的腌制吸收率,缩短腌制时间,嫩化鱼肉,改善鲟鱼片产品的感官品质。通过正交实验优化得出,超声波参数对鲟鱼片产品感官品质的影响程度依次为超声频率、超声功率、超声时间,超声波辅助腌制鲟鱼片的最优工艺条件为超声时间80 min,超声功率300 W,超声频率35 kHz。

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Optimization of ultrasonic assisted marinated process for sturgeon fillet

TIAN Qi-ying,WANG Jing

(Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College,Huai’an 223003,China)

The sensory evaluation was used as indicators for the investigation of marinated conditions in sturgeon fillets by the ultrasonic-assisted methods. Based on the single factor experiments for ultrasonic time,ultrasonic power and ultrasonic frequency,orthogonal experiment L9(34)was designed to optimize the conditions of marinating by ultrasonic-assisted method. The optimal technology for marinated conditions of sturgeon fillets were as follows:ultrasonic time of 80 min,ultrasonic power of 300 W,ultrasonic frequency of 35 kHz. The sensory quality of sturgeon fillet marinated with this condition was best.

ultrasonic wave;marinated;sturgeon fillet;process optimization

2015-03-10

田其英(1980-),男,硕士,讲师,研究方向:食品深加工,E-mail:tqy0612@163.com。

江苏省淮安市科学技术局农业支撑项目(SN12083);江苏省“青蓝工程”资助项目。

TS254.1

B

1002-0306(2015)23-0219-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.037