超声波辅助恒温动态循环腌制盐鸡翅技术研究

李莹影,曾 颖,宋贤良,*,成亚斌,吴少烈

(1.华南农业大学食品学院,广东广州 510642;2.广东好味来食品有限公司,广东饶平 515726)

李莹影1,曾 颖1,宋贤良1,*,成亚斌1,吴少烈2

(1.华南农业大学食品学院,广东广州 510642;2.广东好味来食品有限公司,广东饶平 515726)

针对盐焗鸡生产工艺中腌制工序时间长、效率低的缺点,以冰冻鸡翅为研究对象,进行超声波辅助恒温动态循环腌制技术研究。考察了超声作用时间、超声波功率、腌制温度和盐水浓度等因素对鸡翅中NaCl含量、游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量的影响,通过正交实验优化了腌制工艺条件。结果表明:各因素对NaCl含量、游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量均有明显影响。超声波辅助恒温动态循环腌制鸡翅的最佳工艺参数为超声作用时间为60min,超声波功率为335W,超声腌制温度为50℃,腌制液盐浓度为6%。此条件下测得鸡翅肉中NaCl含量为2.01%,游离氨基酸为94.35mg/100g,挥发性盐基氮9.31mg/100g。超声波辅助恒温动态循环腌制能促进食盐的渗透速率,缩短腌制时间,提高游离氨基酸的含量,有利于产品滋味和风味的形成。

超声波,腌制,盐焗鸡翅

超声波是频率高于16kHz,并且不引起听觉的机械弹性波,具有“空化效应”、“力学效应”、“微流效应”等特性[1-2]。超声波能破坏食物细胞壁、增加细胞膜的渗透力,引起大分子的断键[3],因此在肉制品加工中具有广阔的应用前景。超声波在肉制品中的应用研究已有较多的文献报道,如超声波处理能加快食盐渗透速度[4-7],可改变肌肉组织的微观结构,提高肉质的保水性和质地[8],能促进蛋白质和脂肪的降解[9],提高肉的嫩度[10-11]。但是,由于超声波的空化现象产生的微射流和局部高热、高压作用,易造成肉制品的口感、质量不稳定。

盐焗鸡源于东江,是广东特色的传统风味食品,成品色泽金黄、皮爽、肉滑、骨香,有独特的盐焗香味,因而深受广大消费者的欢迎[12-14]。盐焗鸡在传统手工制作的基础上通过工艺革新已经实现了工业化生产,但其加工工艺仍存在诸多问题和缺陷,严重制约了盐焗鸡标准化、卫生化、工业化生产的现代化进程[3,15]。本文在腌制过程中采用循环腌制液的动态方式对盐焗鸡加工过程中的腌制工序进行改进,解决盐焗鸡的腌制工艺中存在的腌制时间长、产品质量不稳定、易引起微生物污染等问题[16-17],同时通过外加恒温循环水控制腌制温度改进超声波作用过程中产生的局部高温、高压的缺陷,并且探讨超声波恒温动态循环技术对腌制盐焗鸡品质的影响,为超声波技术用于盐焗鸡甚至其它传统肉制品生产的现代化技术改造提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鸡中翅 购于广州市卜蜂莲花超市某批次冷冻鸡翅;加碘精制盐 为食品级;其他试剂均为分析纯。

超声波细胞粉碎机(SCIENTZ-II D型) 宁波新芝科技生物股份有限公司;循环水式真空泵(SHZ-D Ⅲ型) 巩义市予华仪器责任有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 冷冻鸡中翅→解冻→配制腌制液→设置不同的腌制条件→腌制→测定指标。

1.2.2 传统腌制 保持盐水浓度为6%、常温、静止腌制,选择腌制时间为1、2、3、4、5h进行腌制,测定不同腌制时间下鸡翅的NaCl含量、游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量。

1.2.3 单因素实验 超声时间的确定:固定超声波功率为190W,腌制温度为40℃,用盐水浓度为6%,分别以超声时间为20、30、40、50、60、70min进行恒温鸡翅腌制,考察超声时间对鸡翅腌制品质的影响。

超声波功率的确定:固定腌制温度为40℃,用盐水浓度为6%,超声时间为30min,分别以超声功率为190、285、380、475、570W进行恒温鸡翅腌制,考察超声波功率对鸡翅腌制品质的影响。

腌制温度的确定:固定用盐水浓度为6%,超声时间为30min,超声波功率为380W,分别以腌制温度为30、35、40、45、50℃进行鸡翅腌制,考察超声波温度对鸡翅腌制品质的影响。

盐水浓度的确定:固定超声时间为30min,超声波功率为380W,腌制温度为40℃,分别以盐水浓度为4%,5%,6%,7%,8%进行鸡翅腌制,考察盐水浓度对鸡翅腌制品质的影响。

1.2.4 超声腌制盐焗鸡的优化实验 以单因素实验结果为基础,以超声波时间、超声波功率、腌制温度和盐水浓度为参试因子,进行四因素三水平的正交实验。

表1 正交实验的因素水平设计

1.2.5 理化指标的测定 NaCl的测定:按照国标GB/T 12457[18]测定鸡皮和鸡肉中NaCl的含量。游离氨基酸的测定:用电位滴定法[19]测定鸡翅中的游离氨基酸。挥发性盐基氮的测定:用半微量定氮法[20]测定鸡翅中的挥发性盐基氮含量。

1.3 统计分析

采用Microsoft Excel软件进行方差显著性检验。

2 结果与讨论

2.1 传统腌制时间对鸡翅腌制品质的影响

肉制品中的NaCl浓度能够改变产品的风味及品质[21-22]。从图1可看出,随着腌制时间的增加,鸡翅肉中NaCl的含量不断增加。当腌制时间低于4h时,鸡翅肉中的NaCl含量上升较快,达到4h以后肉中NaCl含量增加趋势减缓。这是由于食盐进入鸡翅是一个较缓慢的渗透扩散过程,刚开始盐水浓度较高,渗透压较大,食盐能较快地渗入到鸡肉中,表现为鸡翅中NaCl含量随着腌制时间的延长而增加;当扩散过程达到一定时间,鸡翅中的NaCl含量与盐水浓度达到相对平衡,则鸡翅中NaCl含量趋于稳定。

图1 不同时间下肉中NaCl含量Fig.1 Change in the content of NaCl in the meat

图2 不同时间下游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量Fig.2 Change in the content of free amino acids and volatile base nitrogen

在腌制过程中,肌肉在蛋白水解酶、氨肽酶的作用下生成游离氨基酸,使其含量增加,游离氨基酸不仅直接形成滋味,而且还是很多风味物质的前体物质[23]。由图2可知,随着腌制时间的延长,游离氨基酸含量呈上升趋势,当腌制时间为3h时,鸡翅中游离氨基酸含量为87.5g/100g,当腌制时间达到5h时游离氨基酸含量达到92mg/100g。从图2还可看出,鸡翅中挥发性盐基氮的含量也随腌制时间的延长而不断上升,且时间越长,上升幅度越大。这是由于在腌制过程中因酶或细菌作用导致蛋白质分解而产生的氨以及胺类等碱性含氮物质,使挥发性盐基氮含量不断上升。

2.2 超声波恒温动态循环腌制对鸡翅腌制品质影响

2.2.1 超声时间对鸡翅腌制品质的影响 图3表明,鸡翅中NaCl含量随着超声处理时间的增长而不断增加。当超声处理时间达到70min时,肉中NaCl的含量为1.79%。而传统静置腌制3h时肉中NaCl含量仅为1.74%,可见采用超声波腌制能大大缩短腌制时间。这是由于超声波对肌肉组织的破坏作用和产生的微流效应促使食盐向鸡肉内部渗透,加速了食盐的渗透速率[24]。

图3 不同超声时间对NaCl含量的影响Fig.3 Change in the content of NaCl after different length of time by ultrasonic treatment

由图4可知,随着超声处理时间的增加,游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量呈不断上升趋势。超声波恒温动态循环腌制50min时鸡翅中游离氨基酸含量已达到97.26mg/100g,比传统静置腌制5h得到的游离氨基酸量91.98mg/100g要高;而超声处理70min时,挥发性盐基氮含量为7.24mg/100g,与传统静置腌制2h产生的挥发性盐基氮相当。表明超声波作用能加速鸡肉蛋白的分解,使游离氨基酸和挥发性盐基氮的量明显增加。游离氨基酸对腌制肉制品的滋味和风味的形成起着重要作用;挥发性盐基氮虽然是评价肉新鲜度的重要指标,但一定浓度的挥发性盐基氮可明显增强肉制品的风味。超声波作用可明显缩短腌制时间,减少了肉制品在腌制过程中受微生物浸染,且有利于腌制肉品风味的形成。

图4 不同超声时间游离氨基酸和挥发性盐基氮的影响Fig.4 Change in the content of free amino acids and volatile base nitrogen after different length of time by ultrasonic treatment

2.2.2 超声波功率对鸡翅腌制品质的影响 从图5可看出,随着超声波功率的增大,肉中NaCl含量则随着超声波功率的增大呈下降趋势。随着超声波功率的增大对肌肉组织的破坏作用亦增大,这种破坏作用一定程度上消除了食盐进入肌肉内部的阻力,但随着肌肉结构的破坏,肌球蛋白及肌球蛋白B外渗,使肉表面的黏度增大,从而导致食盐向鸡肉内部渗透的阻碍作用增强,引起鸡肉内部的NaCl含量下降[25]。

图5 不同超声波功率对NaCl含量的影响Fig.5 Change in the content of NaCl after different ultrasonic power treatment

由图6可知,随着超声波功率的增大,鸡翅中游离氨基酸和挥性盐基氮的含量都不断上升。当超声功率达到475W以上时,游离氨基酸和挥性盐基氮的含量上升趋势明显加快。因为超声功率越大,产生的空化作用越强[26],对肌肉组织的破坏作用增加,分解蛋白质的能力也增强,所以游离氨基酸和挥发性盐基氮含量都会增多。

图6 不同超声波功率对游离氨基酸和挥发性盐基氮的影响Fig.6 Change in the content of free amino acids and volatile base nitrogen after different ultrasonic power treatment

2.2.3 超声波下腌制温度对鸡翅腌制品质的影响 从图7可看出,随着腌制液温度升高,鸡翅中的NaCl含量逐渐增加。当腌制液温度从30℃上升到50℃时,皮中NaCl含量增幅为22.8%,肉中NaCl含量增幅为40.8%,表明温度升高更利于食盐向鸡肉内部渗透。因为温度的升高,蛋白质结构发生改变,肉的结构变得松散,肌肉间间隙增大[27],促进食盐的渗透。而且,温度升高,NaCl分子运动加剧,也促进了食盐的渗透。因此,采用恒温动态循环腌制可更好地控制腌制温度,促进腌制速率提高。

图7 不同腌制温度对NaCl含量的影响Fig.7 Change in the content of NaCl after different temperature treatment

图8表明,鸡翅中的游离氨基酸和挥发性盐基氮含量也随腌制液温度升高而不断增加。因为温度升高可使超声波的空化作用加剧,对蛋白质分解作用增强[27],使游离氨基酸和挥发性盐基氮含量均上升。

图8 不同腌制温度对游离氨基酸和挥发性盐基氮的影响Fig.8 Change in the content of free amino acids and volatile base nitrogen after different temperature treatment

2.2.4 超声波下盐浓度对鸡翅腌制品质的影响 由图9可知,随着腌制液NaCl含量的增加,鸡翅中的NaCl含量逐步增加。当盐浓度达到7%以后,肉中NaCl含量快速上升。腌制液盐浓度越高,渗透压差则越大,从而使食盐的渗透速率加快[28],因此鸡翅中NaCl含量快速上升。

图9 腌制液盐浓度对NaCl含量的影响Fig.9 Change in the content of NaCl after different concentration of salt solution treatment

从图10可看出,随着腌制液NaCl含量的增加,游离氨基酸和挥发性盐基氮的含量几乎呈直线下降。这是由于食盐抑制了组织蛋白酶和氨肽酶的活性[29],使蛋白质的水解活性降低,导致游离氨基酸和挥发性盐基氮含量下降。同时食盐具有一定的抑菌作用,可以抑制微生物滋生,也会使得挥发性盐基氮含量下降[30]。

图10 腌制液盐浓度对游离氨基酸和挥发性盐基氮的影响Fig.10 Change in the content of free amino acids and volatile base nitrogen after different concentration of salt solution treatment

2.3 正交优化实验

超声波辅助恒动态循环腌制工艺优化实验结果及极差分析见表2。由表2可知,不同因素对不同指标的影响程度不同,根据因素的实际重要性和优化实验中因素的影响主次,综合考虑,确定最佳工艺条件。因素A(时间):对肉的NaCl含量影响最大,取A3;对挥发性盐基氮的影响最大,取A2;对挥发性盐基氮的影响排第二位,取A2;综合考虑各影响因素的主次,最后得出A因素(时间)取A2。因素B(功率):对挥发性盐基氮的影响最大,取B1;对挥发性盐基氮的影响其次;对肉的NaCl含量影响最小;而且大功率会损耗设备并增加生产成本,所以综合考虑各影响因素,最后得出B因素(功率)取B2。同理C(温度)取C3,D(浓度)取D1,即最优组合为:A2B2C3D1。最终确定超声波腌制盐焗鸡翅的最佳加工工艺参数为:超声腌制时间60min,超声波功率335W,腌制温度50℃,腌制液盐浓度6%。经验证实验得到此条件下鸡翅肉中NaCl含量为2.01%,游离氨基酸为94.35mg/100g,挥发性盐基氮含量为9.31mg/100g小于15mg/100g[31]符合国家标准对鲜、冻禽产品的要求。

表2 正交实验结果及极差分析

3 结论

超声波辅助恒温动态循环腌制技术能加速食盐的渗透,大大缩短腌制时间,与传统静置腌制方法相比腌制时间缩短了60%,有利于提高生产效率和产品的卫生安全。同时能促进蛋白质的分解,增加游离氨基酸的含量,有利于产品滋味和风味的形成。

各因素对鸡翅中NaCl含量和游离氨基酸和挥发性盐基氮的生成均有一定的影响。鸡翅中NaCl含量随着超声时间的增长,腌制温度和食盐浓度的提高呈不断上升的趋势,而随超声功率的增大则NaCl含量呈下降趋势;游离氨基酸和挥发性盐基氮含量随超声时间的增长,腌制温度和食盐浓度的提高不断增加,而随食盐浓度的提高则不断下降。

通过正交实验确定超声波辅助恒温动态循环腌制盐焗鸡翅的最佳加工工艺参数为:超声腌制时间60min,超声波功率335W,腌制温度50℃,腌制液盐浓度6%。此条件下测得鸡翅肉中NaCl含量为2.01%,游离氨基酸为94.35mg/100g,挥发性盐基氮含量为9.31mg/100g。超声波辅助恒温动态循环腌制能促进食盐的渗透速率,缩短腌制时间,提高游离氨基酸的含量,有利于产品滋味和风味的形成。

[1]Soria A C,Villamiel M. Effect of ultrasound on the technological properties and bioactivity of food:A review[J]. Trends in Food Science & Technology,2010,21(7):323-331.

[2]Mcclements D J.Advances in the application of ultrasound in food analysis and processing[J]. Trends in Food Science and Technology,1995,6(9):293-299.

[3]钟赛意.超声波在盐水鸭加工中的应用研究[D].南京:南京农业大学,2007.

[4]Carcel J A,Benedito J,Bon J,et al. High Intensity Ultrasound Effects on Meat Brining[J].Meat Science,2007(76):611-619.

[5]Haydock D,Yeomans J.Acoustic enhancement of diffusion in a porous material[J].Ultrasonics,2003,41(7):531-538.

[6]董红星,相玉琳,王树盛,等.超声场作用下胡萝卜渗透脱水质量传递规律研究[J].哈尔滨工程大学学报,2008,29(2):189-193.

[7]石启龙,赵亚,郑亚琴.雪莲果超声波辅助渗透脱水工艺参数的优化[J].食品科学,2011(14):124-129.

[8]Siro I,Ven C,Balla C,et al. Application of an ultrasonic assisted curing technique for improving the diffusion of sodium chloride in porcine meat[J].Journal of Food Engineering,2009,91(2):353-362.

[9]陈海燕,姜梅,戴飞.鸭肉蛋白酶解预处理方法的研究[J].香料香精化妆品,2008(5):9-12.

[10]李会兰,张志胜,李艳琴,等.好声波在羊肉嫩化中的应用研究[J].食品科学,2005,26(4):107-111.

[11]McDonnell C K,Allen P,Morin C.The effect of ultrasonic salting on protein and water-protein interactions in meat[J]. Food Chemistry,2014,47:245-251.

[12]钟赛意,汤国辉,王善荣.功率超声波在农产品加工中应用的研究进展[J].安徽农业科学,2005(8):1488-1490.

[13]郭卓钊,陈家文,陈宇,等.潮式卤水禽肉制品工业化安全生产技术[J].农产品加工：学刊,2008,10:33-36.

[14]张勉,唐道邦,刘忠义,等.酱卤肉制品的研究进展[J].肉类工业,2010(9):47-50.

[15]章斌,林平,李远志,等.真空腌制对鸭肫腌制工艺的影响研究[A].广东省食品学会.“亚运食品安全与广东食品产业创新发展”学术研讨会暨2009年广东省食品学会年会论文集[C].广东省食品学会:2009:3.

[16]黄华,刘学文.气焗法生产盐焗鸡工艺初探[J].中国调味品，2011,36(11):41-47.

[17]黄玉玲,罗萍,邹启荣,等.梅州市盐焗禽类食品防腐剂的调查分析[J].中国食品卫生杂志，2005(5):442-443.

[18]GB/T 12457-2008.食品中氯化钠的测定[S].

[19]杜苏英.食品分析与检验[M].北京:高等教育出版社,2002:111-112.

[20]张水华.食品分析检验[M].北京:化学工业出版社,2006:117-118.

[21]Martinez-Alvarez O,Gomez-Guillen M C.The effect of brine composition and Ph on the yield and nature of water-soluble proteins extractable from brined muscle of cod(Gadus morhua)[J].Food Chemistry,2005,92(1):71-77.

[22]Baublits R T,Pohlman F W,Brown A H,et al.Effects of sodium chloride,phosphate type and concentration,and pump rate on beef biceps femoris quality and sensory characteristics[J]. Meat Science,2005,70(2):205-214.

[23]黄凯信,陈庆,宋贤良,等.盐焗鸡卤汁基本成分及风味物质分析[J].食品科学,2013,12:254-256.

[24]蔡华珍,王珏,梁启好.超声波处理对咸肉腌制影响的初步研究[J].肉制品与发酵工业2005,31(12):110-113.

[25]蔡华珍,王银传.超声波技术加工低盐咸肉的工艺研究[J].食品科学,2008,29(2):192-195.

[26]Shore D,Woods MO,Miles CA. Attenuation of ultrasound in post rigorbovine skeletal muscle[J]. Ultrasonics,1986(24):81-87.

[27]吴兵. 鸡肉的热致变化研究[D].广州:华南理工大学,2011.

[28]刘成国,罗扬,王冬冬,等.腊肉真空腌制工艺条件的优化[J].食品科技,2011(7):116-119.

[29]Martin L,Cordoba J,Antequera T,et al. Effects of salt and temperature on proteolysis during ripening of iberian ham[J]. Meat Science,1998,49(2):145-153.

[30]王勋. 鸡肉腐败变质及其生物保鲜剂的研究[D].湛江:广东海洋大学,2012.

[31]GB 16869-2005.鲜、冻禽产品[S].

Study on thermostatically salting salt-baked chicken wings technology with ultrasonic

LI Ying-ying1,ZENG Ying1,SONG Xian-liang1,*,CHENG Ya-bin1,WU Shao-lie2

(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.Gudong Hao Wei Lai Food Company,Yaoping 515726,China)

Salt-baked Chicken Wings were pickled from the frozen ones by the method of thermostatically salting technology with ultrasonic. The effects of factors such as curing time,ultrasonic power,curing temperature,and salt concentration were studied on the content of NaCl,free amino acids and volatile base nitrogen. On the basis of single factor experiment and the orthogonal test design,optimal conditions were obtained. The results showed that the best conditions were:curing time 60min,ultrasonic power 335W,curing temperature 50℃,and salt concentration 6%. The contents of Nacl,free aminoacid and volatile base nitrogen were 2.01%,94.35mg/100g,3.31mg/100g respectivery. And it also indicated that it could promote the penetration rate of salt,shorten curing time,increase the content of free amino acid,and be advantageous to the formation of product’s taste and flavor as well.

ultrasonic;salting;salt-baked chicken wings

2014-07-28

李莹影(1989-)，女，硕士研究生，主要从事食品加工新技术的研究。

*通讯作者:宋贤良(1969-)，男，博士，副教授，主要从事食品加工新技术的研究。

广东省教育部产学研结合项目(2012B091000004)；广东省科技计划项目(2012A020602041)。

TS251.5+5

B

1002-0306(2015)07-0214-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.037