无磷保水剂对冷冻调理猪肉的影响

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽省农产品加工工程实验室，安徽省发酵肉制品技术中心，安徽 合肥 230036）

无磷保水剂对冷冻调理猪肉的影响

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽省农产品加工工程实验室，安徽省发酵肉制品技术中心，安徽 合肥 230036）

为降低冷冻调理肉制品解冻损失，提高肉制品的保水性，减少肉制品加工中磷的使用量，研究复合无磷保水剂对冷冻调理猪肉的影响。在单因素试验基础上，选择海藻糖、山梨糖醇、柠檬酸钠添加量为自变量，以冷冻调理猪里脊肉解冻后的总质量增加率为响应值，采用Box-Behnken试验设计和响应面分析法，研究各自变量及其交互作用对调理冷冻猪里脊肉保水性的影响。获得冷冻调理猪里脊肉用复合无磷保水剂优化配方为：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%柠檬酸钠，运用该保水剂配方，冷冻调理猪里脊肉解冻后的质量增加率达7.78%。

无磷保水剂；调理猪肉；冷冻；质量增加率

调理肉制品不仅顺应当下快节奏社会发展的需要，还可满足现代消费者对多元肉食消费的需求，因此调理肉制品深受广大消费者的青睐[1]。虽然调理肉制品可以多元形式流通，但冷冻调理肉制品是主要产品物流形式[2]。据调查冷冻调理肉制品的解冻损失率很高[3-4]，因此，降低解冻损失即提高调理肉制品的保水性对减少经济损失和获得高品质肉制品均有重要意义。

磷酸盐是肉制品工业中广泛使用的保水剂[5]，对肉制品的品质改良起着重要作用[6]。但是，磷酸盐超标已成为影响肉制品安全的重要因素，过量的磷酸盐不但导致产品风味恶化，组织结构粗糙[7-8]，而且长期大量摄入磷酸盐可导致钙化性肾机能不全、低钙血症等疾病[9-10]。因此无磷保水剂成为国内外研究的热点之一[11]。亲水胶体、大豆蛋白、变性淀粉、海藻糖、山梨糖醇、NaHCO3、NaCl、柠檬酸钠等无磷保水剂材料的应用研究陆续有报告[12-19]。而亲水胶、大豆蛋白、变性淀粉等无磷保水剂应用于肉块中时，会在肉块表面形成可见膜，严重影响肉制品的外观。研究发现海藻糖可有效防止罗非鱼片在冷冻过程中发生蛋白质变性[20]、提高冷冻猪肉保水性及改善冷冻猪肉的品质[21]。山梨糖醇可提高发酵香肠保水性、改善肉糜品质[22-23]及抗蛋白冷冻变性[24]。柠檬酸钠可提高鱼糜及重组牛肉的保水性[25-26]。

本实验以猪里脊肉为材料，以经腌制、冷冻及解冻后相对于原肉的质量增加率作为保水性的指标，研究海藻糖、山梨糖醇、柠檬酸钠单一和组合使用的保水效果，为冷冻调理肉制品无磷保水剂开发提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

猪里脊肉购自安徽合肥市家乐福超市。

海藻糖（食品级） 河南德鑫化工公司；山梨糖醇（食品级） 国药集团化学试剂有限公司；柠檬酸钠（分析纯） 汕头市西陇化工厂有限公司。

1.2 仪器与设备

JM电子天平 余姚纪铭称重校验设备有限公司；EN0561电子精密天平 上海民桥精密科学仪器有限公司；GR200滚揉机 诸城市舜康包装机械有限公司；BCD-610W冰箱 博西华家用电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷冻调理肉的工艺流程及其操作要点

1.3.1.1 冷冻调理肉的工艺流程

1.3.1.2 工艺要点

1）原料肉预处理：将猪里脊肉清洗，去除脂肪部分，分割成5.0 cm×10.0 cm×1.0 cm的块状，记录每一个肉块的质量；2）配制腌制剂：准确称量盐、糖等各调味料以及保水剂，将定量后的配料充分混合后待用。配方（按原料肉质量计）：食盐1.5%、味精0.3%、胡椒0.2%、五香粉0.5%、大豆油2.5%、姜1.5%、葱2.0%、蔗糖1.0%、酱油1.0%、料酒3.0%、水20%；3）滚揉及腌制：将猪里脊肉与腌制剂混匀，在真空度0.06 MPa、转速12 r/min条件下滚揉30 min，再置于4 ℃条件下腌制12 h；4）整型：用滤纸拭去已腌制好的猪里脊肉表面的腌制液；5）冷冻保藏：腌制后的肉经真空包装后放入冰箱速冻，—18 ℃条件下冷冻保藏；6）解冻条件：25 ℃条件下自然解冻3 h。

1.3.2 指标的测定

自然解冻后，拭去表面水分称质量，即猪里脊肉解冻后质量增加率为猪里脊肉经腌制、冷冻及解冻等处理后相对于原肉质量之比。猪里脊肉解冻后质量增加率按下式计算：

式中：m0为腌制处理前肉质量/g；m1为解冻后肉质量/g。

1.3.3 保水剂筛选单因素试验

非磷酸盐保水剂海藻糖、山梨糖醇、柠檬酸钠单因素试验水平设计如下：海藻糖添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；山梨糖醇添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；柠檬酸钠添加量：0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%（保水剂按腌制液中水的百分比添加）。

1.3.4 保水剂响应面试验

根据单因素试验结果，确定复合无磷保水剂响应面试验因素水平，见表1。

表1 响应面试验因素水平编码表Table1 Factors and level used in response surface experiments

1.4 数据处理

运用Design Expert 8.05软件对实验数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 海藻糖的保水效果

图1 海藻糖添加量对冷冻调理猪里脊肉保水性的影响Fig.1 Effect of trehalose on the water-retaining property of frozen pork tenderloin

由图1可知，腌制液吸收率是不随着海藻糖添加量的增加而升高。在海藻糖添加量低于2%时，冷冻调理猪里脊肉处理后的质量增加率是随着海藻糖的添加量增加而增大的，而在海藻糖添加量高于2%，质量增加率随着海藻糖添加量增大而降低。由此分析可能是因为随着海藻糖添加量增大导致肉的环境渗透压升高，腌制液吸收率下降，进而降低质量增加率。因此，海藻糖最佳添加量为2%。王兰甜等[4]研究认为3%左右海藻糖添加量适合冷冻猪肉，和本试验结果相近。

2.1.2 山梨糖醇的保水效果

由图2可知，山梨糖醇对腌制液吸收率影响不显著。在山梨糖醇添加量小于4%时，冷冻调理猪里脊肉解冻后质量增加率随着添加量的增加而升高，在高于4%后呈下降趋势，原因可能是随着山梨糖醇添加量增大导致肉的环境渗透压升高，腌制液吸收率下降，甚至引起肉脱水现象，进而降低质量增加率。因此4%山梨糖醇添加量对冷冻猪里脊肉解冻后的保水效果最好。

图2 山梨糖醇添加量对冷冻调理猪里脊肉保水性的影响Fig.2 Effect of sorbitol on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

2.1.3 柠檬酸钠的保水效果

图3 柠檬酸钠添加量对冷冻调理猪里脊肉保水性的影响Fig.3 Effect of sodium citrate on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

由图3可知，单一柠檬酸钠添加对腌制液吸收率有明显改善作用，而对冷冻调理猪里脊肉解冻后质量增加率效果不显著。柠檬酸钠的持水性是通过改善体系环境，如提高离子强度、增大pH值来提高肌肉自身的持水性，当柠檬酸钠添加量为0.4%时可使体系的离子强度提高至一定程度，产生较好的持水效果。

2.2 响应面法优化复合保水剂

2.2.1 响应面试验结果

表2 响应面试验设计及结果Tabllee 22 Experimental design and results for response surface analysis %

采用Design Expert 8.05软件对表2试验结果进行二次多元回归分析，得到各因素添加量与冷冻调理猪里脊肉解冻质量增加率回归方程为：Y =—43.379 50＋1.473 25X1＋12.059 00X2＋120.077 50X3＋1.167 50X1X2＋5.350 00X1X3—12.875 00X2X3—2.193 00X12—1.160 50X2

2—88.300 00X32。

表3 回归方程方差分析表Table3 Analysis of variance of regression model

由表3可知，海藻糖添加量对冷冻调理猪里脊肉解冻后的质量增加率影响显著（P＜0.05），山梨糖醇添加量对冷冻调理猪里脊肉解冻后的质量增加率影响不显著（P＞0.05），但柠檬酸钠添加量对调理猪里脊肉解冻后的质量增加率影响极显著（P＜0.01）。山梨糖醇与海藻糖添加量及柠檬酸钠添加量对冷冻调理猪里脊肉解冻后的质量增加率均有极显著（P＜0.01）的交互影响。所得回归方程具有极显著水平（P＜0.01），方程决定系数R2为0.968 4，校正决定系数为0.927 7，且失拟项不显著（P＞0.05），说明此方程对试验的拟合度比较好。因此所获得的二次多项模型有效，试验方法可靠，可用该回归方程代替试验真实点对试验结果进行分析和预测。

2.2.2 响应面分析

将其中一个因素设为零水平，其他2个因素交互作用的响应面及等高线见图4、5。

由图4可知，当柠檬酸钠添加量为0.4%时，调理猪里脊质量增加率随着海藻糖添加量和山梨糖醇添加量的增大均呈现先增大后降低的趋势，比较曲线的变化程度，海藻糖添加量对调理猪里脊质量增加率的影响较大，曲面的倾斜度比较陡；等高线形状呈椭圆形，说明交互作用比较强[27]。图中曲线的方程为：Y=—9.48＋3.61X1＋

图4 山梨糖醇和海藻糖添加量对冷冻调理猪里脊肉解冻后质量增加率影响的响应面图和等高线图Fig.4 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and trehalose on weight gain rate in thawed pork tenderloin

图5 山梨糖醇和柠檬酸钠添加量对冷冻调理猪里脊肉解冻后质量增加率影响的响应面图和等高线图Fig.5 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and sodium citrate on weight gain rate in thawed pork tenderloin

由图5可知，当海藻糖添加量为2%时，调理猪里脊质量增加率随着柠檬酸钠添加量的增大而增大，随着山梨糖醇添加量的增加出现先增后减；柠檬酸钠添加量对调理猪里脊质量增加率的影响比较大，曲面非常陡，等高线形状呈椭圆形，说明山梨糖醇和柠檬酸钠添加量的交互作用非常强；图中曲线方程为：Y=—49.20＋

2.2.3 模型验证

由Design-Expert 8.05软件分析得到复合无磷保水剂的最佳优化配比是：海藻糖添加量1.84%、山梨糖醇添加量3.34%、柠檬酸钠添加量0.49%，此条件下冷冻调理猪里脊肉解冻后质量增加率的理论值为7.81%。考虑实际可操作性，选择1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%柠檬酸钠组成无磷复配保水剂，对模型进行验证实验，3 次平行验证实验猪里脊肉解冻后质量增加率平均值为7.78%，与理论值接近，实际值和预测值之间相对误差较小，在可接受范围之内，说明采用响应面法优化所得复合无磷保水剂配方可靠，具有使用价值。

3 结 论

本实验通过优化筛选得到可应用于冷冻调理猪里脊肉的复合无磷保水剂的配方为：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%柠檬酸钠，该保水剂处理冷冻调理猪里脊肉后，解冻后的质量增加率为7.78%。该无磷保水剂可供冷冻调理猪肉生产借鉴参考。

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Influence of Non-Phosphate Additive on Water-Holding Capacity of Frozen Prepared Pork

GAO Kemeng MEI Lin XUE Xiuheng WANG Zhigeng*
(Technology Center of Fermented Meat Products in Anhui Province Engineering Laboratory of Agricultural Products Processing in Anhui Province College of Tea and Food Science and Technology Anhui Agricultural University Hefei 230036′China)

This research aimed to evaluate the addition of non-phosphate water-retaining agents to the marinade of pork tenderloin for the purpose of decreasing the thawing loss of frozen prepared pork, improving the water-holding capacity and reducing the use of phosphate in the meat product. The effects of three non-phosphate water-retaining agents, trehalose, sorbitol and sodium citrate, as well as their interactions on the rate of weight gain in thawed prepared pork tenderloin were investigated by the combined use of single-factor method and response surface methodology with Box-Behnken design. The rate of weight gain in thawed prepared pork was 7.78% when 1.8% trehalose, 3.3% sorbitol and 0.5% sodium citrate were added in combination.

non-phosphate water-retaining agent; prepared pork; frozen; weight gain rate

TS251.5

A

1002-6630（2015）06-0257-05

10.7506/spkx1002-6630-201506049

2014-07-03

安徽省自主创新专项（12z0102032 ）

高可蒙（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：bujingyun250@126.com

*通信作者：王志耕（1956—），男，教授，学士，研究方向为畜产品加工。E-mail：wzhg56@aliyun.com