KCl部分替代NaCl对低钠盐肉脯质量的影响

陈佳新　逄晓云　夏秀芳　孔保华

摘 要：KCl与NaCl由同族元素组成，且与NaCl有相同的离子价态及相似的化学性质，因此KCl常作为NaCl替代物用于低钠盐食品的加工。本研究在肉脯生产过程中以KCl部分替代NaCl，通过测定产品的出品率、水分含量、水分活度、剪切力和色差值，并采用低场核磁共振（low-field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）技术检测肉脯中水分的弛豫时间（T2）和分布情况，研究KCl部分替代NaCl对于产品质量的影响。结果表明：随着KCl替代比例的增加，产品的出品率和水分含量显著降低（P<0.05），剪切力显著增加（P<0.05），水分活度、红度值（a*）和亮度值（L*）差异不显著（P>0.05）；产品水分的T21、T22弛豫时间均显著增加（P<0.05），表明水分的移动性增强，肉脯的保水能力下降。低钠盐肉脯中，KCl的替代比例在20%～30%之间较为合适，此时产品具有较高的品质和感官可接受性。

关键词：KCl；NaCl；低钠盐肉脯；质量

Abstract： Potassium chloride （KCl） and sodium chloride （NaCl） contain ions of the same valence and possess similar physicochemical properties， and so KCl is often used to replace NaCl in low-sodium foods. In this study， we investigated the effect of partial replacement of NaCl by KCl in pork jerky on the product yield， water content， shearing force， water activity and color. Meanwhile， the distribution of transverse relaxation time （T2） in the tested samples was examined by low-field nuclear magnetic resonance （LF-NMR）. The results showed that with increasing proportion of NaCl replacement by KCl， the product yield and water content significantly declined （P < 0.05）， and shearing force significantly increased （P < 0.05）， but water activity， color parameters redness （a*） and lightness （L*） did not change significantly （P > 0.05）. In addition， the transverse relaxation time constants T21 and T22 significantly increased （P < 0.05）， indicating enhanced water mobility and reduced water holding capacity of pork jerky. KCl was suitable to replace 20%–30% NaCl in low-sodium pork jerky， resulting in higher sensory quality and acceptability.

Key words： potassium chloride； sodium chloride； low-sodium pork jerky； quality

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706005

中图分类号：TS251.6 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）06-0024-05

引文格式：

陈佳新， 逄晓云， 夏秀芳， 等. KCl部分替代NaCl对低钠盐肉脯质量的影响[J]. 肉类研究， 2017， 31（6）： 24-28. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706005. http：//www.rlyj.pub

CHEN Jiaxin， PANG Xiaoyun， XIA Xiufang， et al. Effect of NaCl partly replaced by kcl on the quality of low-sodium pork jerky[J]. Meat Research， 2017， 31（6）： 24-28. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201706005. http：//www.rlyj.pub

肉脯作为休闲食品受到消费者的广泛喜爱。目前，市售肉脯主要有2 种加工方式，最常见的是以整片瘦肉为原料，经调味、腌制、摊晒、烘干和烤制等工艺制成，这种肉脯水分含量較低、质地较硬且生产成本较高[1]；另一种是以肉糜为原料，经斩拌、腌制、抹片、烘干和烤制等工艺制成，这是一种新兴的加工方式，它对原料的完整性没有要求，可以有效利用碎肉进行生产，从而大大降低肉脯的生产成本。食盐是肉脯生产中最重要的调味品，它不仅起到呈味和防腐作用，还会影响肉制品中的一些生物化学反应，如蛋白质水解和脂质氧化，而这些变化又与肉制品的质构和风味有着密切的关系[2-3]，因此为保证产品能在较长时间内不腐败变质以及甜、咸滋味的协调，在肉脯中添加食盐必不可少[4-6]。现代医学研究表明，饮食中Na+的摄入量与心血管病的发生有一定的关系，长期摄入过多食盐会导致高血压等心血管疾病的发生，并加重肾脏负担，对人体健康有不利作用[7-8]。我国居民营养膳食指南指出成人每天的食盐最大摄入量应小于6 g，儿童日均摄入量应在2～6 g之间[9]，然而2012年中国居民营养与健康状况监测结果显示，城市居民的食盐摄入量虽有所减少但仍过高，与《中国慢性病防治工作规划（2012—2015）》[10]所提出的人均每日食盐摄入量下降到9 g以下的目标还有一定差距。肉制品是Na+的主要来源之一，约占到人体Na+总摄入量的20%左右[11-12]，

因此降低肉制品中的食盐含量对减少人体食盐日摄入量十分重要。在诸多NaCl替代物[13-15]中，KCl与NaCl由同族金属元素和同一非金属元素组成，且离子价态相同，因此在物理和化学性质上十分相似，且K+不会引起高血压和心血管疾病，因而KCl得到了广泛的应用[16-17]。但有研究表明，当KCl替代比例达到30%～40%时，产品就会产生令人不愉快的苦味和金属味[18]，因此KCl并不能完全替代NaCl。本研究中用KCl部分替代NaCl，在降低肉脯中NaCl含量的基础上，研究不同KCl替代比例对肉脯质量特征及风味的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜猪后腿肉 哈尔滨市好又多超市；食盐

中盐黑龙江盐业集团有限公司；白砂糖 安琪酵母（赤峰）有限公司；白酒 北京红星股份有限公司；味精 廊坊梅花调味食品有限公司；香辛料 吉林省杞参食品有限公司；亚硝酸盐、KCl（均为食品级） 河南千志商贸有限公司。

1.2 仪器与设备

JD500-2电子天平 沈阳龙腾电子称量仪器有限

公司；AL-104精密电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）设备有限公司；ZE-6000电子色差仪 日本电色工业株式会社；Aqual Lab水分活度测定仪 美国Decagon公司；DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱 上海恒科设备有限公司；ATO-BCRF32电烤箱 北美电器有限公司；C-LM3型数显式肌肉嫩度仪 东北农业大学工程学院研制；Mq-20低场核磁共振分析仪 德国布鲁克公司；M-380型气调保鲜包装机 上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 肉脯的生产操作要点

选择新鲜猪后腿肉，剔除可见结缔组织，分别将肥肉和瘦肉切成1 cm3的小块，原料肉为背膘与瘦肉的质量比为1∶9的混合物。每个实验组按2 kg原料肉计，加入质量分数为0.1‰的亚硝酸盐和相当于质量分数1.4% NaCl的复配盐（由NaCl和KCl组成），各实验组中各成分的添加量如表1所示。将原料肉在4 ℃条件下腌制12 h，依次将腌制好的原料肉、占原料肉10%、2%的冰水混合物及香辛料放入斩拌机，斩拌3～5 min。将斩拌好的肉糜平铺在锡纸上，平铺厚度为0.4 cm，放入75 ℃烘箱烤制3 h，最后将烘干的肉片放入150 ℃烤箱中烤制10 min，待肉脯冷却至室温后真空包装，待测。

1.3.2 单因素试验

前期实验结果表明，食盐的添加量为原料肉质量的1.4%时，肉脯的滋味较好。在等离子强度条件下，将KCl替代比例设置为0%、10%、20%、30%、40%，其中0%的替代组为对照组，每个处理组设置3 个重复。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 出品率

参考Sindelar等[19]的方法并作适当改动，保证每个实验组的样品质量、厚度一致，分别称量样品烘干前后的质量。出品率按下式进行计算：

式中：m1为样品烘干前的质量/g；m2为烘干后的质量/g。

1.3.3.2 水分含量

参照GB/T 9695.15—2008《肉与肉制品 水分含量测定》[20]，用恒温干燥法进行测定。

1.3.3.3 水分活度

用智能型水分活度仪进行测定。

1.3.3.4 水分迁移

参照Shao Junhua等[21]的方法并稍作改动：将烤制好的肉脯切成长20 cm、宽1～1.5 cm的肉条，将其填充到核磁测试管中，磁场强度为0.47 T，质子共振频率为20 MHz。使用CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脉冲序列测定肉脯的横向弛豫时间T2，每个样品自动扫描16 次，间隔时间2 s。通过CONTIN软件对T2进行反演，得出每个样品的弛豫时间T21、T22及相应的弛豫振幅A21、A22。

1.3.3.5 色差

参考Schmielea等[22]的方法，采用ZE-6000色差计测定样品表面的亮度值（L*）、红度值（a*）及黄度值（b*）。白板X为90.18，Y为95.08，Z为103.29。采用D65光源，2°视角，30 mm聚光镜测定。

1.3.3.6 剪切力

参考Li Miaoyun等[23]的方法并稍作改动：将肉脯样品剪为长4 cm、宽1 cm的肉条，放置在数显式肌肉嫩度仪上，测量速度10 mm/min，剪切刀片厚度1.5 mm。每组样品重复测定10 次。

1.3.3.7 感官评价

参考G?k等[24]的方法并稍作改动：邀请具有感官评价经验的10 位人员进行评定，评定前首先通过4 次样品感官评价培训使小组成员了解样品特征和评定标准，并明确实验目的、意义和注意事项，采用双盲法进行检验。本实验主要评价产品的形态、色泽、气味、滋味、口感和总体可接受性，感官评价标准如表2所示。

1.4 数据处理

除了感官评价和剪切力测定，其他指标最少重复测定3 次，结果用平均值±标准差表示。数据统计分析采用Statistix 8.1软件包中的线性模型程序进行，采用Tukey HSD程序进行差异显著性分析，采用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 KCl替代比例对肉脯出品率、水分含量、剪切力和水分活度的影响

水分是影响肉脯品质的重要因素[25]，肉脯的水分含量主要通过影响硬度和柔软性来影响产品的可接受性，而水分活度主要通过影响肉脯贮藏期间微生物的生长和繁殖来影响产品的货架期[26]。

由表3可知，产品的出品率和水分含量随KCl替代比例的增加而显著降低（P<0.05），这是因为K+的电荷密度高于Na+，因此K+的扩散速率高于Na+，隨着KCl替代比例的升高，肉糜中K+的浓度也逐渐升高，而K+会率先与肌肉表面的蛋白质结合，引起肌肉收缩，进而阻碍Na+

和Cl-的滲透[27]，这种阻碍作用会减少肉糜中盐溶蛋白的提取量，在加热形成凝胶的过程中造成不利影响[13]。因此KCl对凝胶微观结构的破坏使得肉糜的保水性变差，表现为水分含量的降低，出品率受水分含量的影响也逐步降低。产品的水分活度随KCl替代比例的增加而逐渐升高，但各组间差异均不显著（P>0.05），这是由于K+的离子半径大于Na+，因而K+降低水分活度的能力比Na+

弱[28]。各组肉脯样品的剪切力在27.00～31.00 N之间，比普通肉干的剪切力小的多[29]，这主要是因为原料肉经过斩拌后原有的纤维结构受到破坏，因此剪切力整体较小。随着KCl替代比例的增加，肉脯样品的剪切力显著增大（P<0.05），这是因为随着替代比例的增加，样品水分含量逐步降低，肉脯干硬的程度加大，因而剪切力逐渐增大。

2.2 KCl替代比例对肉脯颜色的影响

颜色是脱水食品的重要质量特性之一，其可以作为加工过程的质量控制指标，同时也是消费者决定购买产品的重要因素之一[30]。

由表4可知，KCl替代比例对肉脯的L*和a*没有显著影响（P>0.05），而样品b*随替代比例的增加总体呈升高趋势，这与Ferrini等[31]的研究结果一致，但Armenteros等[32]的研究表明KCl不会对肉色产生影响，因为K+与Na+在蛋白质水解和脂类分解中的作用相同。

2.3 KCl替代比例对肉脯水分迁移的影响

由图1可知，熟制的肉脯样品出现4 个峰，它们分别代表肉脯中4 种不同存在形式的水分[33]。T2小于1 ms（T2b）对应存在于大分子结构中的水，T2为1～10 ms（T21）对应与大分子紧密结合的水，T2为30～100 ms（T22）对应位于肌原纤维网状结构内部的水，即不易流动水，T2为100～400 ms（T23）对应位于肌原纤维网状结构外部的水，即自由水[34]。在本研究中，T2b与T23所对应的水分受KCl替代比例的影响较小，因此只对T21和T22对应的水分进行分析。

与生肉糜相比，熟制肉脯的T2分布由1个主要峰变为2 个主要峰，这可能是由于在烘干过程中肌原纤维受热收缩使肌原纤维网状结构遭到一定程度的破坏，不易流动水从网状结构中流出而受热蒸发，表现为不易流动水振幅的大幅度下降，而这使得与大分子紧密结合的水和不易流动水成为肉脯中2 种主要存在形式的水分[35]。T21弛豫时间集中在9～15 ms，T22弛豫时间集中在63～68 ms，随着KCl替代比例的增加，T21、T22弛豫峰逐渐向右偏移，说明水分的移动性增大，肉脯的保水能力逐渐下降，也表现为水分含量的不断降低。

由表5可知，随着KCl替代比例的增加，样品的T21与A21均显著增大（P<0.05），各替代组样品的T22显著高于对照组（P<0.05），而A22无显著性差异（P>0.05）。T2越大，说明水分的移动性越大。T21对应与大分子紧密结合的水，这里的大分子主要指蛋白质，K+的存在阻碍了Na+的渗透和提取盐蛋白的能力，随着K+浓度的升高，这种阻碍作用越强，水分子与蛋白质结合概率降低，表现为水分的移动性增大。T22对应的不易流动水主要影响产品的保水性，肉糜产品的保水性主要受微观凝胶结构的影响，而凝胶结构又受盐溶蛋白数量的影响，因此，

K+的这种阻碍作用也会对肉糜的微观凝胶结构造成不利影响，表现为凝胶的保水性变差，不易流动水的移动性增加，因而T22逐渐增大。

2.4 KCl替代比例对肉脯感官评价的影响

由表6可知，当KCl替代比例不超过30%时，各组样品的各项感官指标均无显著性差异（P<0.05），而当替代比例达到40%时，产品的滋味、口感和总体可接受性评分显著低于其他实验组，这是因为当KCl的替代比例达到30%～40%后，产品就会产生金属味和苦味，影响感官品质。根据感官评价结果，肉脯中KCl的替代比例不能超过30%，为实现低钠的产品特性，替代比例在20%～30%之间较为合适。

3 结 论

虽然KCl作为NaCl的替代物被广泛使用，但它仍会对产品品质造成不良影响，当替代比例小于30%时对肉脯各项质量指标的影响较小。感官评价结果表明，当KCl替代比例小于30%时，产品的感官特性与对照组相比无明显差异，但当替代比例达到40%时，KCl对肉脯品质的不良影响就会突显出来，主要表现为肉脯保水能力下降、水分含量降低且出现金属味和后苦味。在低钠盐肉脯中，KCl的替代比例在20%～30%之间较为合适。

参考文献：

[1] 杨珊珊. 鸡肉脯加工工艺以及品质改善的研究[D]. 广州： 华南理工大学， 2010： 1-2.

[2] GARRIDO R， DOM?NGUEZ R， LORENZO J M， et al. Effect of the length of salting time on the proteolytic changes in dry-cured lacón during ripening and on the sensory characteristics of the final product[J]. Food Control， 2012， 25（2）： 789-796. DOI：10.1016/j.foodcont.2011.11.036.

[3] PURRI?OS L， BERM?DEZ R， FRANCO D， et al. Development of volatile compounds during the manufacture of dry-cured “lacón”，

a Spanish traditional meat product[J]. Journal of Food Science， 2011， 76（1）： 89-97. DOI：10.1111/j.1750-3841.2010.01955.x.

[4] 唐善虎， 李思寧. 一种富含果蔬渣膳食纤维肉脯及其制作方法： 中国， CN105614734A[P]. 2016-06-01.

[5] 蒋爱民. 一种肉脯加工方法： 中国， CN1919067[P]. 2007-02-28.

[6] 刘昊明， 杨震， 金国， 等. 延边黄牛肉脯的研制[J]. 食品科技， 2013（11）： 116-119.

[7] OMAPOSADA J， ARNAU J， GOU P. Sorption isotherms of salted minced pork and of lean surface of dry-cured hams at the end of the resting period using KCl as substitute for NaCl[J]. Meat Science， 2007， 77（4）： 643-648. DOI：10.1016/j.meatsci.2007.05.017.

[8] 冠生， 周琴， 胡小琪， 等. 我国居民食盐消费量与血压水平关系研究[J].

中国慢性病预防与控制， 2008， 16（5）： 441-444.

[9] 杨月欣， 张环美. 《中国居民膳食指南（2016）》简介[J]. 营养学报， 2016（3）： 209-217.

[10] 卫生部， 国家发展和改革委员会， 教育部， 科学技术部， 工业和信息化部， 民政部， 财政部， 人力资源和社会保障部， 环境保护部， 农业部， 商务部， 国家广播电影电视总局， 新闻出版总署， 国家体育总局， 国家食品药品监督管理局. 关于印发《中国慢性病防治工作规划（2012-2015年）》的通知[EB/OL]. （2012-05-08） [2017-02-10]. http：//www.sda.gov.cn/WS01/CL0852/73135.html.

[11] World Health Oganization. Diet， nutrition and the prevention of chronic disease： report of WHO/FAO expert consultation[R]. Geneva： WHO， 2004.

[12] PETRACCI M， BIANCHI M， MUDALAL S， et al. Functional ingredients for poultry meat products[J]. Trends in Food Science and Technology， 2013， 33（1）： 27-39. DOI：10.1016/j.tifs.2013.06.004.

[13] HORITA C N， MESSIAS V C， MORGANO M A， et al. Textural， microstructural and sensory properties of reduced sodium frankfurter sausages containing mechanically deboned poultry meat and blends of chloride salts[J]. Food Research International， 2014， 66： 29-35. DOI：10.1016/j.foodres.2014.09.002.

[14] MA Fei， CHEN Conggui， ZHENG Lei， et al. Effect of high pressure processing on the gel properties of salt-soluble meat protein containing CaCl2 and κ-carrageenan[J]. Meat Science， 2013， 95（1）： 22-26. DOI：10.1016/j.meatsci.2013.04.025.

[15] BIDLAS E， LAMBERT R J. Comparing the antimicrobial effectiveness of NaCl and KCl with a view to salt/sodium replacement[J]. International Journal of Food Microbiology， 2008， 124（1）： 98-102. DOI：10.1016/j.ijfoodmicro.2008.02.031.

[16] GELEIJNSE J M， WITTEMAN J C， STIJNEN T， et al. Sodium and potassium intake and risk of cardiovascular events and all-cause mortality： the Rotterdam study[J]. European Journal of Epidemiology， 2007， 22（11）： 763-770. DOI：10.1016/S0895-7061（03）00350-9.

[17] ALJURAIBAN G S， CHAN Q， BROWN I J， et al. 182 association of number of daily eating episodes with blood pressure and nutrient intake： intermap study[J]. Journal of Hypertension， 2012， 30： e54-e55. DOI：10.1097/01.hjh.0000420007.75435.30.

[18] AASLYNG M D， VESTERGAARD C， KOCH A G. The effect of salt reduction on sensory quality and microbial growth in hotdog sausages， bacon， ham and salami[J]. Meat Science， 2014， 96（1）： 47-55. DOI：10.1016/j.meatsci.2013.06.004.

[19] SINDELAR J J， TERNS M J， MEYN E， et al. Development of a method to manufacture uncured， no-nitrate/nitrite-added whole muscle jerky[J]. Meat Science， 2010， 86（2）： 298-303. DOI：10.1016/j.meatsci.2010.04.028.

[20] 深圳市计量质量检测研究院， 中国商业联合会商业标准中心. GB/T 9695.15—2008 肉与肉制品 水分含量测定[S]. 北京： 中国标准出版社， 2008.

[21] SHAO Junhua， DENG Yamin， JIA Na， et al. Low-field NMR determination of water distribution in meat batters with NaCl and polyphosphate addition[J]. Food Chemistry， 2016， 200： 308-314. DOI：10.1016/j.foodchem.2016.01.013.

[22] SCHMIELEA M， MASCARENHASA M C C N， da SILVA BARRETTOB A C. Dietary fiber as fat substitute in emulsified and cooked meat model system[J]. LWT-Food Science and Technology， 2015， 61（1）： 105-111. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2014.04.015.

[23] LI Miaoyun， WANG Haibiao， ZHAO Gaiming， et al. Determining the drying degree and quality of chicken jerky by LF-NMR[J]. Journal of Food Engineering， 2014， 139： 43-49. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2014.04.015.

[24] G?K V， AKKAYA L， OBUZ E， et al. Effect of ground poppy seed as a fat replacer on meat burgers[J]. Meat Science， 2011， 89（4）： 400-404. DOI：10.1016/j.meatsci.2011.04.032.

[25] BANOUT J， KUCEROVA I， MAREK S. Using a double-pass solar drier for jerky drying[J]. Energy Procedia， 2012， 30（1）： 738-744. DOI：10.1016/j.egypro.2012.11.084.

[26] 連风， 赵伟， 杨瑞金. 低水分活度食品的微生物安全研究进展[J]. 食品科学， 2014， 35（19）： 333-337. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201419066.

[27] MART?NEZ-ALVAREZ O， BORDER?AS A J， G?MEZ-GUILL?N M C. Sodium replacement in the cod （Gadus morhua） muscle salting process[J]. Food Chemistry， 2005， 93（1）： 125-133. DOI：10.1016/j.foodchem.2004.10.014.

[28] BARAT J M， BAIGTS D， ALI?O M， et al. Kinetics studies during NaCl and KCl pork meat brining[J]. Journal of Food Engineering， 2011， 106（1）： 102-110. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2011.04.022.

[29] 谢小雷， 李侠， 张春晖， 等. 不同干燥方式对牛肉干物性特性的影响[J]. 农业工程学报， 2015， 31（增刊1）： 346-354. DOI：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.042.

[30] ?ZDEMIR M， DEVRES O. Analysis of color development during roasting of hazelnuts using response surface methodology[J]. Journal of Food Engineering， 2000， 45（1）： 17-24. DOI：10.1016/S0260-8774（00）00036-4.

[31] FERRINI G， COMAPOSADA J， ARNAU J， et al. Colour modification in a cured meat model dried by Quick-Dry-Slice process? and high pressure processed as a function of NaCl， KCl， K-lactate and water contents[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies， 2012， 13： 69-74. DOI：10.1016/j.ifset.2011.09.005.

[32] ARMENTEROS M， ARISTOY M C， BARAT J M， et al. Biochemical changes in dry-cured loins salted with partial replacements of NaCl by KCl[J]. Food Chemistry， 2009， 117（4）： 627-633. DOI：10.1016/j.foodchem.2009.04.056.

[33] 庞之列， 何栩晓， 李春保. 一种基于LF-NMR技术的不同水分含量猪肉检测方法研究[J]. 食品科学， 2014， 35（4）： 142-145. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201404029.

[34] 夏天兰， 刘登勇， 周光宏， 等. 低场核磁共振技术在肉与肉制品水分测定及其相关品质特性中的应用[J]. 食品科学， 2011， 32（21）： 253-256.

[35] 韩敏义， 刘永安， 周光宏， 等. 低场核磁共振法研究NaCl对肌原纤维蛋白凝胶水分分布和移动性的影响[J]. 食品科学， 2014， 35（21）： 88-93.

DOI：10.7506/spkx1002-6630-201421018.