麦芽糖醇替代蔗糖对低糖型猪肉糜脯质量的影响

逄晓云,陈佳新,夏秀芳,孔保华

(东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨 150030)



麦芽糖醇替代蔗糖对低糖型猪肉糜脯质量的影响

逄晓云,陈佳新,夏秀芳,孔保华*

(东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨 150030)

应用功能性甜味剂—麦芽糖醇部分替代蔗糖(0%、25%、50%、75%),以期降低传统肉糜脯中蔗糖的含量,并在不影响产品水分活度的基础上增加含水量,提高肉糜脯的柔软性。研究中分别测定了肉糜脯的出品率、剪切力、水分活度、水分含量、色差、T2弛豫时间和感官质量。结果表明随着替代比例的增加,肉糜脯的出品率和水分含量显著增加(p<0.05);剪切力、红度值(a*值)则显著降低(p<0.05);各组水分活度差异不显著;用低场核磁(LF-NMR)技术探究水分迁移变化中发现,拟合后的T2弛豫时间分布为3～4个峰,T21与T22随着麦芽糖醇替代比例的增加均显著减小(p<0.05),这表明肉糜脯中的水分的移动性减弱。综合各项指标和感官评价结果,麦芽糖醇替代蔗糖的比例为50%较为合适,此时产品的出品率、含水量、剪切力、水分活度分别为52.36%、29.65%,27.96 N和0.883,除红度值外,颜色变化不明显,感官评分则与对照组无显著差异。

麦芽糖醇,低糖,水分活度,水分含量,肉糜脯

肉脯作为一类休闲食品受到消费者的广泛喜爱。目前,市面上的肉脯主要有两种形式,最常见的是以整片瘦肉为组织形态,经过调味、腌制、摊晒、烘干和烤制等工艺制成,这种肉脯含水量较低、质地较硬而且生产成本较高[1];另一种形式是以肉糜为原料,原料肉经过斩拌、腌制、抹片、烘干、烤制等工艺制成,这是一种新兴的形式,它对原料的完整性没有要求,可有效利用碎肉进行生产,从而大大降低了肉脯的生产成本。肉脯是一类含糖量较高的食品,一般蔗糖添加量在8%左右[2-4],这对人体健康不利。麦芽糖醇是一种低热量甜味剂,结晶状的麦芽糖醇甜度为蔗糖的0.8～0.9倍[5-6]。麦芽糖醇作为蔗糖的替代品有得天独厚的优势,首先,热值低约为2 kcal/g,实验证明60%的麦芽糖醇会经粪便排出体外[7],同时可抑制体内脂蛋白脂肪酶的活性,减少脂肪的积累;二是其甜味纯正,没有异味,是口味最接近蔗糖的一种甜味剂;三是它可以抑制致龋菌的生长[8-10],提高钙的吸收和保留率[11-12]。

低水分活度是肉脯类产品拥有较长保质期的重要保证,尤其是水分活度对于微生物的生长和繁殖有着重要影响,它的高低决定了微生物在食品中萌发的时间、生长速率和死亡率。当水分活度低于某种微生物生长所需的最低水分活度时,该种微生物就不能生长,虽然降低水分含量可以一定程度的降低水分活度,但水分含量与水分活度之间并不是正相关关系。麦芽糖醇还具有很强的吸湿性,可以作为水分调节剂应用于糕点中[13]。因此本研究将麦芽糖醇应用于肉脯中,以期可以在保持一定水分活度的基础上提高肉脯的含水量,使肉脯柔软并且具有较长保质期。同时测定了肉脯出品率、水分含量、水分活度、剪切力、T2弛豫时间等指标,以研究麦芽糖醇对肉糜脯质量的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜猪后腿肉、食盐、白砂糖、白酒、味精、香辛料 均购于哈尔滨市好又多超市,亚硝酸盐、麦芽糖醇 均为食品级添加剂。

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 上海梅特勒-托利多仪器设备有限公司;ZE-6000电子色差仪 日本电色工业株式会社;Aqua 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。

1.2 实验方法

1.2.1 肉糜脯的生产操作要点 选择新鲜猪后腿肉,剔除可见的结缔组织后,分别将肥肉和瘦肉切成1 cm3的小块,背膘与瘦肉的比例为1∶9,每组原料肉重2 kg,加入原料肉重的0.1‰亚硝酸盐和1.4%的食盐,4 ℃腌制12 h。依次将瘦肉、肥膘、冰水和香辛料放入斩拌机,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,然后将肉片放入75 ℃烘箱,烘干3 h,最后将烘干的肉片放入150 ℃的烤箱中,烤制10 min,待肉糜脯冷却至室温后真空包装,待测。

1.2.2 麦芽糖醇部分替代蔗糖生产低糖型肉糜脯的单因素实验 根据之前单因素实验,蔗糖的添加量为6%时滋味较好。将替代比例设置为0%、25%、50%、75%,按照麦芽糖醇甜度为蔗糖的0.85倍,进行折算后添加到原料肉中,每组原料肉重2 kg,则各组蔗糖与麦芽糖醇添加量如表1所示。将0%替代比的实验组设置为对照组,每个处理组设置3个重复。以出品率、水分含量、水分活度、T2弛豫时间、色差、剪切力以及感官评价为指标来讨论麦芽糖醇替代蔗糖比例对肉糜脯品质的影响。

表1 各实验组蔗糖、麦芽糖醇添加量Table 1 The amount of sucrose and maltitol added in each experimental group

1.3 实验指标及测定方法

1.3.1 出品率 参考Sindelar等[14]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,称量样品加热前后的重量。出品率按下式进行计算:

1.3.2 含水量 恒温干燥法。参照GB/T 9695.15-2008进行测定。

1.3.3 水分活度 水分活度应用智能型水分活度仪进行测定。

1.3.4 低场核磁共振测定水分分布变化 参照Shao等人[15]的方法并稍作改动。将烤制好的肉糜脯切成长为1～1.5 cm左右的小肉条,并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Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)脉冲序列测定肉糜脯的横向弛豫时间T2,每个样品自动扫描16次,间隔时间为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和T22)及相对应的弛豫振幅(A21和A22)。

1.3.5 色差 参考Schmiele等人[16]的方法,采用ZE-6000色差计测定待测样品的表面颜色。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。

1.3.6 剪切力 参考Li等人[17]的方法并略作改动,将肉糜脯样品用剪刀剪出长4 cm、宽1 cm的肉条,将修剪的样品放置在数显式肌肉嫩度仪上,测量时采用10 mm/min的速度和剪切刀片的厚度为1.5 mm。每组样品重复测定10次。

1.3.7 感官评价 参考V Gök等人[18]的方法并做适当修改,邀请具有感官评定经验的10位人员进行评定,评定前首先通过四次样品培训使小组成员了解样品特质和评定标准范围,并明确实验目的、意义和注意事项,采用双盲法进行检验。本实验主要评定产品的形态、色泽、气味、滋味、口感和整体可接受性,其中的每项最高分为9分,最低为1分,感官评价如表2。

表2 感官评价标准Table 2 Standards for sensory evaluation

1.3.8 数据统计分析 每个实验重复三次,结果表示为平均数±SD。数据统计分析采用Statistix 8.1(分析软件,St Paul,MN)软件包中Linear Models程序进行,差异显著性(p<0.05)分析使用Tukey HSD程序。采用sigmaplot 11.0 软件作图。

2 结果与分析

2.1 麦芽糖醇替代比例对出品率、水分含量、剪切力、水分活度的影响

不同麦芽糖醇替代比例对于肉糜脯的出品率的影响如表3所示,由表3可知,随着麦芽糖醇替代比例的增加,出品率显著增加(p<0.05),当替代比例为75%时,出品率最高,比对照组高出2.91%,这与于靖[19]等人的研究结果一致,但替代比例为50%组与75%组之间差异不显著(p>0.05)。

表3 不同麦芽糖醇替代比例对肉糜脯出品率、剪切力、水分活度以及水分含量的影响(n=3)Table 3 Influences of different substitution ratio of maltitol on cooking yield,shearing force, water content and water activity of dried-pork slice(n=3)

注:同列字母不同,表示差异显著(p<0.05),表4～表6同。 水分是影响肉脯品质的重要组成成分[20],肉脯的水分含量主要是通过影响产品的硬度和柔软性来影响产品的可接受性;而水分活度主要是通过影响肉脯在贮藏期间微生物的生长和繁殖来影响产品的货架期[21]。由表3中可知,随着麦芽糖醇替代比例的增加,样品中含水量显著增加(p<0.05),这与出品率变化相符,这是因为麦芽糖醇具有很强的吸湿性和改善乳化体系结构的功能[19],使更多的水分留在肉糜体系中,刘学梅[22]等人在研究麦芽糖醇对面包品质的影响中得到了一致的结论。虽然各组的水分含量明显增加,但各组之间的水分活度并没有显著性差异(p>0.05),一方面因为麦芽糖醇与蔗糖的分子质量相差无几且结构相似,所以在渗透能力[23]和形成氢键的能力上差距不大,因而水分活度变化不明显,另一方面水分含量与水分活度不是成严格的正相关关系,降低含水量可以在一定程度上降低水分活度,但降低水分活度的难度远远高于降低水分含量,因此可能存在本研究中水分含量升高而水分活度维持稳定的这样的实验现象。

由表3可知,肉糜脯的剪切力维持在20～33 N之间,这比普通的以整片猪肉为组织状态的肉干的剪切力小得多[24],这主要是因为原料肉经过斩拌,使得原有的纤维结构受到破坏,所以整体的剪切力值都较小。随着麦芽糖醇替代比例的增加,剪切力显著降低(p<0.05),这是因为随着替代比例的增加,水分含量不断增加,且麦芽糖醇的添加可以改善肉糜的凝胶结构,因而剪切力逐渐减小。

2.2 麦芽糖醇替代比例对肉糜脯颜色的影响

颜色是脱水食品的重要质量属性之一,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[25]。由表4可知,麦芽糖醇的替代比例对于肉糜脯的亮度值(L*值)和黄度值(b*值)并没有显著影响(p>0.05),但各组的红度值(a*值)却显著降低(p<0.05),郝月慧等人在研究麦芽糖醇对海绵蛋糕的影响中也发现麦芽糖醇可以明显降低蛋糕的红度值,提高蛋糕的亮度值[26]。

表4 不同麦芽糖醇替代比例对肉糜脯颜色的影响Table 4 Influences of different substitution ratio of maltito on surface section color of dried-pork slice

2.3 麦芽糖醇替代比例对肉糜脯水分迁移的影响

图1表示的是不同麦芽糖醇替代蔗糖比例对肉糜脯中不同组分水的T2弛豫时间分布情况的影响,T2弛豫时间及振幅如表5所示。

在熟制的肉糜脯中出现4个峰,这4个峰分别代表了肉糜脯中4种不同状态的水分[27],弛豫时间小于1 ms的(T2b)为存在于大分子结构中的水,弛豫时间为1～10 ms的(T21)为与大分子紧密结合的水,弛豫时间为30～100 ms(T22)为位于肌原纤维网状结构内部的水即不易流动水,弛豫时间为100～400 ms的(T23)则为位于肌原纤维网状结构外部的水即自由水[28]。由图1可知T2b与T23所对应的水分受麦芽糖醇替代蔗糖比例的影响较小,因此只对与大分子紧密结合的水(T21)和肌原纤维网状结构内部的水(T22)进行分析。

表5 不同麦芽糖醇替代比例对肉糜脯T2弛豫时间和A2弛豫振幅的影响Table 5 Effects of different substitution ratio of maltitol on T2 relaxation times of dried-pork slice

表6 不同麦芽糖醇替代比例对肉糜脯感官质量的影响Table 6 Influences of different substitution ratio of maltito on sensory evaluation of dried-porkslice

图1 不同麦芽糖醇替代比例对T2弛豫时间分布的影响Fig.1 Representative distributions of T2relaxation times for different replacement ratio of maltitol

如图1,与生肉糜相比,熟制的肉糜脯的弛豫时间分布由一个主要峰变为两个主要峰,这可能是因为在烘干过程中肌原纤维受热收缩使肌纤维网状结构遭到一定程度的破坏,使得不易流动水流出网格外而受热蒸发,不易流动水的减少使得与大分子紧密结合的水(T21)成为肉糜脯中最主要的状态的水分[29]。T21的弛豫时间集中在7～10 ms,T22的弛豫时间集中在51～56 ms,随着麦芽糖醇替代比蔗糖比例的增加,弛豫时间T21与T22逐渐向左偏移,说明麦芽糖醇可以通过改变肉糜脯的乳化凝胶结构改变水分分布情况和移动性。

由表5可知,随着麦芽糖醇替代比例的增加,T21与A21均显著减小(p<0.05),这可能是因为麦芽糖醇可以改善肉糜乳化体系的凝胶结构使得水分子与肉蛋白结合的更加紧密[19],从而降低水分子的移动性,因而表现为弛豫时间缩短,观察弛豫时间T22的变化发现随着麦芽糖醇替代蔗糖比例的增加,T22逐渐减小,且75%替代组的T22要明显低于对照组(p<0.05),而各组的A22无显著性差异(p>0.05)。T22主要代表的是肉糜中的不易流动水,而不易流动水主要影响肉制品的保水性,弛豫时间越短说明肉脯的保水性越好[30],因而实验组的含水量高于对照组。

2.4 不同麦芽糖醇替代比例对肉糜脯感官评价的影响

对各实验组的肉糜脯进行了感官评价,评价结果如表6,由此表可知,肉糜脯在形态、色泽、气味、口感、滋味以及总体可接受性上各组间均没有显著差异(p>0.05),这说明麦芽糖醇替代蔗糖是可行的,这主要是因为麦芽糖醇添加量是按照甜度进行折算得到的,且其甜味相与蔗糖相近,因此在感官评定中,评价员并不能明显的区分各实验组差异,这说明麦芽糖醇的添加量不会对肉糜脯的风味产生不利影响,而且可提高肉糜脯的柔韧性,但蔗糖的售价在6.8～8元/kg,而麦芽糖醇的价格普遍高于蔗糖,一般售价为19～25元/kg,因此在保证一定水分活度和较高含水量又不失风味的情况下,考虑到经济成本,麦芽糖醇替代比例为50%是较为合适的。

3 结论

水分活度对于肉糜脯中微生物的生长和储藏期有重要影响,本研究表明添加麦芽糖醇不会对肉糜脯的感官品质造成不良影响,而且可以在保证不改变水分活度的情况下提高肉糜脯的含水量,提高肉糜脯的嫩度和柔软性。当替代比例达到50%时,含水量可提高1.75%,水分活度最低,为0.833。由于各类微生物对水分活度要求不同,细菌对水分活度的要求最高,水分活度大于0.9时才能生长繁殖[33],因此当水分活度小于0.9时就可显著抑制细菌的生长和繁殖,这对肉糜脯的储藏十分有利,综合各实验指标和感官评价结果考虑,麦芽糖醇替代蔗糖的最佳比例为50%,该实验结果也为生产低糖型肉糜脯提供一定的理论参考和实验依据。

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Effect of substitution of sucrose with maltitol on the quality oflow-sugar type of dried-pork slice

PANG Xiao-yun,CHEN Jia-xin,XIA Xiu-fang,KONG Bao-hua*

(College of Food Science,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

In order to reduce the sucrose content,improve softness and increase water content while maintaining the water activity in dried-pork slice,the maltitol,a functional sweetener,was used to partly replace the sucrose(0%,25%,50% and 75%). The cooking yield,shearing force,water content,water activity,color,T2relaxation time and sensory properties were measured to evaluate the quality changes. The results revealed that cooking yield and water content of dried-pork slice increased significantly with the increase of maltitol content,while shearing force and redness(a*value)decreased significantly(p<0.05). There were no significant difference in water activity among different groups(p>0.05). The low-field NMR analysis found that there were three or four peaks in T2relaxation time of dried-pork slice. With the increase of maltitol,both T21and T22were declined,which indicated that the water holding ability of dried-pork slice were improved. Overall,the partly-replaced of sugar with maltitol(50% replacement)had an acceptable effect in dried-pork slice processing. In this group,cooking yield,water content,shearing force,water activity were 52.36%,29.65%,27.96 N and 0.883.Besides the redness,the color of dried-pork slice had no obvious change and the sensory evaluation had no significant difference compared with the contol group.

maltitol;low-sugar;water activity;water content;dried-pork slice

2016-12-27

逄晓云(1991-)，女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工及贮藏工程，E-mail:pangwenshu@126.com。

*通讯作者:孔保华(1963-)，女，博士，教授，研究方向：畜产品加工及贮藏工程，E-mail:kongbh@163.com。

黑龙江省应用技术研究与开发重点计划(GA15B302)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)13-0064-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.012