NaCl对猪肉干燥过程中质构特性的影响

范丽萍,张立彦

(华南理工大学食品工程与科学学院,广东广州 510640)

肉在脱水过程中,质构发生显著变化,包括硬度、咀嚼感、内聚性及弹性等。这些质构特性直接影响肉品的口感,同时也受多种因素制约,如水分含量、水分活度、干燥温度、干燥时间、肉的pH及食盐含量等[1]。NaCl可促使肉中肌纤维结构变得紧实并凝结。例如,有研究表明较低盐量腌制的火腿具有较低的硬度、粘结性以及弹性[1]。有学者发现干腌火腿在干燥过程中干基含水率介于80%～130%,其硬度值基本不变,而当含水率降至60%以下,硬度值大幅增加[1]。Virgili等[2]和Serra[3]等得出多种干腌火腿的硬度(压缩比60%)与其含水率均极显著负相关(p<0.01),且样品中NaCl含量与硬度显著正相关(p<0.01),相关性系数为0.47～0.61。

我国传统的腌制肉制品品种丰富,近年来许多学者都对腌腊肉制品进行了研究,郑海波[4]、钟玉虎[5]等人对肉制品低钠盐加工技术进行了研究,大多是关于低钠腌制肉制品加工技术的研究,极少有关于氯化钠用量对腌制肉制品质构方面影响的研究,然而氯化钠对肉制品的质构、风味和货架期有一定影响,因此本文针对在热风干燥(60 ℃)脱水条件下,腌制食盐浓度对不同含水率猪肉的硬度、弹性、剪切力等质构参数的影响,以期研究食盐对脱水猪肉品质的影响规律,为指导腌制肉干制品的生产奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜猪背脊肉 广州华润万家超市“壹号土猪”冷柜,去除肌肉表面明显的脂肪及结缔组织,沿肌纤维走向切成30 mm×30 mm×15 mm的肉块,质量约为(15.5±0.5) g;食盐 食品级,上海中盐盐业公司;所用化学试剂 均为分析纯。

AQUALAB Series 3TE水分活度仪 美国Decagon公司;TAXT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司;PL203型电子天平 梅特勒托利多仪器有限公司;DHG9140B电热鼓风干燥箱 上海市安亭科学仪器厂;MJ250 BP02A绞肉机 美的股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 猪肉腌制及干燥过程 根据预实验结果,本实验将切块猪肉按照肉液质量比1∶1.5浸没于质量分数为0%、1%、4%、8%、12%、16%的NaCl溶液中,于4 ℃下腌制24 h。腌制结束后用保鲜膜包裹并再次置于4 ℃冰箱放置24 h,使肉样中的腌制液分布均匀,备用。

将腌制好的肉样称重记录后于60 ℃下进行热风干燥至不同的含水率(20%、24%、28%、32%、36%、40%、44%、48%、52%、56%、60%,湿基),然后冷却、密封并置于冰箱4 ℃条件下冷藏24 h,使肉样内水分均匀分布,备用。

1.2.2 肉样剪切力值测定 将脱水肉块切成20 mm×10 mm×5 mm规格,修平表面,用燕尾刀片沿与肌纤维垂直的方向剪切,剪切曲线的峰值即剪切力值。根据预实验结果将参数设置如下:刀片型号HDP/BS,测前速度10 mm/s,测中速度2 mm/s,测后速度10 mm/s,测定距离10 mm。脆性和硬度两种参数测定的数据收集率均为200 s-1,所有样品均测定8次,取平均值。

1.2.3 肉样质构参数TPA(texture profile analysis)测定 将脱水肉块切成20 mm×20 mm×10 mm规格,表面修平整。参数设置如下[7]:探头类型:P/35不锈钢圆柱型探头,测前速度2.0 mm/s,测中速度1.0 mm/s,测后速度5.0 mm/s,压缩比:40%,两次下压间隔时间为5 s,启动形式为auto2.0 g,所有样品均测定8次取平均值。

硬度:是第一次压缩时的最大峰值,多数食品在最大变形时出现峰值;

内聚力:测试样品在经过第一次压缩变形之后表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力,曲线上表现为两次压缩所做的正功之比,即面积2/面积1;

弹性:样品经过第一次压缩之后能够再恢复的程度,数值上表现为长度2/长度1;

咀嚼性:用于描述固态测试样品,数值上用硬度、内聚性和弹性的乘积表示。

1.3 数据分析

实验数据采用Microsoft Excel 2007软件求取平均值及标准偏差,采用SPSS 19.0软件的新复极差分析法Duncan比较各处理水平差异的显著性,取95%置信度(p<0.05);采用Pearson进行相关性分析,p<0.05为显著相关,p<0.01为极显著相关。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中剪切力的变化

干燥过程中各样品剪切力值变化如图1所示。由图1可知,在干燥初期,空白样和4%、1% NaCl腌制样的剪切力值分别在含水率48%～60%、32%～60%范围内变化极小,之后随脱水进行,三样品剪切力值显著增大(p<0.05),而8%、12%和16% NaCl腌制样的剪切力值则在干燥一开始就随含水率降低显著增加(p<0.05)。

图1 不同浓度NaCl腌制的猪肉干燥过程中剪切力值变化Fig.1 Changes in shear force value of pork cured by different concentrations of NaCl during dehydration

当含水率低于48%时,相同水平含水率条件下,除1% NaCl腌制样剪切力值显著小于空白组(p<0.05)、4% NaCl腌制样剪切力值与空白组差异不显著(p>0.05)外,8%、12%和16% NaCl腌制样剪切力值显著大于空白组(p<0.05),且8%盐溶液腌制样显著高于其他组(p<0.05)。上述结果表明,低盐(1%)腌制可有效降低脱水肉品的剪切力值,避免肉样过硬。这可能是由于相比于其他各样组,低盐腌制后样品含水率较高,肉内外较大的湿度梯度促使水分在肉表散失的速率更快,在更短的时间内在肉表形成硬壳,抑制肉内水分散失,所以相同含水率下进行低盐腌制的样品,由于内部水分含量更高而使其在外力作用下更易被剪切[7]。

有研究表明,水分减少和蛋白质变性均会导致肌肉的剪切力、硬度等质构特性发生变化[810]。肌肉经NaCl腌制后,肌原纤维的排列结构被改变,且腌制后的肌肉受热或脱水后,较肌原纤维的原始结构紧凑且密实,肌纤维排布紧密导致剪切力增大[11]。另外,肌肉的韧性与其肌原纤维蛋白质含量有关,NaCl浓度小于8%时,由于蛋白质分子间静电排斥力加强,肌球蛋白聚合物重新分离[12],肌肉内盐溶性蛋白质特别是肌球蛋白的溶解度提高,而NaCl浓度大于8%后,盐溶性蛋白质因发生盐析作用而含量减少,肌肉的剪切力下降。

2.2 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中质构特性的变化

2.2.1 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中硬度的变化 腌制后肉样在脱水过程中硬度的变化如图3所示。所有样品的硬度随含水率的降低而增大,含水率低于32%后尤其明显。8% NaCl腌制样硬度在含水率低于56%时,显著大于其他样品(p<0.05)。当含水率介于18%～44%时,相同含水率下各样品的硬度大小为:低浓度腌制样(1%和4%)<空白样<高浓度腌制样(12%和16%)<8% NaCl腌制样,其中,高、低浓度腌制样与空白样之间硬度的差异显著(p<0.05),但各组内的差异并不明显(p>0.05)。

图2 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中硬度的变化Fig.2 Change in hardness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

图3 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中咀嚼性的变化Fig.3 Change in chewiness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

Foegeding等[14]发现肌肉中肌球蛋白和肌动蛋白溶解性增大是导致其硬度增大的重要原因。推测1%、4%腌制样中肌原纤维膨胀并伴有肌原纤维蛋白的部分溶解,而8%腌制样的肌原纤维蛋白溶解增多,且肌原纤维组织结构被压缩,因而脱水后8% NaCl腌制肉样硬度显著大于1%、4% NaCl腌制肉样。然而当腌制液NaCl浓度大于12%后,肌原纤维蛋白发生盐析作用而溶解性下降,故而样品硬度减小。

另外,在高盐含量下,肌原纤维蛋白分子内部的水分在高渗透压作用下向肌原纤维外部移动,随干燥进行而逐渐脱去,肌原纤维蛋白表面的水化层逐渐被破坏,蛋白质变性。同时,肌原纤维蛋白分子内的一些次级键相互结合使其形成不可逆的凝胶而变性,蛋白质的二级结构遭到破坏,蛋白质蛋白质与蛋白质水之间无法达到平衡,最终使肌纤维变得松散,致硬度减小[14]。有学者发现,肌肉脱水过程中,较低盐含量肉样干燥后的硬度与腌制液浓度存在着二次方倍数关系,而较高盐含量下肉样的硬度与腌制液浓度则为立方倍数关系,正如本研究中1%、4% NaCl腌制样的硬度与空白样差异较小,而8% NaCl腌制样的硬度值比空白样显著增大。

2.2.2 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中咀嚼性的变化 各样品咀嚼性随含水率的变化如图4所示。其中,当空白肉样含水率由60%降至40%左右,咀嚼性持续显著增大(p<0.05),而后随含水率降低,变化不再显著(p>0.05)。而各腌制样的咀嚼性随含水率的减小逐渐增大,其中当含水率低于40%后,咀嚼性持续显著增大(p<0.05)。相同含水率腌制样咀嚼性大小为:1% NaCl腌制样<4% NaCl腌制样<16% NaCl腌制样<12% NaCl腌制样<8% NaCl腌制样。所有样品间的差异显著(p<0.05),表明当腌制液NaCl浓度小于8%,样品咀嚼性随NaCl浓度增大而显著增大(p<0.05),而当NaCl浓度超过8%,咀嚼性随NaCl浓度的增大而显著减小(p<0.05)。

图4 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中弹性的变化Fig.4 Change in springiness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

2.2.3 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中弹性的变化 脱水过程中不同浓度NaCl腌制样品的弹性变化如图5所示。各样品的弹性随含水率的降低而减小,其中当含水率介于44%～52%时,8%和12% NaCl腌制样的弹性显著减小(p<0.05)。另外,空白样、1%和4% NaCl腌制样的弹性差异不显著(p>0.05),但均显著大于同含水率的其他高浓度腌制样(p<0.05);12%和16% NaCl腌制样的弹性始终显著低于8%腌制样(p<0.05)。

图5 不同浓度NaCl腌制的猪肉干燥过程中内聚性的变化Fig.5 Change in cohesiveness of pork cured with different concentrations of NaCl during dehydration

2.2.4 不同浓度NaCl腌制猪肉干燥过程中内聚性的变化 干燥过程中各样品的内聚性随含水率的变化如图6所示。由图6可知,各腌制样的内聚性随含水率下降而持续显著减小(p<0.05)。1% NaCl腌制样的内聚性显著小于同含水率的其他样品(p<0.05),而当腌制液浓度大于4%后,随浓度继续增大,样品的内聚性相差不大(p>0.05)。有研究表明,肌肉的水分活度低于0.75后NaCl发生结晶作用,NaCl晶体分布于肌纤维、肌纤维束之间,支撑其结构,使内聚性减小[15]。

2.3 脱水猪肉剪切力、质构特性与物理指标间相关性分析

由表1可知,脱水肉样的剪切力、硬度、咀嚼性与含水率、Aw呈极显著负相关(p<0.01),且随腌制液中NaCl浓度增大,相关系数增大;上述质构参数指标与横向收缩比(LSR)、纵向收缩比(TSR)、体积变化率呈现极显著正相关性(p<0.01),基本呈随腌制液中NaCl浓度增大而相关系数增加的规律;而弹性、内聚力与含水率、Aw极显著正相关(p<0.01),随腌制液中NaCl浓度增大而相关系数逐渐减小。

表1 不同NaCl浓度腌制后各猪肉样剪切力、质构特性与部分物理指标之间的相关性Table 1 Correlation among shear force,texture parameters and parts of physical indexs of pork cured by different concentrations of NaCl

3 结论与讨论

随含水率降低,各样品的剪切力值、硬度及咀嚼性均逐渐增加,但增加的趋势及程度与腌制液中NaCl浓度及样品含水率范围有关。含水率低于48%、相同含水率下,各样剪切力值大小为:1%腌制组<空白组、4%腌制组<16%腌制组<12%腌制组<8%腌制组,其中,1% NaCl腌制样的剪切力值显著低于空白样及4% NaCl腌制样(p<0.05)。含水率介于28%～44%时,NaCl浓度小于4%的腌制样的硬度显著小于同含水率的空白样,而NaCl浓度≥8%的腌制样硬度显著大于同含水率的空白样(p<0.05)。含水率低于40%后,相同含水率下,NaCl浓度≤8%的腌制样,咀嚼性随腌制液NaCl浓度的增大而显著增大(p<0.05);腌制液浓度>8%时,样品的咀嚼性随腌制液浓度的增大而显著减小(p<0.05)。

随含水率降低,各样品的弹性、内聚性逐渐下降,下降的趋势及程度与腌制液中NaCl浓度及样品含水率范围有关:含水率处于28%～52%范围时,4%～16% NaCl腌制样中,相同含水率样品的弹性随其NaCl含量的增大而显著减小(p<0.05);1% NaCl腌制样的内聚性显著小于同含水率的其他样品(p<0.05);而当腌制液浓度大于4%后,NaCl浓度对样品内聚性的影响不明显(p>0.05)。经相关性分析,脱水肉样的质构特性参数与样品的含水率、横向收缩比(LSR)、纵向收缩比(TSR)体积变化率等极显著相关(p<0.01),腌制液NaCl浓度变化影响相关系数的大小。不同含量食盐对肉中肌肉蛋白质构特性具有一定的影响,在干燥过程中猪肉的剪切力和质构特性随着腌制液中NaCl浓度的不同而产生明显差异,为腌制腊肉的品质控制中食盐用量提供了参考。

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