低钠复合腌制剂对干腌咸肉品质的影响

余 健,郇延军

(江南大学食品学院,江苏无锡 214122)

我国传统腌腊肉制品以其色泽鲜亮,风味独特而受广大消费者喜爱[1],但因其独特的加工及保藏需要,盐含量高,咸度大[2]。随着生活水平不断提高,人们越来越注重饮食健康[3-4]。大量调查表明,长期高钠饮食会增加高血压、心血管疾病的患病风险[5-7]。因此,如何降低腌腊肉制品钠含量一直是近年来研究者追求的目标。食品行业已经采取一些方法:如直接减少NaCl添加量;使用其他盐部分或全部替代NaCl;采用新的加工工艺等[8]。

虽然直接减少NaCl的添加量能有效降低钠含量,但NaCl降低使得产品防腐能力下降,贮藏期缩短。因此,用其他盐部分替代NaCl方法更为可行。如Alino等[9]用KCl、CaCl2等部分代替NaCl,降低产品钠离子含量且品质无显著差异。Armenteros等[10]发现用KCl部分替代NaCl对蛋白质水解无显著影响。由于KCl与NaCl物理化学性质相似,可作为钠盐替代首选[11-12],但其添加会出现金属异味,而乳酸盐作为风味物质能掩盖部分异味,且能在一定程度上抑制食物腐败菌和致病菌的生长[13-14]。Fulladosa[15]等将乳酸钾添加于干腌火腿中,在腌制的第一阶段微生物的特性更加稳定,风味及其他品质特性没有明显改变。Choi等[16]用30%乳酸钾和10%抗坏血酸钙替代NaCl,终产品品质和传统配方无明显差异。对于干腌咸肉品质一般包括色泽、质地、气味、滋味等方面,描述这些属性难以划分具体界限,有一定的模糊性。而模糊数学可以将这些属性定量化,进行数学描述,从而减少人主观性影响,比较全面地反映其感官品质的信息。模糊数学感官评价法考虑了各因素对整体的综合贡献,能够对食品的品质作出客观、准确评价[17-18]。因此本实验选择用KCl和乳酸钾作为复合盐部分替代干腌咸肉中的NaCl,并采用模糊数学综合评价法对低钠咸肉进行综合感官评价,以期寻找出最佳食盐腌制替代量,为低钠干腌肉制品的加工提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜黑土猪五花肉于 安徽郎溪县幸福好运家畜养殖家庭农场;氯化钾,氯化钠,乳酸钾,亚硝酸钠、异抗坏血酸钠 均为食品级,郑州明欣化工产品有限公司。

PL203型电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;KBF240恒温恒湿器 德国Binder公司;TA-XT plus型质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司;LabMASTER-aw水分活度仪 瑞士NOVASINA公司。

1.2 实验方法

1.2.1 加工工艺 根据张露[19]等人使用的加工工艺略修改:猪肉(-20 ℃贮藏,于4 ℃解冻24 h后备用)→修整→腌制3 d(4 ℃,每隔24 h翻缸一次)→风干9 d(20 ℃,相对湿度65%～75%)→产品。

1.2.2 基本理化指标测定 水分含量测定:参考GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法测定水分含量[20];水分活度测定:取样品瘦肉部分绞碎,采用Novasina 自动水分活度仪进行测定;质构剖面分析(texture profile analysis,TPA)[21],采用TPA模式进行测定,结果选用硬度(Hardness)、弹性(Springiness)、咀嚼性(Chewiness)、回复性(Resilience)[22]等参数来评价样品的质构特性。取样品瘦肉,切成1 cm×1 cm×1 cm立方体,使肌原纤维平行于探头表面平行测定3次。TPA测定条件根据文献略有改动[22],测定模式和选项:TPA,测定前探头速度:2.00 mm/s;测定时探头速度:1.00 mm/s;测定后探头速度:5.00 mm/s;压缩量:50%;探头两次测定时间间隔:3.00 s;触发力:5.0 g;探头型号:P25。

1.2.3 模糊数学感官评定 挑选10名(5男5女)经过专门感官培训的食品专业人员组成评定小组[23],对咸肉的色泽、质地、气味、滋味4个因素进行感官评价,根据潘志明等人评分标准略有改动[24],如表1所示。

表1 咸肉感官评价标准表Table 1 Criteria of sensory evaluation of cured meat

模糊数学模型的建立[24]:因素集U是影响被评判对象的指标集合,本研究的因素为咸肉的色泽(U1)、质地(U2)、气味(U3)、滋味(U4),从而得U={U1,U2,U3,U4};评语集是参评者对评价指标反馈信息的集合,确定评语集即是确定需要评价的等级。咸肉的评价等级为很好(V1)、好(V2)、一般(V3)、差(V4),从而得出V={V1,V2,V3,V4}。评价等级K对应其中间分值9、7、4、1,即K={k1,k2,k3,k4}={9,7,4,1};权重集就是评语集合中各指标在总体感官品质中所占比重的集合,每一个评语集对应一个权重系数,用X表示。采用用户调查法来确定权重,请20位消费者对咸肉的色泽、质地、气味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率进行分析评价。

1.3 单因素实验

按照传统的加工工艺,对KCl和乳酸钾分别部分替代NaCl对干腌咸肉的研究。对照组中盐添加量为8%,而其他配料的添加量一致(0.3%复合磷酸盐,250 mg/kg抗坏血酸钠,120 mg/kg亚硝酸钠)[25]。

KCl替代:分别替代食盐含量的0、10%、20%、30%、40%,排序1～5号进行咸肉的腌制,对成品咸肉进行基本理化指标和感官评定,以期得到最优KCl部分替代比[26]。

乳酸钾替代:分别替代食盐含量的0、10%、15%、20%、25%,排序1～5号进行咸肉的腌制,对成品咸肉进行基本理化指标和感官评定,以期得到最优乳酸钾部分替代比[26]。

1.4 正交实验设计

因腌制时间对咸肉品质也有一定的影响,在单因素实验基础上,以KCl替代量(A),乳酸钾替代量(B)、腌制时间(C)设定三因素三水平正交实验,如表2所示。以成品的硬度和感官评定为测定结果,数据进行分析得出最优实验方案。

表2 L9(33)正交实验因素和水平Table 2 Factors and levels of L9(33)orthogonal experiment

1.5 数据处理与统计分析

每个样品重复3次实验,取平均值。采用Microsoft Excel 2016(Microsoft公司)进行平均值、标准差处理,并用SPSS 19.0(IBM公司)中的ANOVA(analysis of variance)分析方法对实验数据进行显著性分析(p>0.05 差异显著),使用origin 8.6(originLab公司)进行数据作图。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 基本理化指标结果 由图1可知,KCl部分替代NaCl(替代比例为0～40%),成品的水分含量和水分活度稍有变化,但差异不显著(p>0.05),这个结果与杨应笑等[27]研究结果相似。可能原因:肉质本身差异性以及风干过程放置位置不同导致成品表面失水速率出现稍微差异。质构结果如表3,各替代的成品之间硬度、弹性、咀嚼性、回复性差异不显著(p>0.05)。

表3 不同KCl替代质构的变化Table 3 Changes in texture of each KCl substitutions

图1 不同KCl替代量对水分含量和水分活度的影响Fig.1 Effect of moisture content and Aw of different KCl substitutions

由图2显示,乳酸钾(0～25%)部分替代NaCl时,水分含量和水分活度差异不显著(p>0.5),由于乳酸钾本身通过降低产品水分活度达到抑菌效果,因而随着乳酸钾替代量的增加,水分活度逐渐下降[14],但下降不明显(p>0.5)。质构结果如表4所示,弹性、咀嚼性、回复性差异不显著(p>0.5),而硬度差异显著(p<0.5)。随着乳酸钾含量的增加,硬度出现下降的趋势。可能原因本身乳酸钾具有持水力的作用,这样在一定程度上改善了咸肉肉质坚硬的问题。综上所述,从基本理化指标看用KCl和乳酸钾部分替代NaCl方法可行。

表4 不同乳酸钾替代质构的变化Table 4 Changes in texture of each K-lactate substitutions

图2 不同乳酸钾替代量对水分含量和水分活度影响Fig.2 Effect of moisture content and Aw of different K-lactate substitutions

2.1.2 模糊数学感官评定结果 采用用户调查法来确定权重,请20位消费者对咸肉的色泽、质地、气味、滋味4因素在所有因素中所占重要性比率进行分析评价。结果如表5所示,从而得出咸肉的权重集为X={0.205,0.16,0.285,0.35}。

表5 咸肉制品各因素重要性程度分析表Table 5 Weight distribution and statistics of corned meat

模糊矩阵的确立和模糊转换:将感官评定不同等级的票数除以10得到模糊关系矩阵R。将质量因素权重集X与模糊关系矩阵R合成,得到模糊关系评价集Y=X×R。最后引进综合评分矩阵T,得到咸肉样品的模糊综合评价总分T=Y×K。

评定小组对不同替代样品的4项指标进行评价,得出感官评价指标票数如表6和7所示,以KCl替代的1号样品为例,得到U1={0.5,0.5,0,0},同理可得到U2={0.2,0.4,0.4,0},U3={0.7,0.3,0,0},U4={0.1,0.4,0.4,0.1}。将计算得出的U1、U2、U3、U44个单因素模糊矩阵的评价结果写成一个矩阵,即:

表6 不同KCl替代咸肉感官评定票数分布Table 6 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different KCl substitutions

表7 不同乳酸钾替代咸肉感官评定票数分布Table 7 Vote distributions of sensory evaluation of cured Meat at different K-lactate substitutions

已知咸肉4个指标的权重向量为X={0.205,0.16,0.285,0.35},根据公式Y=X×R,即KCl替代1号样品:

即Y1={0.369,0.392,0.204,0.035}。模糊综合评价总分T=Y×K,最终得出KCl替代1样品的综合评分。

同理可得其他得分如表8所示。样品的综合得分越高说明其感官评价越好,样品的综合得分越低说明其感官评价越差。由表8可知,KCl替代组中,4号样品模糊数学感官评价的综合得分最高,为7.364,而5号样品只有5.188,分数降低的原因可能是当KCl替代达到40%时,出现让人不愉快的苦味所致。而在乳酸钾替代组中,随着乳酸钾替代增加,感官评分逐渐增加,但当替代为20%以上时,分数又逐渐下降,可能出现了消费者不喜欢的金属异味而影响口感。最后得出最优KCl替代量为30%,最优乳酸钾替代为15%,以此结果进行下一步正交优化。

表8 不同KCl和乳酸钾替代的感官综合评分Table 8 Sensory value of each KCl and K-lactate substitutions

2.2 正交实验分析结果

咸肉的腌制过程中,腌制时间也是影响腌制品质的一个重要因素,在单因素实验的基础上,选取KCl替代量(A)、乳酸钾替代量(B)、腌制时间(C)三因素,采用正交实验对其进行优化,利用正交设计软件进行实验设计、数据处理及模型的建立,实验方案及结果见表9。

表9 正交实验设计方案及结果Table 9 The design and result of orthogonal experiment

依据实验的结果,进行各指标的极差分析,以硬度为指标,各因素主次顺序为:乳酸钾替代量>腌制时间>KCl替代量,最优组合为A2B3C2;以感官评定作为指标时,因素主次顺序为:乳酸钾替代量>KCl替代量>腌制时间,最优组合为A2B2C2;从两个指标结果分析看出,虽然两个指标的各因素影响主次不同,但乳酸钾的替代量是影响咸肉品质的最主要因素。由于最终成品以消费者感官评定结果为主要影响因素,即综合考虑得出最优组合为A2B2C2。即用30% KCl和15%乳酸钾复合替代可行,消费者接受度良好。这结果与M.D. Guàrdia等[26]人用KCl和乳酸钾替代发酵香肠进行研究的结果相似。

2.3 最优组合的验证结果

以8%的食盐添加为对照组,其他条件一致，由最优组合得到的A2B2C2与对照组进行对比,结果如表10所示,弹性、咀嚼性和回复性最优组合之间差异不显著(p>0.05),而硬度具有显著性差异(p<0.05),最优组合中的硬度明显降低,这对干腌咸肉质地过硬问题起到一定改善作用；最优组合感官评分为7.868,明显高于对照组的7.297。由此可得最优组合NaCl 55%、KCl 30%、乳酸钾15%、腌制时间72 h即为我们所需要的最佳腌制工艺条件。

表10 验证实验的结果Table 10 Results of the verification experiment

3 结论

用不同KCl量(0%～40%)替代时,干腌咸肉理化指标和质构无显著差异(p>0.05),用不同乳酸钾量(0%～25%)替代时,产品水分含量和水分活度差异不显著(p>0.05),硬度下降显著(p<0.05),改善了干腌咸肉质地过硬问题。正交实验得出最优复合腌制剂为NaCl 55%、KCl 30%、乳酸钾15%。从最后验证实验可得最优组合硬度显著低于对照组(p<0.05),而感官评分为7.868,显著高于对照组(p<0.05)。与传统腌制剂相比,本研究低钠复合腌制剂钠的添加量降低了45%,干腌咸肉质地有了明显改善。

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