肉脯加工工艺及保藏研究进展

梁雪微,邢维维,刘士健,3*,陶晓奇,3*

1(西南大学 食品科学学院,重庆,400715)2(北京维德维康生物技术有限公司,北京,100095) 3(川渝共建特色食品重庆市重点实验室,重庆,400715)

肉脯作为中国传统食品,受到广大消费者的喜爱,作为肉制品中独特的加工形式,以水分含量低,便于保存,食用方便,风味独特的优势一直是市场热销产品。人们对肉制品需求越来越高,对品种及口感的要求也越来越挑剔,早期市场上肉脯品种单一,工艺也沿袭传统小吃的制作方法,最出名的有靖江猪肉脯。随着食品产业技术的发展,市场上肉脯种类从单一的猪肉脯逐渐演变为种类丰富的食品类别,如猪肉脯,牛羊肉脯,鸡鸭鱼脯等,丰富了肉脯种类。不仅如此,许多创新风味的肉脯被研发,其中还不乏口味的创新,如添加坚果[1]、果蔬[2]等辅料对肉脯风味进行改良,满足市场多变的口味需求。面对庞大的市场需求,对于肉脯产品的创新研究不可或缺的是对已有肉脯在口感及加工工艺上的改善,或对其营养结构的补充调整。由于不同种类动物肉脯的口感及营养不同,针对不同肉脯的研究也不尽相同,如羊肉膻味[3],鸭肉腥味[4]等客观因素的影响会对研究侧重点有较大影响。而针对不同原料肉的肉脯制作工艺要求也有一定区别,所需改善的品质也有大相径庭,如鸡肉脯侧重色泽的改善等[5]。

目前肉脯产品在市面上不少见,销售量也较为可观,尤其是知名的几个食品企业均开发研制了不同风味的肉脯产品,如品牌美珍香、百草味等拓展了肉脯的多种口味(黑胡椒、麻辣、蜜汁等),增加了消费者的可选择性。良品铺子及三只松鼠不仅在口味上有多种改变,还推出高蛋白肉脯产品,提高了肉脯营养价值。除了传统肉脯的形态,有工艺对肉脯进行夹心处理,制作口感更丰富的夹心肉脯,如茶香夹心肉脯、芝士夹心肉脯等。不同于传统厚度的肉脯,良品铺子及三只松鼠等品牌相继推出水分含量更低的薄肉脯、纸片肉脯等产品,品牌王福记还在纸肉脯中添加坚果、海苔丰富口味,纸肉脯酥脆的口感受到消费者的喜爱,在市场上具有一定的竞争力。肉脯产品从风味到工艺再到形态的创新,促进了肉脯加工产业的发展,赋予单一原材料无限的可能。

传统的肉脯加工工艺通常按照以下流程:原料预处理(剔除筋膜)、切片、(斩拌)、腌制、摊筛、烤制、压平切片、包装。肉脯不同的成片工艺也带给肉脯不一样的口感,从成片工艺上来看,肉脯大致分为原切肉片脯和肉糜脯,二者在外观上有明显不同。原切肉片脯会保留了肉的原始纹理,肉脯结构更为紧致完整,是目前市面上的主要产品类型,肉糜脯不同于原切肉片脯,在加工过程中多了一道斩拌的工序,因此不少研究在斩拌工序中添加果蔬以及其他肉类复合制脯,达到提高风味或改善营养的效果。通常,肉脯在斩拌、腌制过程中添加具有提高肉品品质的物质,可以达到改善风味、口感、贮藏性等目的。本文围绕肉脯研究中原辅料创新、风味色泽品质改善、杀菌及抗氧化方式等关键影响因素进行论述(图1),以期明确目前的肉脯加工方向。

图1 肉脯加工研究脉络图Fig.1 Research lineage of dried meat slices processing

1 肉脯原料的分类

1.1 植食性动物肉脯

以牛羊兔为代表植食性动物的肉制品在市场上较为常见,经济价值较其他品种肉类更高,但多是以地域特产的方式在市场进行售卖,且多以生鲜肉或酱卤制品进行售卖,少见牛羊兔以肉脯的形式进行加工。原琦等[6]利用牛肉为主要原料,添加牛骨粉发酵物,研发了一款高钙肉脯,产品在口感鲜美的同时,大大提高钙含量至1 552.81 mg/100 g,达到高钙食品的规定。周悦[7]将牛肉碎肉加以利用制成肉脯,提高肉牛经济价值。

目前国内关于羊肉脯的研究较少,市场潜力巨大,研究方向主要为解决羊肉膻味,提高消费者接受度。严丹敏等[8]在羊肉中混合适量的胡萝卜和芹菜汁以提高羊肉脯的风味及营养价值,去除羊肉膻味。同样,在解决羊肉脯膻味的问题上,彭健斌[3]利用植物乳杆菌、肉葡萄球菌和戊糖片球菌混合(1∶1∶1,质量比)发酵制脯,不仅极大程度地降低了羊肉膻味,还延长肉脯保质期至233 d。梅谭[9]对比了4种羊肉的营养及风味品质,并加入白萝卜以增加肉脯膳食纤维含量,改善肉脯营养结构。

兔肉作为高经济效益型产品,除皮毛有很高的价值外,兔肉的加工也具有极大的加工前景。蒋丽等[1]在兔肉脯中添加适量花生粉,赋予兔肉脯独特的坚果香,同时复合花生兔肉脯烘烤后色泽明显优于单一成分的兔肉脯。詹春蓉[10]采用重组肉加工技术制备带骨重组兔肉脯,并佐以百香果汁,研发出具有百香果独特香味的重组兔肉脯,既可提高兔的非肉部分利用率又能丰富其营养成分。

1.2 禽类动物肉脯

禽类以其低廉的销售价格和快速的生长周期成为中国主要消费肉制品之一,以禽类动物为原料深加工制作的肉制品种类繁多。近年来,鸭肉脯的工艺及风味研究受到重视,不仅在工艺优化上进行研究,同时着手改善其挥发性物质对风味的影响[11]。丁家琪等[4]在鸭肉脯中添加4%的抹茶粉,解决了鸭肉脯腥味重的问题,同时降低了肉脯中自由水含量,提高了鸭肉脯的硬度与咀嚼性。鸡肉脯的研究主要在于其色泽的改善,如吴斌等[5]使用番茄红素作为鸡肉脯的色泽改良剂,并提高了鸡肉脯的抗氧化能力。除了色泽,风味的改善也是研究必不可少的一部分,杨芳等[2]添加复合果蔬及燕麦片改善鸡肉脯风味,刘晓连等[12]巧妙的利用胡萝卜同时兼顾鸡肉脯色泽与风味的改善。

1.3 猪肉脯

我国作为中国猪肉生产及消费第一大国,猪肉产品的种类丰富、形式繁博。猪肉脯有着无可比拟的优势,如色泽明亮,口感软硬适中,无不良气味,可塑性强等。鉴于此,猪肉脯在所有肉脯品种中占比极高,也更受消费者青睐。尽管如此,猪肉脯的研究依旧如火如荼,市场需求促进着对猪肉脯感官及质构的改善研究。崔萃等[13]利用祁门红茶提升猪肉脯的焙烤香气,降低肉脯油腻口感;杨艳等[14]通过添加9%猪骨泥弥补肉脯中钙含量不足的问题,使肉脯含钙量高于400 mg/100 g;樊金山等[15]将姬松茸粉与猪肉糜结合,研制出一种具有保健功能的猪肉脯。以上途径均在一定程度上提高了猪肉脯的营养价值,有别于传统猪肉脯单一的营养构成。周凤超等[16]制作出一款风味独特、色泽鲜亮的枇杷风味猪肉脯,丰富了猪肉脯产品种类;姚芳等[17]开发纳豆猪肉脯,制得猪肉脯的色泽为清亮红色,具有纳豆特有的香气和滋味,且嫩度提高口感好,蛋白质含量高达38.6 mg/100 g;陈智光等[18]使用植物乳杆菌和肉糖葡萄球菌共同混合接种对传统猪肉脯进行发酵处理,降解肌肉蛋白,有效降低肉脯剪切力,对口感改善效果极佳。不论是在风味或是营养方面,猪肉脯均对其他辅料有着良好的兼容性,这也是猪肉脯成为研究占比最高的重要因素。

1.4 水产品肉脯

因其地域性、风味等客观条件的制约,水产品不像禽畜产品有多种利用形式,目前的水产品主要以鲜食为主,精深加工产品较少,尤其是水产品为原料制作的肉脯目前研究极少。瞿桂香等[19]利用谷氨酰胺转胺酶(transglutaminase,TG)催化蛋白质发生转酰胺反应,形成凝胶网络结构,使龙虾组合在一起形成结构致密的龙虾肉脯,为小龙虾深加工产业提供新方向。而其他水产品的肉脯也亟待被研发。

1.5 复合肉脯

不同于传统肉脯原料的单一性,复合肉脯有着更高的营养价值和更复杂的工艺程序,研究人员尝试使用多种肉类复合制作肉脯,通过添加其他种类肉提升主料肉的感官品质或降低经济成本。李霞等[20]通过大量鸡肉降低传统兔肉脯硬度及咀嚼度,开发出一种老少皆宜的风味复合兔肉脯。除了添加不同种类原料肉复合制脯外,利用动物副产物复合制脯极大程度降低了经济成本。如江月[21]利用牛副产物如心脏、肝脏、牛皮作为原料,研发出复合牛杂肉脯产品,拓展了牛副产品加工前景。

由于肉脯研究前景广阔,创新形式层出不穷,肉脯加工相关文献也较多。为了便于读者更清晰地把握目前肉脯加工领域的发展进程,本文总结了关于肉脯加工方向的常见报道(表1)。

表1 肉脯加工原料创新种类Table 1 Innovative types of raw materials for dried meat slices processing

2 肉脯的感官品质改善研究

肉脯的感官改善是影响产品品质的重要因素,曹叶萍等[22]发现,通过糖醇代替蔗糖可以在不影响水分活度的前提下提高肉脯含水量15%以上,使肉脯剪切力降低了近27%,咀嚼度降低近50%。不仅如此,其研究还围绕猪肉脯烤制过程中的水分分布和蛋白质变性作用来判断其与产品质构之间的关联,研究表明在猪肉脯嫩度的关键热处理温度65 ℃条件下,不易流动水含量越低、蛋白质变性程度越高,猪肉脯硬度、咀嚼度越大[23]。该研究开启了传统猪肉脯生产工艺的完善与质构改良的新途径。赵岩等[24]探讨了真空干燥方式对发酵鹿肉脯干燥特性、感官品质及质构的影响,最终综合考量认定通过真空干燥处理的肉脯色泽氧化程度更低,干燥过程温度低,水分蒸发均匀,品质最佳。而赵谋明等[25]选择添加0.24%魔芋胶与0.16%瓜尔豆胶的猪肉脯与对照组相比,水分活度降低了4.49%,pH也有显著性提高,对猪肉脯的感官品质、质构特性及耐贮藏性均有改善,使猪肉脯综合品质的大幅提升。除了广义上的改善肉脯综合感官品质,还有学者专注于某些特点的质构品质进行改良优化研究,如对综合品质影响最大的嫩度、风味、色泽等(表2)。

表2 改善肉脯质构品质的方法Table 2 Methods to improve the textural quality of dried meat slices

2.1 肉脯嫩度的改善

由于肉脯的制作工艺需要经过烘干烤制等过程,水分流失较大,肉脯容易出现干硬难咀嚼等问题。因此,通过科学的手段降低肉脯硬度会使肉脯更易被消费者接受。目前常见的嫩化方式主要有机械滚揉嫩化法、电刺激、拉伸嫩化法、肉制品成化法及化学嫩化剂法等[32]。在实际的生产加工中,嫩化剂法由于操作简单且效果优势突出受到青睐。常见的嫩化剂包括蛋白酶类、磷酸盐类及钙盐等,其中蛋白酶类嫩化剂包括植物型(如木瓜蛋白酶)、动物型(胰蛋白酶)、微生物蛋白酶(如枯草杆菌蛋白酶)等,此类蛋白酶嫩化剂通过降解胶原纤维和结缔组织中的蛋白质,使部分氨基酸之间的连接发生断裂,破坏其分子结构,从而提高肉的嫩度[33]。基于此,丛懿洁[26]对多种蛋白酶,如木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶进行对比,探究不同蛋白酶对肉糜品质的影响及相应机理,最终选取木瓜蛋白酶和谷酰转氨酶复合作用于肉脯,在不改变水分活度的情况下改善肉脯嫩度。有别于蛋白酶,磷酸盐不会对肉的结构产生影响,而是通过增加肉的持水性达到降低硬度的目的。CaCl2的作用机理是Ca2+增加内源性钙激活蛋白酶Calpain的活性,在动物宰后成熟过程中发挥作用,降解肌原纤维蛋白使其结构变得不稳定,加速宰后肌肉的成熟,从而促进肉的嫩化作用[34]。除此之外,近期有不少研究人员发现,发酵对肉脯制品的品质也有着极大的提升作用。柴利等[27]对比4种商业发酵剂LHP DRY(戊糖片球菌、乳酸片球菌),B-LC-78(乳酸片球菌、肉葡萄球菌),CS-300(肉葡萄球菌、肉葡萄球菌亚种)和EasyCure LC(汉斯德巴氏酵母菌、弯曲酵母菌、肉葡萄球菌和小牛葡萄球菌)发酵制成的兔肉脯对食用品质的改善,解决了传统肉脯质地干硬、不易咀嚼等缺点,丰富了肉脯产品的嫩化方式。刘靖等[28]比较研究了木瓜蛋白酶、复合多聚磷酸盐、CaCl2和糖类保湿剂对肉脯嫩度的影响,并确定了最佳配比为0.4‰木瓜蛋白酶、0.4%复合多聚磷酸盐、0.1%CaCl2、1.5%山梨糖醇共同作用于肉脯可以起到降低肉脯剪切力、提高嫩度的作用。因操作简单价格低廉,目前绝大多数的研究中都选择使用化学嫩化剂,尤其青睐使用蛋白酶和磷酸盐提高肉脯嫩度。相比化学嫩化法的简便,生物发酵嫩化法需要专业的技术和严苛的操作环境,成本相对较高,但生物发酵不仅可以在肉脯嫩度方面起到改善作用,同时兼具改善风味的作用[3]。目前对以生物发酵的方式提高肉脯嫩度的相关研究较少,但就意义来说,生物发酵技术在肉制品精深加工中的应用是一个更有研究意义的方向。

2.2 肉脯风味的改善

风味是肉脯产品最直观的评价指标,改善肉脯风味的手段有很多,通常采用添加有特殊香气的物质作为改良剂,如上文提到的坚果[1]、水果[16]、蔬菜[2]等,均可以在保留肉脯原味的基础上增加复合香气。除了简单的添加风味物质开发新口味外,还可以通过呈味肽对原味肉脯的香气进行增强。陈政等[29]采用风味蛋白酶和Novozym37071酶对柞蚕蛹蛋白进行酶解,制备出蚕蛹呈味肽用于肉脯中增加醛类和吡嗪类化合物含量,对猪肉脯香气有促进作用。不仅如此,研究人员还发现添加15%的蚕蛹呈味肽能有效抑制脂肪氧化,对肉脯的抗氧化与保藏起到了积极作用。

2.3 肉脯色泽的改善

肉脯在加工过程中的色泽会随加工方式的改变产生差异,后期贮存时间也会使产品色泽逐渐降低。因此,添加改善传统肉脯色泽的物质不仅会使产品更美观,提高感官评分,也会避免产品因贮存期色泽褐变产生的经济浪费。传统的熟肉制品多通过人工合成的添加剂如亚硝酸盐发色、红曲色素对产品色泽进行调整,而添加天然植物色素改善肉脯色泽已然成为近年来的流行方式。吴斌等[5]将番茄红素作为鸡肉脯色泽改良剂,以期作为一种色素用于肉脯产品的开发。李君珂等[30]研究了蔬菜提取物对猪肉肉片、猪肉匀浆物腌制后的发色效果,以期代替亚硝酸盐的作用,减少肉脯加工过程中亚硝酸盐的使用量。姚芳等[31]的研究发现蔗糖水解液会与肉脯中蛋白质在烤制过程中发生美拉德反应,其反应产物可替代亚硝酸钠在肉脯中的发色作用。不论是通过添加有色果蔬粉还是替代亚硝酸盐发色的方式,都是肉制品加工行业里程的一大步,符合国家提倡的绿色健康原则,降低了对人体有危害风险的因素引入,也是未来肉脯加工改良的主流方向。

3 肉脯的保藏研究

3.1 抑菌方式

肉制品中含有丰富的营养物质,是微生物生长繁殖的理想乐土。有效的杀菌方式是肉制品加工过程中最重要的环节,目前主流的杀菌技术有高温杀菌、巴氏杀菌、辐照杀菌、微波杀菌、超声波杀菌等[35]。这些杀菌方式几乎涵盖所有肉制品。但由于肉脯的水分含量小于20%,不易于微生物的繁殖,其保藏原理主要通过干藏的方式,因此杀菌工艺并非肉脯加工工艺中必须环节,多数的生产厂家有着高净度的生产车间,避免了生产过程中杂菌的引入,因此在工厂加工过程中往往焙烤结束省去了杀菌步骤。但在不少实验室条件下生产的用于研究贮藏性的肉脯多数通过常见的高温高压蒸煮杀菌方式[3]进行灭菌,基于此,杨钦滟[36]对比研究了不同杀菌方式及贮藏条件下,山鸡椒油在肉脯中的抗氧化效果,结果表明在无光、真空包装、高压杀菌处理方式下贮藏效果明显优于有光、普通包装、巴氏杀菌条件。除了物理方式杀菌,通过添加防腐剂也对延长肉脯保质期有重要作用,如山梨酸钾、乳酸链球菌素、双乙酸钠等防腐剂均有抑菌作用,能够有效抑制微生物生长。更值得一提的是,目前有相关研究表明,通过添加天然植物提取物也可以起到抑菌作用,如雷娟等[37]的研究表明,苦苣菜多酚具有良好的抑菌效果,将其加入到猪肉脯中,能有效发挥其抗菌性、抗氧化性等活性作用。

3.2 抗氧化方法

除了细菌的作用,肉脯本身含有水分、脂肪、蛋白质等营养元素,在光照温度的影响下,也会随贮藏时间的延长而发生氧化酸败,尤其是工艺中添加脂肪含量较高的肉脯更易发生脂肪氧化反应,严重影响到贮存后期食用感官品质,降低肉脯的保质期,带来了不可低估的经济损失。目前抗氧化剂的应用主要参考GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,部分肉脯的生产加工过程中选择D-异抗坏血酸钠[16,27]作为延缓肉脯氧化助剂并起到了明显的效果。相比人工合成抗氧化剂,天然植物中提取具有抗氧化作用物质更符合消费者的健康需求,大量学者将目光转向天然抗氧化物研究。因此,天然抗氧化物质在肉脯中的应用也是目前的研究重点(表3)。

表3 肉脯贮藏过程中延缓产品氧化的方法Table 3 Methods of delaying product oxidation during storage of dried meat slices

3.2.1 天然抗氧化物质

天然抗氧化剂是食品中固有的,在生物体中自行合成,且在低浓度下具有延迟氧化过程或抑制活性氧形成的物质,因其良好的作用效果和对人体无任何毒副作用的优势而受食品加工行业的热捧。自然界中许多植物都具有天然抗氧化作用,被开发利用的天然抗氧化物仅仅是冰山一角。熊双丽等[38]将菊粉与高钙菜粉添加入猪肉脯中,提高了肉脯的自由基清除活性和总抗氧化能力,进而提高了肉脯贮藏品质;李玉邯等[39]研究了洋葱皮对猪肉脯品质、抗氧化能力及贮存稳定性的影响,洋葱皮中的黄酮类物质有很好的清除自由基能力,延缓肉脯的脂肪氧化速度;李登龙等[40]发现金针菇多糖对鸡肉脯抗氧化有积极作用,同时,添加了金针菇多糖的肉脯在营养价值方面更有优势;李艳等[41]添加黑蒜作为提高猪肉脯抗氧化能力的辅料;曹媛媛等[42]添加仙草提取物以达到增强肉糜凝胶强度及肉脯抗氧化能力;李玉邯等[43]添加鼠尾草改善猪肉脯的感官品质和抗氧化性能;LU等[44]通过使用发酵剂嗜酸乳杆菌和戊糖小球菌(2∶1,质量比)混合接种于鸭肉脯,使鸭肉脯组胺含量降低,亚硝酸盐含量降低了近60%,脂质氧化和微生物生长也受到了有效抑制。天然抗氧化剂简单易得,安全性更高,是目前研究的重中之重。

3.2.2 其他抗氧化物质

除了天然抗氧化剂,还有一些需要进行简单合成的抗氧化剂同样具有良好的功能效果。其中,通过美拉德反应产物的还原性延缓肉脯氧化进程是一个研究亮点。王军等[45]利用壳聚糖发生美拉德反应产生类黑精达到提高猪肉脯贮藏过程中的色泽和氧化稳定性的作用。阮雁春等[46]利用花生蛋白水解物与半乳糖进行美拉德反应,提升猪肉脯的pH值、降低羰基含量,并显著抑制蛋白氧化和脂质氧化,对猪肉脯产生一定的保色和抗氧化作用。另外,添加某些具有抗氧化性的元素也能起很好的效果。葛鑫禹等[47]发现将硒化卡拉胶应用到猪肉脯中,能够改善肉脯食用品质并提高抗氧化能力。沈双伟等[48]将桑葚多酚包埋进β-环糊精中制备β-环糊精微胶囊,提高了桑葚多酚在猪肉脯加工过程中的热稳定性,提高肉脯抗氧化能力。

4 总结与展望

尽管肉脯的工艺与品质改善已有许多相关研究,但依然是一个热点方向,积极研发不同风味的创新肉脯,将更具特色的果蔬引入加工工艺中,丰富肉脯的口味,提高果蔬利用率,同时积极推进营养型肉脯的开发研究,改善肉脯营养结构,提高营养元素含量。另外,发掘天然抗氧化物以延长肉脯保质期,增加肉脯抗氧化能力是目前的研究重点,不少研究均验证了了果蔬中提取的天然活性物质在肉制品中的抗氧化作用[49]。因此,未来的肉脯研究方向不仅要专注于感官品质的改善,更要善于利用具有抗氧化作用的天然植物提取物以延长肉脯保质期。