調(diào)豬肉保水劑的優(yōu)化試驗

調(diào)豬肉保水劑的優(yōu)化試驗

生豬細(xì)膩美觀，含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、氨基酸等養(yǎng)分。這是中國最重要的食品之一。隨著豬肉需求量的不斷增長，調(diào)理豬肉(經(jīng)預(yù)處理后冷藏或冷凍的肉制品)逐漸占據(jù)大部分肉制品市場。然而調(diào)理豬肉制品在解凍的過程中易發(fā)生嚴(yán)重的汁液損失，導(dǎo)致其食用品質(zhì)及營養(yǎng)成分損失嚴(yán)重。因此，提高調(diào)理豬肉的保水能力是加速調(diào)理豬肉制品發(fā)展的必要途徑之一肉的保水性即肉類在加工過程中肉質(zhì)對其內(nèi)部水分以及外界添加水分的保持能力。其可以反映肌肉纖維組織對水分的保持能力，與肉質(zhì)的食用品質(zhì)(嫩度)顯著相關(guān)，通常肉的保水性越好，肉制品的食用品質(zhì)越高。復(fù)合磷酸鹽是最常用的肉類保水劑，可提高肉制品的食用品質(zhì)。然而，國家對于磷酸鹽的添加量具有嚴(yán)格的限制，主要由于過量的磷酸鹽會使得肉制品產(chǎn)生不良的風(fēng)味，持續(xù)的攝入更會影響人體的鈣磷平衡，引起腎功能不全等疾病因此，本文以氯化鈉、碳酸鈉、海藻糖、檸檬酸鈉為對象，以豬里脊肉的解凍失水率、系水力、蒸煮損失率以及質(zhì)構(gòu)特性作為檢測指標(biāo)，探究最佳的無磷保水劑腌制條件，進(jìn)而起到減少磷酸鹽的使用量，提高調(diào)理肉食用品質(zhì)的目的。1材料和方法1.1物流配送有限公司豬背最長肌：市售；精純鹽：中鹽河南鹽業(yè)物流配送有限公司；碳酸鈉、海藻糖、檸檬酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉：食品級，成都潤澤本土化試劑有限公司。1.2儀器、檢測方法JD200-3型電子天平：江蘇淮安翔宇電子天平公司；MDF-U338醫(yī)用低溫冰箱：大連三洋冷鏈有限公司；TMS-Touch250N質(zhì)構(gòu)儀：美國食品技術(shù)有限公司；GL-22MC高速冷凍離心機：長沙湘儀離心機儀器有限公司；XHFD高速分散器：寧波新芝生物科技股份有限公司；8685pH計：衡欣科技股份有限公司；HL-33智能速凍機：鄭州亨利制冷設(shè)備有限公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海光地儀器設(shè)備有限公司。1.3方法1.3.1流程和操作要點1.3.1.1.流程1.3.1.混合、面團(tuán)腌制原料預(yù)處理：挑選檢驗合格、新鮮的豬背最長肌，去除脂肪及結(jié)締組織，切成5.0cm×5.0cm×1.0cm的片狀，備用。腌制：配制好腌制保水劑，與原料肉均勻混合(腌制液與肉質(zhì)量(g)比例為2:1(v/w))后放置于4℃的環(huán)境中腌制2h(每隔15min翻動1次，保證原料肉與保水劑充分接觸)。速凍冷凍處理：經(jīng)過保水劑腌制處理的肉，撈出瀝干表面水分后置于速凍盤中(肉片與肉片間要留有空隙，防止黏連)，放置于–35℃的環(huán)境中速凍至中心溫度為–18℃(減少水分流失)，再將其真空包裝后放置于–18℃的環(huán)境中儲藏24h(減少因長時間速凍產(chǎn)生的能源浪費)，用于試驗檢測。1.3.2試驗設(shè)計1.3.2.關(guān)鍵因素對調(diào)理豬肉保水性的影響無磷保水劑的配制以豬里脊肉的解凍失水率、系水力、蒸煮損失率以及質(zhì)構(gòu)品質(zhì)作為檢測指標(biāo)，分析食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)，檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)，海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)和碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)等關(guān)鍵因素對調(diào)理豬肉保水性的影響。1.3.2.2.無磷保水劑反應(yīng)表面的優(yōu)化試驗根據(jù)單因素試驗結(jié)果及Box-Behnken的中心組合設(shè)計原理，以海藻糖、檸檬酸鈉、碳酸鈉作為影響因素，以解凍失重率Y1.3.3指標(biāo)測定1.3.3.1.解凍脫水率的測定參考高可蒙等解凍失水率(%)=[(W1.3.3.2系水流測試精確稱取m系水力(%)=(m1.3.3.3.蒸餾水損失率參考宋佳等蒸煮損失率(%)=[(m1.3.3.4.質(zhì)結(jié)構(gòu)參考張歡等1.3.3.5.切割力的測量參考劉樹萍等1.4處理數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)采用EXCEL2017、SPSS22.0進(jìn)行單因素方差分析2結(jié)果與分析2.1鹽的質(zhì)量比對豬的保水效果的影響2.1.1食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)對調(diào)理豬肉解凍損失率、系水力及肌原纖維蛋白的影響由表2可知，添加食鹽腌制液的保水效果(系水力、蒸煮損失率)影響顯著(P<0.05)。隨著食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，調(diào)理豬肉的解凍損失率及蒸煮損失率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(P<0.05)；而系水力則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)。隨著食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，肉中的鹽溶性蛋白被提取出來，肌原纖維蛋白吸水膨脹；肉經(jīng)過蒸煮加工，提取出來的鹽溶蛋白形成保護(hù)膜，從而起到保水作用2.1.2數(shù)對豬肉質(zhì)構(gòu)屬性和剪切力的影響肉質(zhì)的質(zhì)構(gòu)屬性及剪切力與肉的食用品質(zhì)顯著相關(guān)。硬度是指肉維持內(nèi)部組織結(jié)合力的大?。粡椥允侵溉獾挚雇饬Φ哪芰?；咀嚼性與剪切力則是指咀嚼肉制品時所用力的大小。由表3可知，食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)對豬肉的質(zhì)構(gòu)屬性(硬度、彈性、咀嚼性)及剪切力的影響顯著(P<0.05)。隨著食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，豬肉的硬度、咀嚼性及剪切力皆呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，而彈性則呈先升高后降低的趨勢(P<0.05)。當(dāng)食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時，肉中的鹽離子強度較小，肉的保水能力較弱；當(dāng)食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%～4.0%時，豬肉的硬度、咀嚼性及剪切力顯著升高(P<0.05)，肉質(zhì)嫩度變差，此變化趨勢與2.1.1中的理化指標(biāo)的變化趨勢相一致。說明高濃度的鹽溶液會使得溶液中滲透壓增大，肉品不斷失去水分。綜合試驗結(jié)果認(rèn)為較佳的食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%。2.2碳酸鈉質(zhì)量比例對豬肉保水效果的影響2.2.1先降低后升溫的趨勢由表4可知，隨著碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，肉品的系水力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)；解凍失水率、蒸煮損失率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(P<0.05)。當(dāng)碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時，肉品的解凍失水率最低為5.07%、蒸煮損失率為30.29%，系水力最大為26.50%。分析可能是由于隨著碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多，溶液中的堿性變強，蛋白質(zhì)發(fā)生變性，經(jīng)過加熱后交聯(lián)形成凝膠，從而把水分束縛在蛋白質(zhì)的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，于是隨著碳酸鈉的增加，肉品的保水能力也變強2.2.2肉品質(zhì)構(gòu)特性的變化由表5可知，碳酸鈉對肉品的硬度、彈性、咀嚼性、剪切力具有顯著的影響(P<0.05)。隨著碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，肉品的硬度、咀嚼性、剪切力呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢；彈性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)。并在碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時，肉品的剪切力最低，品質(zhì)較好。分析認(rèn)為此添加量有助于溶液的pH值遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)等電點，肉品的保水能力變強，且此時溶液中的堿性又不至于偏強，破壞肉品的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。綜合分析，較佳的碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。2.3檸檬鈉的質(zhì)量比對豬肉的保水效果的影響2.3.1檸檬酸鈉的質(zhì)量比對降低豬的抗鎖能力、系水能力和烹飪損失的影響檸檬酸鈉作為一種酸味調(diào)節(jié)劑，可以螯合肌肉組織中的Ca2.3.2檸不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)對豬肉質(zhì)構(gòu)的影響由表7可知，檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對調(diào)理豬肉的硬度、咀嚼性及剪切力的影響顯著(P<0.05)。隨著檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，調(diào)理豬肉的硬度、咀嚼性及剪切力呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(P<0.05)，彈性則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)，并于檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時肉的硬度、咀嚼性及剪切力降到整體最低值，分別為20.66N，5.22mJ、25.28N，此時肉的彈性較好為2.89mm。說明恰當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檸檬酸鈉有助于提高肉的保水能力，但過量易使得肉的嫩度變差，保水能力降低。綜合試驗結(jié)果認(rèn)為較佳的檸檬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%。2.4海藻糖質(zhì)量測定對豬保水效果的影響2.4.1海藻糖的解凍性能由表8可知，隨著海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，調(diào)理豬肉的解凍失水率及蒸煮損失率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(P<0.05)，系水力呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)。當(dāng)海藻糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時，解凍失水率及蒸煮損失率降為最低值分別為4.32%、33.14%，此時系水力最大為25.19%，顯著優(yōu)于其他試驗組及對照組(P<0.05)。以上試驗結(jié)果表明，海藻糖具有一定的保水能力，主要是由于糖類分子中的羥基會與肉品中的羥基發(fā)生反應(yīng)，減少了蛋白質(zhì)分子間的聚集變性，所以海藻糖具有保水的作用2.4.2海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對調(diào)理豬肉質(zhì)構(gòu)和剪切力的影響由表9可知，海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對調(diào)理豬肉的硬度、彈性、咀嚼性及剪切力的影響顯著(P<0.05)；隨著海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，調(diào)理豬肉的硬度、咀嚼性、剪切力呈現(xiàn)先顯著降低后有所升高的趨勢(P<0.05)，彈性則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(P<0.05)，當(dāng)海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時，調(diào)理豬肉的彈性最好為3.32mm，顯著優(yōu)于其他試驗組(P<0.05)；當(dāng)海藻糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2.0%時，調(diào)理豬肉的硬度、咀嚼性及剪切力繼續(xù)升高，但整體變化不顯著(P>0.05)，而當(dāng)海藻糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時，調(diào)理豬肉的質(zhì)構(gòu)屬性較差，保水能力弱。而隨著海藻糖質(zhì)量的不斷增加，根據(jù)“優(yōu)先排阻”理論，海藻糖對比于蛋白質(zhì)更易與水結(jié)合，從而使得肉中的水分與蛋白質(zhì)脫離，肉品的蛋白質(zhì)收縮，質(zhì)地與咀嚼性等升高，這與宋蕾等2.5主成分分析結(jié)果根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以碳酸鈉、檸檬酸鈉及海藻糖3個變量(此3個變量對肉品品質(zhì)影響更顯著)作為響應(yīng)面的自變量，以解凍失水率、系水力、蒸煮損失率、硬度、彈性、咀嚼性及剪切力作為響應(yīng)值設(shè)計3因素3水平響應(yīng)面試驗，并利用主成分分析法來綜合分析試驗結(jié)果，具體的試驗結(jié)果見表10。為簡化多指標(biāo)的檢測結(jié)果，利用主成分分析方法(PCA)將多指標(biāo)的檢測結(jié)果提取出共同的影響指標(biāo)。為確定是否可以進(jìn)行主成分分析，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行KMO及球狀檢測，具體結(jié)果見表11。由表11可知，KMO取樣適切性量數(shù)為0.585，P值為0.01<0.05，表明該試驗可使用主成分(PCA)及因子分析。由表12可知，提取特征值大于1的3個主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為46.809%、20.658%、15.440%，累計方差貢獻(xiàn)率為82.906%。3個主成分的特征值分別為3.277、1.446、1.081。3個因子載荷矩陣見表13。經(jīng)特征向量計算變量可得到3個主成分YYYY將原始變量標(biāo)準(zhǔn)化可得到表14。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值YY=0.565Y采用DesignExpert8.0.5自帶軟件對表14試驗結(jié)果進(jìn)行二次多元回歸及顯著性分析，得到擬合的方程為Y=0.76–0.08A–0.5B–0.47C–0.23AB+0.18AC+0.78BC–1.05A由圖3可知，海藻糖及檸檬酸鈉的交互圖曲面較陡，說明各因素交互作用比較強，對試驗結(jié)果影響顯著(P<0.05)。綜合表14可知，各因素對結(jié)果的影響顯著順序為B>C>A即檸檬酸鈉>海藻糖>碳酸鈉。綜合試驗結(jié)果得出最佳的試驗工藝條件為碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，檸檬酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，海藻糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%，此時指標(biāo)總分達(dá)到最高值。2.6豬肉保水能力與保水劑處理的關(guān)系張杰等由表17可知，