輔料黏合劑的添加對調理豬排品質的影響

祝超智,南慧芳,李苗云,柳艷霞,崔文明,趙改名

(河南農業大學食品科學技術學院,河南鄭州 450002)

我國是世界豬肉生產和消費的第一大國,豬肉是人們必需的主要副食品之一[1],它能夠為人類提供優質蛋白質、必需脂肪酸、血紅素和促進鐵吸收的半胱氨酸,改善缺鐵性貧血。且豬肉纖維較為細軟,結締組織較少,加工性能優越[2]。隨著科學技術的不斷發展,生產出健康、低成本的豬肉產品以滿足市場的需要將成為可能[3]。調理豬排作為一種新型肉制品,不僅豐富了可供選擇的豬肉產品,其加工制作流程也更方便快捷,還能使企業充分利用不同等級的原料肉,有效降低原料肉的營養成分損失。

調理豬排是借助機械外力或添加功能性輔料(酪蛋白酸鈉、卡拉膠、大豆分離蛋白等)以提取肌肉纖維中的基質蛋白,并利用添加劑的粘合作用,使顆粒狀肉和塊狀肉重新組合,經冷凍后直接出售或經預熱處理保留或改變其組織結構的肉制品[4]。研究表明,向鹽水火腿、香腸、鮭魚等食品中添加轉谷氨酰胺酶(TG)，能顯著改善產品的質構性、保水性。此外,TG還可將游離氨基酸交聯到蛋白質上,增強蛋白質的功能性[5-7]。酪蛋白酸鈉是具有高乳化性、持水性、膠凝性及營養性于一體的優良天然多功能食品添加劑?？ɡz與魔芋膠均為親水性膠體,兩者按一定的比例復配后,能夠達到一種協同效應,產生各單體膠本身并不具有的特性[8]。冷鮮肉及肉制品生產過程中產生大量顆粒狀肉和塊肉,通過不同食品添加劑的作用,不僅可以提高肉的經濟價值,也可利用添加劑的不同作用,提高產品的加工特性及營養價值。

因此,本研究采用TG、酪蛋白酸鈉、復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)作為輔料添加入調理豬排,通過測定對調理豬排剪切力、離心損失、蒸煮損失、色差、水分含量、出品率、感官評定的影響,優化調理豬排粘合劑輔料的添加配比,為輔料黏合劑在調理豬排中的應用提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷鮮豬頸背肉、黑胡椒、食鹽、姜粉、醬油 食品級,雙匯連鎖店豐產路經七路店;TG 食品級,江蘇無錫瑞陽生物有限公司;酪蛋白酸鈉 食品級,蒙牛乳業有限公司;卡拉膠、魔芋膠、三聚磷酸鈉、大豆分離蛋白、D-異抗壞血酸鈉 食品級,河南金圖試劑有限公司。

ALLEGRA-64A型高速冷凍離心機 BECKMAN Coulter;Turbo-smart水分儀 CEMcorporation;3000型沃-布剪切儀 BODINE-ELECTRIC-COMPANY;JA2CC3N型色彩色差計 KONTCAMINOLTA;T18基本型高速分散器 廣州儀科實驗室技術有限公司;HH-601A超級恒溫水浴鍋 金壇市國旺實驗儀器廠;PHS-3C Precision型PH計 上海理達儀器廠;BD=HWS型恒溫恒溫箱 南京貝帝實驗儀器有限公司;MJ-BL25C3型攪拌機 美的集團。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 原料肉→預處理→漂洗→瀝水→配制腌制液(復配膠+三聚磷酸鹽+食鹽+酪蛋白酸鈉等)→注射→滾揉腌制→靜置→冷凍→切片→成品→貯藏→油煎熟制

1.2.2 調理豬排的制作 調理液的配制:用打漿機制作腌制液,先稱取配方中的冰水(水溫0～10 ℃),邊攪拌(速度先低后高)邊加入食鹽、黑胡椒、食鹽、姜粉、醬油、三聚磷酸鈉、大豆分離蛋白、D-異抗壞血酸鈉、酪蛋白酸鈉或卡拉膠、魔芋膠或酪蛋白酸鈉,時間大約2～3 min;

豬排調理:將原料肉切成2 cm×2 cm×2 cm的肉塊,稱取2500 g預處理好的原料肉漂洗去除表面的淤血和臟物等;把洗干凈的原料肉放在室溫下控水處理2～4 min;注射配制好的腌制液,注射率為120%～130%;注射完成后,即進行滾揉處理,滾揉采用的是單向間歇式滾揉即加壓滾揉、靜置、真空滾揉、靜置,不斷循環的方式進行。滾揉溫度為0～4 ℃,加壓滾揉壓強為0.25 MPa,滾揉時間40 min,其中每次真空滾揉8.3 min,靜置62 s,共三次;滾揉結束后,將腌制好的原料肉裝入直徑為10 cm的腸衣中,在0～4 ℃冰箱中靜置4 h;將靜置好的原料肉送入-35 ℃的冷庫中進行速凍定型,冷凍時間為9～12 h;將經速凍定型的原料肉按100 g、1 cm切片,切片后的產品即為調理豬排。

1.2.3 單因素實驗 采用不同添加量的TG(0.30%、0.60%、0.90%)、酪蛋白酸鈉(0%、0.10%、0.20%)、卡拉膠和魔芋膠1∶1的復配膠(0.10%、0.20%、0.30%)進行單因素實驗?？疾霻G時,酪蛋白酸鈉及復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)分別固定為0.10%、0.20%,考察酪蛋白酸鈉時,TG及復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)分別固定為0.60%及0.20%,考察復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)時,TG及酪蛋白酸鈉分別固定為0.60%及0.10%。通過單因素實驗,考察各因素變量對調理豬排剪切力、離心損失、蒸煮損失、水分含量、色差、出品率、感官評定的影響。

1.2.4 響應面試驗 在單因素實驗的基礎上,每個因素選取三個對感官評分影響較大的水平,建立三因素三水平的Box-Behnken組合實驗,以感官評分為響應值,各因素的三個水平采用-1、0、1進行編碼,如表1。

表1 響應面試驗因素水平表Table 1 Facters and levels table ofthe response surface experiment

1.2.5 指標測定

1.2.5.1 色差分析 參考劉雯雯等[9]的方法進行修改,按照設備要求用取樣器取樣后，使用色彩色差計測定其色差。測定前將樣品取出,切取肉樣厚度為2.0 cm,用透氧保鮮膜包裹,放于4 ℃冰箱中30～60 min,取出后在室內正常光線下,選取3個點對肉樣鮮切面進行測定。

1.2.5.2 水分含量的測定 測定水分含量時,先取試樣1～2 g放在兩張重疊的環氧玻璃紙的中間,把紙放在樣品盤上,關閉樣品室,按水分儀操作程序測定樣品中水分的含量。

1.2.5.3 剪切力的測定 豬肉的嫩度以剪切力在時間上所做的功來表示,剪切力所做功越小,表明肉的嫩度越好。沿著生肉肌纖維走向將肉樣切分為1 cm厚的小塊,再將其切分為1 cm寬的肉柱,放在沃-布剪切儀的掛鉤上進行測定[10],測定時切斷肌纖維。

1.2.5.4 離心損失的測定 將凍藏的樣品取出,在16～18 ℃下自然解凍至中心溫度為0～4 ℃,肉樣稱重并記錄重量W1,把稱好的肉樣放在濾紙上裹好放入離心管,對離心管進行配平,3000×g 條件下離心20 min,稱取離心后的肉樣并記錄重量W2,按公式(1)計算離心損失。

式(1)

式中:X1為離心損失(%);W1為樣品離心前質量(g);W2為離心后的質量(g)。

1.2.5.5 蒸煮損失的測定 參考 NY/T1080-2006 中測定肉嫩度的樣品前處理方法。取肉樣長寬高不小于2 cm×3 cm×3 cm 的整塊肉樣,剔除表面的筋、腱、膜及脂肪。取中心溫度為0～4 ℃的肉樣，稱重并記錄重量W1,用包裝袋包裹,排除空氣并密封好,放入80 ℃恒溫水浴鍋中加熱,用電子溫度記錄儀測定肉樣中心溫度,中心溫度達70 ℃時,記錄所需時間t(用于測定加熱速率),然后將肉樣取出冷卻至中心溫度為0～4 ℃,用濾紙輕輕擦干肉塊表面稱量重量W2,按公式(2)計算蒸煮損失。

式(2)

式中:X1為蒸煮損失(%);W1為樣品蒸煮前重量(g);W2為蒸煮后的重量(g)。

1.2.5.6 出品率的測定 將新鮮的豬肩頸肉經過預處理后稱其重量計為W4,冷凍成型后稱其重量計為W3[11]。出品率按公式(3)計算。

式(3)

式中:X2為出品率(%);W3為制品凈質量(g);W4為生質量(g)。

1.2.5.7 感官評定 感官評定是以人的視覺、嗅覺、觸覺、味覺等感覺為基礎,對產品進行評價的方法[9]。邀請6位有經驗的感官評定人員,分別對180 ℃煎制2 min的調理豬排的色澤、組織形態、香味、滋味、嫩度、總體可接受性進行評定,評判標準參照表2。

表2 調理豬排感官評定標準(分)Table 2 Criteria for sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

1.3 數據處理

實驗數據進行單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法分析(LSD),軟件為SPSS 16.0。根據單因素實驗結果,進行Box-Behnken設計,軟件為Design Expert 8.0.6。

2 結果與分析

2.1 TG添加量對調理豬排品質的影響

2.1.1 TG添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性的影響 由表3可知,TG添加量對剪切力無顯著影響(p>0.05),但對離心損失、蒸煮損失有一定影響。隨著TG添加量的增多,離心損失呈現增大趨勢,蒸煮損失呈現下降后上升的趨勢。添加適量的TG能減少調理豬排的失水率,是因為TG促進了肌原纖維蛋白之間的交聯作用,催化形成的凝膠有牢固的空間網絡,能包容大量水分,提高了產品的保水率[12-15],但隨著TG添加量的增加,蒸煮損失有上升趨勢,主要是因為蛋白質底物質量濃度是一定的,雖然TG濃度增大,但是蛋白質底物質量濃度沒有相應增大,所以不能促進更多蛋白質分子的交聯,蒸煮損失、離心損失也就沒有顯著性的減少[16]。

表3 TG添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 3 Effect of TG on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.1.2 TG添加量對調理豬排感官評分的影響 由表4可知,TG的對色澤、組織形態、滋味、總體可接受性不存在顯著性差異(p>0.05),添加量為0.60%及0.90%時可以顯著提高香味得分(p<0.05)。TG添加量為0.60%時,嫩度得分最高。

表4 TG添加量對調理豬排感官評定的影響(分)Table 4 Effect of TG on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

結合表3,由于在添加量為0.6%時,離心損失、蒸煮損失最低,即保水性最強,而加酶量高于0.60%時,失水率呈現上升的趨勢,為保證產品的質地與成本效益,即TG的最優添加量為0.60%。

2.2 酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排品質的影響

2.2.1 酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性的影響 由表5可知,隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加,在0～0.20%的范圍內,調理豬排的離心損失逐漸下降,添加量為0.20%時,離心損失最小(p<0.05)。當酪蛋白酸鈉添加量為0.20%時,調理豬排的色澤發生明顯變化,亮度值下降,紅度值明顯增加。研究表明,酪蛋白酸鈉與卡拉膠、轉谷氨酰胺酶復配時會顯著提高食品的保水性,保水性的提高有利于食用品質包括色澤的保持,減少色素在加工過程中的損失[17]。

表5 酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 5 Effect of sodium caseinate on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.2.2 酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排感官評分的影響 由表6可知,酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排組織形態、香味、嫩度有一定影響,隨著酪蛋白酸鈉添加量的增加,在0～0.20%的范圍內,調理豬排的各評分及總分基本上處于先上升后下降的趨勢,在添加量為0.10%時,取得最高分。雖然酪蛋白酸鈉添加量越大,保水性越好,而保水性會影響原料肉的成本和最終產品的組分和風味[18-19],但結合到產品的外觀及感官評定的結果,選擇酪蛋白酸鈉的最優添加量為0.10%。

表6 酪蛋白酸鈉添加量對調理豬排感官評分的影響(分)Table 6 Effect of sodium caseinate on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

2.3 復配膠添加量對調理豬排品質的影響

2.3.1 復配膠添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性食用品質的影響 由表7可知,隨著復配膠添加量的增加,調理豬排的離心損失、蒸煮損失都呈現下降趨勢,產品出品率呈現增加趨勢。這是因為,魔芋膠具有增稠性吸水性等功能特性,可與卡拉膠復配形成緊密纏繞聯接的膠束,該膠束可與蛋白質形成更為緊密的三維網狀結構[20-21],因此能更好地改善調理豬排的保水性、彈性等特性。

表7 復配膠添加量對調理豬排色澤、出品率、保水性的影響Table 7 Effect of mixed gum on color,yield and water-holding capacity of prepared pork steaks

2.3.2 復配膠添加量對調理豬排感官評定的影響 由表8可知,復配膠含量對組織形態、滋味、嫩度有一定影響。隨著復配膠添加量的增加,調理豬排的組織狀態、香味、滋味、嫩度及總分都呈現先上升后下降的趨勢,在添加量為0.20%時取得最高分。因此,復配膠的最優添加量為0.20%。

表8 復配膠添加量對調理豬排感官評分的影響(分)Table 8 Effect of mixed gum on sensory evaluation of prepared pork steaks(score)

2.4 響應面試驗結果

根據單因素實驗結果,由Design-Expert 8.0.6統計分析軟件設計出的實驗方案及結果如表9所示。采用Design-Expert 8.0.6統計軟件對所得數據進行回歸分析,回歸分析結果見表10。對各因素回歸擬合后,得到回歸方程:

表10 回歸模型方差分析Table 10 Analysis of variance of regression equation

表9 響應面試驗設計及結果Table 9 Design and results of response surface experiment

感官得分=54.33+0.13A-0.75 B-1.13C+1.50AC-1.75BC-1.38B2-7.13C2

由方差分析可知,回歸方程模型極顯著(p<0.0001),決定系數(R2)為0.96,說明該模型擬合良好,失擬項不顯著(p>0.05),說明模型顯著,所得方程與實際擬合中非正常誤差小,可用該方程對實驗結果進行分析?；貧w方程各項的方差分析表明,C、AC、BC、B2均達到顯著水平(p<0.05),C2達到極顯著水平(p<0.01),A、B、AB、A2不顯著(p>0.05)?；貧w方程一次項系數絕對值的大小,決定了各因素對響應值影響的主次順序為復配膠、酪蛋白酸鈉、TG。

注：*表示顯著(p<0.05);**表示極顯著(p<0.01)。2.5響應面分析與優化

圖1(a)所示為固定酪蛋白酸鈉添加量為零水平,TG與復配膠對感官得分的交互作用。由圖1可知,隨著復配膠的添加量的增加,感官得分呈現先上升后下降的趨勢,TG對調理豬排的感官得分沒有顯著性影響,但TG和復配膠之間交互作用顯著,說明同時添加TG和復配膠比單獨添加這兩類添加物可使感官得分有更大程度的提高,同時酪蛋白酸鈉和復配膠之間交互作用顯著,這也說明同時添加酪蛋白酸鈉和復配膠比單獨添加這兩類添加物可使感官得分有更大程度的提高。且復配膠添加后,感官得分的上升幅度明顯高于TG及酪蛋白酸鈉,說明復配膠對感官得分的影響較大。而TG與酪蛋白酸鈉復配后對結果影響不顯著。

圖1 TG(A)、酪蛋白酸鈉(B)和復配膠(C)對調理豬排感官得分影響的響應曲面圖Fig.1 Response surface plots of TG enzyme(A),sodium caseinate(B)and mixed gum(C)on sensory score of prepared pork steaks

2.6 驗證實驗

Design-Expert 8.0.6軟件對試驗的優化結果為轉谷氨酰胺酶添加量為0.705%、酪蛋白酸鈉添加量為0.072%、復配膠添加量為0.213%時,預測模型的感官得分為53.436。結合實際操作情況,將條件修正為轉谷氨酰胺酶添加量為0.7%、酪蛋白酸鈉添加量為0.07%、復配膠添加量為0.21%,在此條件下進行3次實驗,得到的結果分別為55.54±0.42,與預測值53.436差異不大,說明建立的模型可以很好地預測調理豬排的輔料添加量。

3 結論

本文研究了轉谷氨酰胺酶(TG)、酪蛋白酸鈉(SC)、復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)對調理豬排品質的影響。單因素實驗結果表明,TG添加量為0.60%時,保水性及感官評分最高,酪蛋白酸鈉添加量為0.10%,復配膠(卡拉膠和魔芋膠1∶1)添加量為0.20%時,既能保證適宜的嫩度與保水性,感官得分也最高。采用響應面試驗對調理豬排輔料黏合劑的添加量進行優化,建立了感官評定得分的回歸模型,由該模型優化的調理豬排輔料添加量為TG添加量為0.70%、酪蛋白酸鈉添加量為0.07%、復配膠添加量為0.21%,此時感官得分為55.54,與模型預測結果相近,進一步驗證了該模型的可靠性。本研究不僅調理豬排的輔料添加提供了可行的方案,也證實了以豬肉為原料進行深度加工可以改善產品的感官品質,提高其附加值,豐富國內的肉制品種類,推動我國肉制品加工工業的的發展。