肉脯加工工藝及保藏研究進展

梁雪微,邢維維,劉士健,3*,陶曉奇,3*

1(西南大學 食品科學學院,重慶,400715)2(北京維德維康生物技術有限公司,北京,100095) 3(川渝共建特色食品重慶市重點實驗室,重慶,400715)

肉脯作為中國傳統食品,受到廣大消費者的喜愛,作為肉制品中獨特的加工形式,以水分含量低,便于保存,食用方便,風味獨特的優勢一直是市場熱銷產品。人們對肉制品需求越來越高,對品種及口感的要求也越來越挑剔,早期市場上肉脯品種單一,工藝也沿襲傳統小吃的制作方法,最出名的有靖江豬肉脯。隨著食品產業技術的發展,市場上肉脯種類從單一的豬肉脯逐漸演變為種類豐富的食品類別,如豬肉脯,牛羊肉脯,雞鴨魚脯等,豐富了肉脯種類。不僅如此,許多創新風味的肉脯被研發,其中還不乏口味的創新,如添加堅果[1]、果蔬[2]等輔料對肉脯風味進行改良,滿足市場多變的口味需求。面對龐大的市場需求,對于肉脯產品的創新研究不可或缺的是對已有肉脯在口感及加工工藝上的改善,或對其營養結構的補充調整。由于不同種類動物肉脯的口感及營養不同,針對不同肉脯的研究也不盡相同,如羊肉膻味[3],鴨肉腥味[4]等客觀因素的影響會對研究側重點有較大影響。而針對不同原料肉的肉脯制作工藝要求也有一定區別,所需改善的品質也有大相徑庭,如雞肉脯側重色澤的改善等[5]。

目前肉脯產品在市面上不少見,銷售量也較為可觀,尤其是知名的幾個食品企業均開發研制了不同風味的肉脯產品,如品牌美珍香、百草味等拓展了肉脯的多種口味(黑胡椒、麻辣、蜜汁等),增加了消費者的可選擇性。良品鋪子及三只松鼠不僅在口味上有多種改變,還推出高蛋白肉脯產品,提高了肉脯營養價值。除了傳統肉脯的形態,有工藝對肉脯進行夾心處理,制作口感更豐富的夾心肉脯,如茶香夾心肉脯、芝士夾心肉脯等。不同于傳統厚度的肉脯,良品鋪子及三只松鼠等品牌相繼推出水分含量更低的薄肉脯、紙片肉脯等產品,品牌王福記還在紙肉脯中添加堅果、海苔豐富口味,紙肉脯酥脆的口感受到消費者的喜愛,在市場上具有一定的競爭力。肉脯產品從風味到工藝再到形態的創新,促進了肉脯加工產業的發展,賦予單一原材料無限的可能。

傳統的肉脯加工工藝通常按照以下流程:原料預處理(剔除筋膜)、切片、(斬拌)、腌制、攤篩、烤制、壓平切片、包裝。肉脯不同的成片工藝也帶給肉脯不一樣的口感,從成片工藝上來看,肉脯大致分為原切肉片脯和肉糜脯,二者在外觀上有明顯不同。原切肉片脯會保留了肉的原始紋理,肉脯結構更為緊致完整,是目前市面上的主要產品類型,肉糜脯不同于原切肉片脯,在加工過程中多了一道斬拌的工序,因此不少研究在斬拌工序中添加果蔬以及其他肉類復合制脯,達到提高風味或改善營養的效果。通常,肉脯在斬拌、腌制過程中添加具有提高肉品品質的物質,可以達到改善風味、口感、貯藏性等目的。本文圍繞肉脯研究中原輔料創新、風味色澤品質改善、殺菌及抗氧化方式等關鍵影響因素進行論述(圖1),以期明確目前的肉脯加工方向。

圖1 肉脯加工研究脈絡圖Fig.1 Research lineage of dried meat slices processing

1 肉脯原料的分類

1.1 植食性動物肉脯

以牛羊兔為代表植食性動物的肉制品在市場上較為常見,經濟價值較其他品種肉類更高,但多是以地域特產的方式在市場進行售賣,且多以生鮮肉或醬鹵制品進行售賣,少見牛羊兔以肉脯的形式進行加工。原琦等[6]利用牛肉為主要原料,添加牛骨粉發酵物,研發了一款高鈣肉脯,產品在口感鮮美的同時,大大提高鈣含量至1 552.81 mg/100 g,達到高鈣食品的規定。周悅[7]將牛肉碎肉加以利用制成肉脯,提高肉牛經濟價值。

目前國內關于羊肉脯的研究較少,市場潛力巨大,研究方向主要為解決羊肉膻味,提高消費者接受度。嚴丹敏等[8]在羊肉中混合適量的胡蘿卜和芹菜汁以提高羊肉脯的風味及營養價值,去除羊肉膻味。同樣,在解決羊肉脯膻味的問題上,彭健斌[3]利用植物乳桿菌、肉葡萄球菌和戊糖片球菌混合(1∶1∶1,質量比)發酵制脯,不僅極大程度地降低了羊肉膻味,還延長肉脯保質期至233 d。梅譚[9]對比了4種羊肉的營養及風味品質,并加入白蘿卜以增加肉脯膳食纖維含量,改善肉脯營養結構。

兔肉作為高經濟效益型產品,除皮毛有很高的價值外,兔肉的加工也具有極大的加工前景。蔣麗等[1]在兔肉脯中添加適量花生粉,賦予兔肉脯獨特的堅果香,同時復合花生兔肉脯烘烤后色澤明顯優于單一成分的兔肉脯。詹春蓉[10]采用重組肉加工技術制備帶骨重組兔肉脯,并佐以百香果汁,研發出具有百香果獨特香味的重組兔肉脯,既可提高兔的非肉部分利用率又能豐富其營養成分。

1.2 禽類動物肉脯

禽類以其低廉的銷售價格和快速的生長周期成為中國主要消費肉制品之一,以禽類動物為原料深加工制作的肉制品種類繁多。近年來,鴨肉脯的工藝及風味研究受到重視,不僅在工藝優化上進行研究,同時著手改善其揮發性物質對風味的影響[11]。丁家琪等[4]在鴨肉脯中添加4%的抹茶粉,解決了鴨肉脯腥味重的問題,同時降低了肉脯中自由水含量,提高了鴨肉脯的硬度與咀嚼性。雞肉脯的研究主要在于其色澤的改善,如吳斌等[5]使用番茄紅素作為雞肉脯的色澤改良劑,并提高了雞肉脯的抗氧化能力。除了色澤,風味的改善也是研究必不可少的一部分,楊芳等[2]添加復合果蔬及燕麥片改善雞肉脯風味,劉曉連等[12]巧妙的利用胡蘿卜同時兼顧雞肉脯色澤與風味的改善。

1.3 豬肉脯

我國作為中國豬肉生產及消費第一大國,豬肉產品的種類豐富、形式繁博。豬肉脯有著無可比擬的優勢,如色澤明亮,口感軟硬適中,無不良氣味,可塑性強等。鑒于此,豬肉脯在所有肉脯品種中占比極高,也更受消費者青睞。盡管如此,豬肉脯的研究依舊如火如荼,市場需求促進著對豬肉脯感官及質構的改善研究。崔萃等[13]利用祁門紅茶提升豬肉脯的焙烤香氣,降低肉脯油膩口感;楊艷等[14]通過添加9%豬骨泥彌補肉脯中鈣含量不足的問題,使肉脯含鈣量高于400 mg/100 g;樊金山等[15]將姬松茸粉與豬肉糜結合,研制出一種具有保健功能的豬肉脯。以上途徑均在一定程度上提高了豬肉脯的營養價值,有別于傳統豬肉脯單一的營養構成。周鳳超等[16]制作出一款風味獨特、色澤鮮亮的枇杷風味豬肉脯,豐富了豬肉脯產品種類;姚芳等[17]開發納豆豬肉脯,制得豬肉脯的色澤為清亮紅色,具有納豆特有的香氣和滋味,且嫩度提高口感好,蛋白質含量高達38.6 mg/100 g;陳智光等[18]使用植物乳桿菌和肉糖葡萄球菌共同混合接種對傳統豬肉脯進行發酵處理,降解肌肉蛋白,有效降低肉脯剪切力,對口感改善效果極佳。不論是在風味或是營養方面,豬肉脯均對其他輔料有著良好的兼容性,這也是豬肉脯成為研究占比最高的重要因素。

1.4 水產品肉脯

因其地域性、風味等客觀條件的制約,水產品不像禽畜產品有多種利用形式,目前的水產品主要以鮮食為主,精深加工產品較少,尤其是水產品為原料制作的肉脯目前研究極少。瞿桂香等[19]利用谷氨酰胺轉胺酶(transglutaminase,TG)催化蛋白質發生轉酰胺反應,形成凝膠網絡結構,使龍蝦組合在一起形成結構致密的龍蝦肉脯,為小龍蝦深加工產業提供新方向。而其他水產品的肉脯也亟待被研發。

1.5 復合肉脯

不同于傳統肉脯原料的單一性,復合肉脯有著更高的營養價值和更復雜的工藝程序,研究人員嘗試使用多種肉類復合制作肉脯,通過添加其他種類肉提升主料肉的感官品質或降低經濟成本。李霞等[20]通過大量雞肉降低傳統兔肉脯硬度及咀嚼度,開發出一種老少皆宜的風味復合兔肉脯。除了添加不同種類原料肉復合制脯外,利用動物副產物復合制脯極大程度降低了經濟成本。如江月[21]利用牛副產物如心臟、肝臟、牛皮作為原料,研發出復合牛雜肉脯產品,拓展了牛副產品加工前景。

由于肉脯研究前景廣闊,創新形式層出不窮,肉脯加工相關文獻也較多。為了便于讀者更清晰地把握目前肉脯加工領域的發展進程,本文總結了關于肉脯加工方向的常見報道(表1)。

表1 肉脯加工原料創新種類Table 1 Innovative types of raw materials for dried meat slices processing

2 肉脯的感官品質改善研究

肉脯的感官改善是影響產品品質的重要因素,曹葉萍等[22]發現,通過糖醇代替蔗糖可以在不影響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%。不僅如此,其研究還圍繞豬肉脯烤制過程中的水分分布和蛋白質變性作用來判斷其與產品質構之間的關聯,研究表明在豬肉脯嫩度的關鍵熱處理溫度65 ℃條件下,不易流動水含量越低、蛋白質變性程度越高,豬肉脯硬度、咀嚼度越大[23]。該研究開啟了傳統豬肉脯生產工藝的完善與質構改良的新途徑。趙巖等[24]探討了真空干燥方式對發酵鹿肉脯干燥特性、感官品質及質構的影響,最終綜合考量認定通過真空干燥處理的肉脯色澤氧化程度更低,干燥過程溫度低,水分蒸發均勻,品質最佳。而趙謀明等[25]選擇添加0.24%魔芋膠與0.16%瓜爾豆膠的豬肉脯與對照組相比,水分活度降低了4.49%,pH也有顯著性提高,對豬肉脯的感官品質、質構特性及耐貯藏性均有改善,使豬肉脯綜合品質的大幅提升。除了廣義上的改善肉脯綜合感官品質,還有學者專注于某些特點的質構品質進行改良優化研究,如對綜合品質影響最大的嫩度、風味、色澤等(表2)。

表2 改善肉脯質構品質的方法Table 2 Methods to improve the textural quality of dried meat slices

2.1 肉脯嫩度的改善

由于肉脯的制作工藝需要經過烘干烤制等過程,水分流失較大,肉脯容易出現干硬難咀嚼等問題。因此,通過科學的手段降低肉脯硬度會使肉脯更易被消費者接受。目前常見的嫩化方式主要有機械滾揉嫩化法、電刺激、拉伸嫩化法、肉制品成化法及化學嫩化劑法等[32]。在實際的生產加工中,嫩化劑法由于操作簡單且效果優勢突出受到青睞。常見的嫩化劑包括蛋白酶類、磷酸鹽類及鈣鹽等,其中蛋白酶類嫩化劑包括植物型(如木瓜蛋白酶)、動物型(胰蛋白酶)、微生物蛋白酶(如枯草桿菌蛋白酶)等,此類蛋白酶嫩化劑通過降解膠原纖維和結締組織中的蛋白質,使部分氨基酸之間的連接發生斷裂,破壞其分子結構,從而提高肉的嫩度[33]?；诖?叢懿潔[26]對多種蛋白酶,如木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、復合蛋白酶進行對比,探究不同蛋白酶對肉糜品質的影響及相應機理,最終選取木瓜蛋白酶和谷酰轉氨酶復合作用于肉脯,在不改變水分活度的情況下改善肉脯嫩度。有別于蛋白酶,磷酸鹽不會對肉的結構產生影響,而是通過增加肉的持水性達到降低硬度的目的。CaCl2的作用機理是Ca2+增加內源性鈣激活蛋白酶Calpain的活性,在動物宰后成熟過程中發揮作用,降解肌原纖維蛋白使其結構變得不穩定,加速宰后肌肉的成熟,從而促進肉的嫩化作用[34]。除此之外,近期有不少研究人員發現,發酵對肉脯制品的品質也有著極大的提升作用。柴利等[27]對比4種商業發酵劑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、肉葡萄球菌亞種)和EasyCure LC(漢斯德巴氏酵母菌、彎曲酵母菌、肉葡萄球菌和小牛葡萄球菌)發酵制成的兔肉脯對食用品質的改善,解決了傳統肉脯質地干硬、不易咀嚼等缺點,豐富了肉脯產品的嫩化方式。劉靖等[28]比較研究了木瓜蛋白酶、復合多聚磷酸鹽、CaCl2和糖類保濕劑對肉脯嫩度的影響,并確定了最佳配比為0.4‰木瓜蛋白酶、0.4%復合多聚磷酸鹽、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。因操作簡單價格低廉,目前絕大多數的研究中都選擇使用化學嫩化劑,尤其青睞使用蛋白酶和磷酸鹽提高肉脯嫩度。相比化學嫩化法的簡便,生物發酵嫩化法需要專業的技術和嚴苛的操作環境,成本相對較高,但生物發酵不僅可以在肉脯嫩度方面起到改善作用,同時兼具改善風味的作用[3]。目前對以生物發酵的方式提高肉脯嫩度的相關研究較少,但就意義來說,生物發酵技術在肉制品精深加工中的應用是一個更有研究意義的方向。

2.2 肉脯風味的改善

風味是肉脯產品最直觀的評價指標,改善肉脯風味的手段有很多,通常采用添加有特殊香氣的物質作為改良劑,如上文提到的堅果[1]、水果[16]、蔬菜[2]等,均可以在保留肉脯原味的基礎上增加復合香氣。除了簡單的添加風味物質開發新口味外,還可以通過呈味肽對原味肉脯的香氣進行增強。陳政等[29]采用風味蛋白酶和Novozym37071酶對柞蠶蛹蛋白進行酶解,制備出蠶蛹呈味肽用于肉脯中增加醛類和吡嗪類化合物含量,對豬肉脯香氣有促進作用。不僅如此,研究人員還發現添加15%的蠶蛹呈味肽能有效抑制脂肪氧化,對肉脯的抗氧化與保藏起到了積極作用。

2.3 肉脯色澤的改善

肉脯在加工過程中的色澤會隨加工方式的改變產生差異,后期貯存時間也會使產品色澤逐漸降低。因此,添加改善傳統肉脯色澤的物質不僅會使產品更美觀,提高感官評分,也會避免產品因貯存期色澤褐變產生的經濟浪費。傳統的熟肉制品多通過人工合成的添加劑如亞硝酸鹽發色、紅曲色素對產品色澤進行調整,而添加天然植物色素改善肉脯色澤已然成為近年來的流行方式。吳斌等[5]將番茄紅素作為雞肉脯色澤改良劑,以期作為一種色素用于肉脯產品的開發。李君珂等[30]研究了蔬菜提取物對豬肉肉片、豬肉勻漿物腌制后的發色效果,以期代替亞硝酸鹽的作用,減少肉脯加工過程中亞硝酸鹽的使用量。姚芳等[31]的研究發現蔗糖水解液會與肉脯中蛋白質在烤制過程中發生美拉德反應,其反應產物可替代亞硝酸鈉在肉脯中的發色作用。不論是通過添加有色果蔬粉還是替代亞硝酸鹽發色的方式,都是肉制品加工行業里程的一大步,符合國家提倡的綠色健康原則,降低了對人體有危害風險的因素引入,也是未來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

肉制品中含有豐富的營養物質,是微生物生長繁殖的理想樂土。有效的殺菌方式是肉制品加工過程中最重要的環節,目前主流的殺菌技術有高溫殺菌、巴氏殺菌、輻照殺菌、微波殺菌、超聲波殺菌等[35]。這些殺菌方式幾乎涵蓋所有肉制品。但由于肉脯的水分含量小于20%,不易于微生物的繁殖,其保藏原理主要通過干藏的方式,因此殺菌工藝并非肉脯加工工藝中必須環節,多數的生產廠家有著高凈度的生產車間,避免了生產過程中雜菌的引入,因此在工廠加工過程中往往焙烤結束省去了殺菌步驟。但在不少實驗室條件下生產的用于研究貯藏性的肉脯多數通過常見的高溫高壓蒸煮殺菌方式[3]進行滅菌,基于此,楊欽滟[36]對比研究了不同殺菌方式及貯藏條件下,山雞椒油在肉脯中的抗氧化效果,結果表明在無光、真空包裝、高壓殺菌處理方式下貯藏效果明顯優于有光、普通包裝、巴氏殺菌條件。除了物理方式殺菌,通過添加防腐劑也對延長肉脯保質期有重要作用,如山梨酸鉀、乳酸鏈球菌素、雙乙酸鈉等防腐劑均有抑菌作用,能夠有效抑制微生物生長。更值得一提的是,目前有相關研究表明,通過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,將其加入到豬肉脯中,能有效發揮其抗菌性、抗氧化性等活性作用。

3.2 抗氧化方法

除了細菌的作用,肉脯本身含有水分、脂肪、蛋白質等營養元素,在光照溫度的影響下,也會隨貯藏時間的延長而發生氧化酸敗,尤其是工藝中添加脂肪含量較高的肉脯更易發生脂肪氧化反應,嚴重影響到貯存后期食用感官品質,降低肉脯的保質期,帶來了不可低估的經濟損失。目前抗氧化劑的應用主要參考GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》,部分肉脯的生產加工過程中選擇D-異抗壞血酸鈉[16,27]作為延緩肉脯氧化助劑并起到了明顯的效果。相比人工合成抗氧化劑,天然植物中提取具有抗氧化作用物質更符合消費者的健康需求,大量學者將目光轉向天然抗氧化物研究。因此,天然抗氧化物質在肉脯中的應用也是目前的研究重點(表3)。

表3 肉脯貯藏過程中延緩產品氧化的方法Table 3 Methods of delaying product oxidation during storage of dried meat slices

3.2.1 天然抗氧化物質

天然抗氧化劑是食品中固有的,在生物體中自行合成,且在低濃度下具有延遲氧化過程或抑制活性氧形成的物質,因其良好的作用效果和對人體無任何毒副作用的優勢而受食品加工行業的熱捧。自然界中許多植物都具有天然抗氧化作用,被開發利用的天然抗氧化物僅僅是冰山一角。熊雙麗等[38]將菊粉與高鈣菜粉添加入豬肉脯中,提高了肉脯的自由基清除活性和總抗氧化能力,進而提高了肉脯貯藏品質;李玉邯等[39]研究了洋蔥皮對豬肉脯品質、抗氧化能力及貯存穩定性的影響,洋蔥皮中的黃酮類物質有很好的清除自由基能力,延緩肉脯的脂肪氧化速度;李登龍等[40]發現金針菇多糖對雞肉脯抗氧化有積極作用,同時,添加了金針菇多糖的肉脯在營養價值方面更有優勢;李艷等[41]添加黑蒜作為提高豬肉脯抗氧化能力的輔料;曹媛媛等[42]添加仙草提取物以達到增強肉糜凝膠強度及肉脯抗氧化能力;李玉邯等[43]添加鼠尾草改善豬肉脯的感官品質和抗氧化性能;LU等[44]通過使用發酵劑嗜酸乳桿菌和戊糖小球菌(2∶1,質量比)混合接種于鴨肉脯,使鴨肉脯組胺含量降低,亞硝酸鹽含量降低了近60%,脂質氧化和微生物生長也受到了有效抑制。天然抗氧化劑簡單易得,安全性更高,是目前研究的重中之重。

3.2.2 其他抗氧化物質

除了天然抗氧化劑,還有一些需要進行簡單合成的抗氧化劑同樣具有良好的功能效果。其中,通過美拉德反應產物的還原性延緩肉脯氧化進程是一個研究亮點。王軍等[45]利用殼聚糖發生美拉德反應產生類黑精達到提高豬肉脯貯藏過程中的色澤和氧化穩定性的作用。阮雁春等[46]利用花生蛋白水解物與半乳糖進行美拉德反應,提升豬肉脯的pH值、降低羰基含量,并顯著抑制蛋白氧化和脂質氧化,對豬肉脯產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]發現將硒化卡拉膠應用到豬肉脯中,能夠改善肉脯食用品質并提高抗氧化能力。沈雙偉等[48]將桑葚多酚包埋進β-環糊精中制備β-環糊精微膠囊,提高了桑葚多酚在豬肉脯加工過程中的熱穩定性,提高肉脯抗氧化能力。

4 總結與展望

盡管肉脯的工藝與品質改善已有許多相關研究,但依然是一個熱點方向,積極研發不同風味的創新肉脯,將更具特色的果蔬引入加工工藝中,豐富肉脯的口味,提高果蔬利用率,同時積極推進營養型肉脯的開發研究,改善肉脯營養結構,提高營養元素含量。另外,發掘天然抗氧化物以延長肉脯保質期,增加肉脯抗氧化能力是目前的研究重點,不少研究均驗證了了果蔬中提取的天然活性物質在肉制品中的抗氧化作用[49]。因此,未來的肉脯研究方向不僅要專注于感官品質的改善,更要善于利用具有抗氧化作用的天然植物提取物以延長肉脯保質期。