超高壓技術對鵝肉嫩度的影響

高海燕，潘潤淑，馬漢軍*

(河南科技學院食品學院，河南 新鄉 453003)

超高壓技術對鵝肉嫩度的影響

高海燕，潘潤淑，馬漢軍*

(河南科技學院食品學院，河南 新鄉 453003)

研究超高壓技術對鵝肉嫩化效果的影響，在室溫(20℃)條件下，采用不同壓力(0～500MPa)和不同時間(0～30min)對鵝肉進行嫩化處理，得出嫩化效果較好的壓力和處理時間，并采用響應面優化超高壓工作條件。單因素試驗結果表明：壓力300MPa、處理時間20min時，鵝肉的嫩化效果較好。通過響應面統計分析，壓力和處理時間兩因素具有交互作用，優化后的參數為：壓力292MPa、高壓處理時間19.75min條件下，失水率最低；壓力246MPa、高壓處理時間23.85min時持水率最高。超高壓技術處理鵝肉可以明顯增加其嫩度，具有較好的應用前景。

鵝胸肉；超高壓；嫩度；響應面

20世紀80年代末開始，高壓技術引起了食品界研究者越來越大的興趣，壓力處理后能延長制品貯藏期，又不破壞營養和風味，在肉類領域的應用也越來越受到人們的重視[1-3]。高壓技術在肉類加工中的應用最早出現在日本，目前高壓食品加工已在日本、美國、法國等國家商業化生產[4-5]。越來越多的國家投入大量的人力、物力和財力對高壓技術在食品各個領域的應用展開了研究，并取得了許多重要的研究成果[6-9]。我國對高壓技術在肉類工業中的應用研究也正在進行，如馬漢軍等[10-11]研究了高壓和熱結合處理對牛肉感官特性、脂肪氧化和組織結構的影響。

鵝肉營養豐富、脂肪含量低、不飽和脂肪酸含量高，對人體健康非常有益。鵝肉的蛋白質含量也較鴨肉、雞肉、牛肉和豬肉高。但鵝肉的纖維較粗，肉質較老，難于咀嚼，口感較差，因此在鵝肉加工中常需進行嫩化處理[12-14]。高壓可導致肌肉的顯微結構和內源蛋白酶發生變化從而促進肉的成熟，提高肉的嫩度，但過高的壓力會造成一定的負作用，如變色、加速脂肪氧化等[15-16]，并且目前在鵝肉的嫩化研究中還沒有應用超高壓技術，因此高壓處理嫩化鵝肉的參數還有待于進一步研究。

本實驗主要研究鵝肉經過不同壓力、不同時間處理后其嫩度的變化，通過響應面試驗設計，確定超高壓技術嫩化鵝肉的最佳條件，為工業化生產鵝肉制品的嫩化工藝提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮鵝胸肉購于當地市場，冷凍貯藏于冰箱中(－18℃)，加工前在4℃條件下自然解凍18h。1.2 儀器與設備

ZQ500-ZSO真空包裝機 溫州鹿城黃河包裝機械廠；UHPF-750MPa超高壓食品處理裝置 包頭科發新型高技術食品機械有限公司；電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫療儀器廠；恒溫鼓風干燥箱 上海瑯玕實驗設備有限公司；TDL-40B臺式離心機 上海安享科學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

解凍后的鵝胸脯肉修去可見的脂肪、結締組織，順纖維方向切成30mm×30mm×25mm規格的條狀。放入蒸煮袋內，用真空包裝機密封，盡可能去除袋內空氣，封裝后的樣品馬上進行高壓處理。

1.3.2 超高壓處理

將前處理后的樣品置于高壓處理設備容器中，在室溫(20℃)條件下，經不同壓力和不同時間處理，處理后的樣品立即進行分析。壓力上升的速度約為4MPa/s，以蒸餾水作為介質。

1.3.3 單因素與響應面試驗設計

1.3.3.1 單因素試驗

不同壓力處理對鵝肉嫩度的影響：在室溫(20℃)條件下，把經過前處理的鵝肉樣品放入超高壓食品處理裝置內，分別經100、200、300、400、500MPa壓力處理20min，液體介質是蒸餾水，處理后的樣品立即進行測定。未經高壓處理的樣品作為對照。

不同時間高壓處理對鵝肉嫩度的影響：通過數據分析不同壓力處理對鵝肉嫩化效果的影響結果，選定一個最佳壓力，在室溫(20℃)條件下，采用不同時間10、15、20、25、30min的高壓處理，處理后的樣品立即進行測定。以未經高壓處理的樣品作為對照。

1.3.3.2 響應面試驗設計

根據單因素試驗結果，室溫(20℃)條件下不同高壓、不同時間處理對鵝肉嫩化效果的影響，選定出最佳處理壓力、最佳處理時間，設計二次回歸旋轉試驗，因素水平如表1所示。

表1 二次回歸旋轉試驗因素水平表Table 1 Factors and levels in quadratic regression rotation combination design

1.3.4 指標測定方法

1.3.4.1 鵝肉烹飪失水率的測定方法

取50g鵝肉切成小塊，放于蒸煮袋中，在95℃的電熱恒溫水浴鍋內加熱10min左右，當鵝肉的中心溫度達到85℃時，取出樣品，冷卻至常溫，用濾紙擦干表面水分，然后稱量，每組試驗做3次求平均值。以未經高壓處理的樣品為對照。烹飪失水率按下式計算：

1.3.4.2 鵝肉持水力的測定方法

首先采用質量恒定法來測定鵝肉含水量。然后，稱取10g同等條件下的鵝肉樣品，用剪刀把肉剪碎，再放入研磨盅內研磨，研磨后放入離心管中，稱量后放入臺式離心機中離心，離心20min。取出離心管，將離心管中的水倒出，并用濾紙將其表面的水分吸干，將樣品和離心管一起稱量，并準確記錄每組樣品的數據，每組試驗做3次求平均值。以未經高壓處理的樣品作為對照。按下式計算持水力：

1.3.4.3 質構分析

采用TA-XT2i質構儀對高壓處理樣品和對照樣品(30mm×30mm×25mm)進行質構測試，測定時使用直徑為50mm的圓柱形探頭(P/50)，測定條件為：測試前速2mm/s，測試速度2mm/s，測試后速度2mm/s，壓縮樣品高度為50%，時間10s。所有測試均重復3次求平均值。

1.4 數據處理

采用Design Expert 7.0進行統計分析擬合二次回歸模型和產生響應面圖。響應值的模型(Y)為：

式中：b0為響應值在中心點(0,0)的擬合值；bn、bnn和bnm分別是線性、二次和交叉積。其他數據采用Excel統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同壓力處理對鵝肉嫩度的影響

在室溫(20℃)條件下，選用不同壓力對鵝肉進行嫩化處理，處理時間均為20min，測得持水力、失水率和質構特性如圖1所示。

由圖1a可知，不同壓力處理對鵝肉的烹飪失水率影響呈現出先降低之后升高的趨勢，200MPa處理的樣品失水率達到一個最小值。不同壓力處理對鵝肉的持水力影響沒有一定的規律，與空白對照組相比，200MPa出現上升，并且在200～400MPa之間持水力變化比較平穩，在200、300、400MPa處理條件下對鵝肉持水力效果都很好。由圖1b可知，在0～200MPa壓力條件下鵝肉硬度基本沒有變化，到300MPa時鵝硬度值降低，400～500MPa又呈升高趨勢。由此可以說明：在300MPa下硬度最低，嫩化效果最好。綜合分析，在室溫20℃處理時間20min條件下，選定300MPa為鵝肉嫩化最佳壓力。

圖1 不同壓力處理對鵝肉嫩度的影響Fig.1 Effect of pressure on tenderness of goose meat

2.2 不同時間處理對鵝肉嫩度的影響

圖2 不同時間處理對鵝肉嫩度的影響Fig.2 Effect of pressure-holding time on tenderness of goose meat

在最佳壓力300MPa、室溫條件下高壓處理鵝肉，不同處理時間的嫩化效果如圖2所示。

由圖2a可知，不同時間處理對鵝肉失水率的影響明顯，在20min時烹飪失水率最低，嫩化效果最好。不同時間處理對鵝肉持水力的影響明顯，0～15min處理時間下，持水力逐漸下降。在處理時間為20～30min時，持水力上升均高于對照組，但在20min持水力最高，嫩化效果最好。由圖2b可知，不同時間處理對鵝肉硬度的影響明顯，在10～30min內出現先降低后升高的變化趨勢，處理時間為10min和20min時硬度低于對照組。在20min處理下硬度最低，嫩化效果最好。

綜上所述，在室溫(20℃)、壓力300MPa處理條件下，超高壓處理20min鵝肉的嫩度最佳。

2.3 超高壓技術對鵝肉嫩度影響的響應面試驗

2.3.1 回歸模型

表2 二次回歸旋轉設計結果Table 2 Arrangement and experimental results of quadratic regression rotation combination design

從表2可得失水率和持水率回歸方程如下：

失水率：Y=37.19966＋0.58333x1＋0.375x2＋0.5325x1x2＋2.05621x12＋1.93121x22

持水力：Y=71.7931－4.66667x1－1.91667x2＋2.625x1x2－2.77586x12－2.02586x22

2.3.2 擬合模型可信度分析

從表3可以看出，在試驗設計范圍內，對失水率和持水力，R2值分別可以達到0.7992和0.7975， 表示方程擬合擬合比較可信。CV(變異系數)表示實驗的精確度，CV值越高，實驗的可靠性越低，本實驗中失水率CV=5.07%，持水力較低CV=3.78%，數值較小，說明實驗操作可信。

表3 擬合模型的可信度分析Table 3 Reliability analysis of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.3 擬合模型方差分析

對于失水率模型，方差分析的結果如表4所示。模型F值為5.57，P值為0.0218小于0.05，模型失擬值為0.2525，說明模型是顯著的。對于持水率模型，方差分析的結果如表4所示。模型F值為5.51，P值為0.0224小于0.05，模型失擬值為0.2162，說明模型是顯著的。

表4 擬合模型的方差分析Table 4 Analysis of variance of two established regression models for tenderness of goose meat

2.3.4 響應面圖

圖3 壓力和時間對鵝肉持水率(A)和失水率(B)影響的響應面圖Fig.3 Response surface plots showing the effects of pressure and dwell time on tenderness of goose meat

由圖3A可以看出，持水力回歸方程存在穩定點，穩定點是極大值，通過分析極大值對應的因素(x1，x2)的編碼值為(－0.54，0.77)，即持水力高壓處理最佳條件為壓力246MPa，高壓處理時間23.85min。在該條件下估計的持水力值為78.3177%。試驗對此結果進行了3次驗證，獲得的持水力平均值為(78.48±0.45)%。

由圖3B可以看出，失水率回歸方程存在穩定點，穩定點為極小值，通過分析極小值對應的因素(x1，x2)的編碼值為(－0.08，－0.05)，即失水率高壓處理最佳條件為壓力292MPa，高壓處理時間19.75min，在該條件下估計的失水率為34.93%。試驗對此結果進行了3次驗證，獲得的失水率值為(34.62±0.22)%。

通過優化后得到兩組最佳的壓力和處理時間有差異，在實際應用中可根據實際情況需要選擇合適的參數。

3 結 論

單因素試驗結果表明：壓力在300MPa下處理的鵝肉嫩度最大，外觀形態完整，嫩化效果最好；時間在20min下處理的鵝肉嫩度最大，嫩化效果最好。通過響應面軟件優化，對于失水率：最佳的高壓條件為壓力292MPa、高壓處理時間19.75min。對于持水力：最佳的高壓條件為壓力246MPa、高壓處理時間23.85min。

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Effect of Ultra-high Pressure Treatment on Tenderness of Goose Breast Meat

GAO Hai-yan，PAN Run-shu，MA Han-jun*
(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, China)

Goose meat was processed under conditions of varying pressure (0－500 MPa) and dwell time (0－30 min) and constant temperature (20 ℃), and the effect of ultra high pressure treatment on the tenderness of goose meat was investigated.The tenderness of goose meat was evaluated by water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation.In single factor experiments, the appropriate levels of pressure and dwell time were 300 MPa and 20 min, respectively. Based on the results of response surface analysis, pressure and dwell time had interactive effects on water loss rate during cooking and water holding capacity during centrifugation. The optimum levels of pressure and dwell time for minimizing water loss rate during cooking were 292 MPa and 19.75 min, respectively. Pressure of 246 MPa hold for 23.85 min provided maximum water holding capacity during centrifugation. These results indicate that the ultra high pressure might enhance the tenderness of goose breast meat and has promising prospects for further development.

goose breast；ultra high pressure；tenderness；response surface methodology

TS251

A

1002-6630(2011)08-0107-04

2010-06-27

河南省教育廳科技創新人才支持計劃項目(2009HASTIT029)

高海燕(1973—)，男，副教授，碩士研究生，研究方向為農產品貯藏與加工。E-mail：gaohaiyan127@163.com*通信作者：馬漢軍(1965—)，男，教授，博士，研究方向為農產品貯藏與加工。E-mail：xxhjma@126.com