超高壓結合熱處理對黑豬肉品質的影響

王 健，陳發慶，王成忠，* ，張新明

(1.山東輕工業學院食品與生物工程學院，山東濟南 250353;2.山東省食品發酵工業研究設計院，山東濟南 250013)

隨著社會經濟的發展和安全健康意識的提高，消費者對肉及肉制品的質量提出了更高的要求，推動了研究者加快研發新的物理保藏方法以便來代替傳統的加工手段，像冷凍、灌裝或者干燥等物理手段，雖然這些技術有助于提高食品安全，但同時它也會造成一些食品特性的降低。超高壓技術是以非加熱手段使食品中致腐微生物失活［1－3］。這種新技術在食品工業中有很大潛力，能夠控制食品變質，改善食品品質和延長貨架期，同時能夠保持風味、氣味和最重要的營養價值不受影響［4－8］。超高壓協同溫度處理成為當今超高壓研究領域的熱點之一［9－10］。高壓作用于豬肉能夠使品質發生顯著變化，AMIR I ZAMRI［11］研究超高壓和加熱協同處理對雞肉胸脯質構的影響時發現，處理溫度在50℃以下，溫度和壓力對增加肌肉的硬度起協同作用。但是，在60、70℃，硬度在200MPa以上壓力處理后降低。同時超高壓處理也會造成色澤變化和加快油脂氧化，馬漢軍等［12］研究不同壓力處理對絞碎牛肉顏色及肌紅蛋白的影響發現:隨壓力的上升，L*值增加、a*值下降，肌肉逐漸失去紅色變為灰棕色。Thawatchai［13］利用超高壓結合溫度對香腸進行處理，實驗結果與上述相似。油脂氧化是引起肉及肉制品腐敗的主要原因，從目前研究來看，幾乎所有肉食品都對壓力誘導油脂氧化敏感［14－17］，已有報道聲明引起這種現象的原因是肉類中含有金屬的復合物釋放出游離金屬離子而造成的，游離金屬離子濃度的富集加快了油脂氧化速率［18］。黑豬肉的維生素E含量明顯高于普通豬肉。其膽固醇含量低，更有益于人類的身體健康。除此之外，黑豬肉中還富含鉀、鈉、鎂、鐵、鋅、硒等十種人體所需礦物質元素。超高壓處理能很大程度上保留黑豬肉原有的營養價值，本實驗研究超高壓結合熱處理對黑豬肉品質的影響，旨在為超高壓在黑豬肉加工方面的應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

成熟后的黑豬背最長肌 山東省臨邑佑一品食品有限公司;硫代巴比妥酸、1，1，3，3－四甲氧基丙烷、三氯乙酸、磷酸、鹽酸、二乙胺四乙酸二鈉 濟南三新俐華醫療器械有限公司。

HPP.L3－600/0.6型超高壓處理設備 天津市華泰森淼生物工程技術有限公司;ADCI－60－C全自動測色色差計 北京辰泰克儀器技術有限公司;TA－XT.PLUS物性測試儀 英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 肉樣制備 在衛生干凈的環境下將黑豬肉樣品用不銹鋼刀修正除去可見脂肪和結締組織，順肌原纖維方向切成3cm×3cm×15cm的肉塊，用聚乙烯真空袋進行真空包裝，儲存于－18℃，備用。實驗前，隨機取出肉塊，在4℃下解凍12h。

1.2.2 高壓處理 將化凍后的肉樣放到超高壓容器中，添加蒸餾水到指定刻度，在20、40、60℃下分別于200、400、600MPa進行30min的處理。與此同時與之對應的對照組在常壓下分別于20、40、60℃下處理30min。實驗后取出肉樣，用干凈的毛巾擦干包裝表面的水分，然后置于4℃下保存，備用。以處理當天為0d。對于所有的實驗，開袋后的肉樣要盡快進行測定，以免影響實驗結果。

1.3 測定分析

1.3.1 肉樣質構分析 高壓處理后，用不銹鋼刀將高壓處理組和對照組切成2cm3肉塊，用濾紙吸干表面水分。根據實驗說明將肉樣放在載物臺上，使其肌原纖維方向與載物臺平行，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5mm/s，測試速度2mm/s，測試后速度5mm/s，壓縮樣品高度為50%，時間5s，然后使質構儀在設定參數下沿肌原纖維垂直方向壓縮樣品。所有測試均重復6次求平均值。

1.3.2 色澤分析 使用全自動測色色差計對肉樣進行色澤測定。首先需要對色差計進行調黑和調白校準，用濾紙吸干肉樣表面水分，然后對肉表面進行色澤測定。每塊肉樣進行10次測量求平均值，每個處理重復3次。

1.3.3 硫代巴比妥(TBA)值測定 參考文獻方法［19］測定TBA值。準確秤取10g肉樣于燒杯中，加入60mL蒸餾水并用玻璃棒攪勻后倒入蒸餾燒瓶中，再用38mL蒸餾水沖洗一并倒入，加2mL左右4mol/L的HCl將pH調至1.5，加幾粒玻璃珠，加熱蒸餾收集蒸餾物50mL。吸取5mL于25mL具塞反應管中，加入5mL TBA試劑，蓋塞搖勻后沸水浴35min。用5mL蒸餾水做對照。水浴后至冷水中冷卻10min，測定在532nm處的吸光度(D)。在測試前需要制作標準曲線，并測出蒸餾法中丙二醛的轉化率。以往文獻報道TBA值(以mg丙二醛/kg樣品計)=7.8D，丙二醛轉化率在 70%左右［20－21］，由于實驗中各個因素的影響，本實驗測得的丙二醛轉化率在53%左右。通過標準曲線斜率和丙二醛轉化率計算:

式中，D:吸光度。

2 結果與分析

2.1 超高壓結合熱處理對肉品質的影響

由圖1～圖3可以看出，常壓下加熱處理能使豬肉的硬度、凝聚性和咀嚼性增加，40℃時，三個指標稍有增加，但是當溫度上升到60℃時，指標數值顯著升高，這說明肌原纖維蛋白變性溫度在40～60℃之間。在20～40℃范圍內的壓力處理能夠引起硬度、凝聚性和咀嚼性的增加，最明顯的增加發生在200～400MPa之間。這個結果與 AMIR I ZAMRI［11］在加熱和超高壓結合處理雞胸脯的實驗結果是一致的。K Angsupanich［22］對超高壓處理的鱈魚肉進行差示掃描量熱分析顯示400MPa高壓處理能使肌動蛋白和大部分的肌漿蛋白變性，而肌球蛋白在200MPa就已經完全變性。但是在600MPa處理時，咀嚼性有所降低。

圖1 超高壓結合熱處理對硬度的影響Fig.1 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on hardness

圖2 超高壓結合熱處理對凝聚性的影響Fig.2 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on cohesiveness

2.2 超高壓結合熱處理對肉色澤的影響

不同的壓力和溫度處理后，豬肉的外觀和色澤發生明顯的變化。室溫下，豬肉的色澤隨著壓力的升高由紅色逐漸變成粉紅色，當壓力升高到400MPa時變成灰色，當壓力進一步升高，色澤變成灰棕色。在40℃下，常壓處理的豬肉變成粉紅色，在200MPa下變成灰色，當壓力在400～600MPa時，豬肉變成灰褐色。60℃時，由于大部分蛋白已發生變性，隨著壓力的增加，豬肉的外觀色澤變化不明顯。

壓力處理后L*、a*值的變化如圖4、圖5。常壓下，L*值隨著溫度的升高而升高，在40～60℃范圍內，L*值增加的最明顯，這些變化是由于肌原纖維和肌漿蛋白的變性。室溫條件下，在200～400MPa，L*值明顯升高，隨著壓力的進一步升高，L*值變化不大。60℃下壓力處理，L*值基本沒有變化。a*值則相反，隨著壓力的上升而下降，高于400MPa后下降速度趨于減緩。40～60℃的a*值變化不大。

圖3 超高壓結合熱處理對咀嚼性的影響Fig.3 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on chewiness

圖4 超高壓結合熱處理對L*值的影響Fig.4 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on L*value

圖5 超高壓結合熱處理對L*值的影響Fig.5 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on a*value

2.3 超高壓結合熱處理對TBA值的影響

由表1可以看出，高壓處理和加熱處理都能使起始TBA值升高。高壓結合熱處理組在儲存期間TBA值的增加速率明顯快于未處理組。這與P.B.Cheah［23］和朱曉紅［24］的實驗結果基本相符。據稱這種現象是由于高壓導致自由金屬離子從復合物中釋放出來，進而導致油脂氧化速率加快。金屬離子螯合劑能有效阻止氧化速率的增加。

表1 超高壓結合熱處理對TBA值的影響(mg/mL)Table1 Effect of combined heat and ultra－high pressure treatment on TBA values(mg/mL)

3 結論

超高壓結合熱處理能夠使黑豬肉品質發生顯著變化，溫度和壓力對黑豬肉的硬度、凝聚性和咀嚼性起協同作用。同時超高壓處理也會造成色澤變化和加快油脂氧化，隨壓力和溫度的上升，L*值增加、a*值下降，肌肉逐漸失去紅色變為灰棕色，油脂氧化是引起肉及肉制品腐敗的主要原因，高壓結合熱處理組在儲存期間TBA值的增加速率明顯快于未處理組。

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