高壓對牛肉腌制進程及其品質特性的影響

段虎，劉勤華，王祎娟，董建國，楊建，馬漢軍

（河南科技學院食品學院，河南新鄉453003）

高壓對牛肉腌制進程及其品質特性的影響

段虎，劉勤華，王祎娟，董建國，楊建，馬漢軍*

（河南科技學院食品學院，河南新鄉453003）

以牛肉為研究對象，通過均勻試驗設計，研究腌制結合高壓（75MPa～450MPa、10min～60min）處理對牛肉NaCl含量、pH、色澤、硬度和彈性的影響。結果表明，高壓下腌制可以加快腌制進程，提高NaCl在牛肉中的含量。pH和光澤隨著壓力（75MPa～450MPa）的上升而增加，紅度值在一定壓力范圍內（150MPa～300MPa，20min～50min）趨于穩定。壓力水平在300MPa以上時可導致硬度增大。通過回歸分析，結合各特性指標，以壓力水平223.5MPa，保壓時間26.3min為牛肉最佳腌制條件。

高壓；牛肉；腌制

高壓技術是近十幾年來興起的一種新技術，它利用100MPa以上壓力，在一定溫度下使食品中的酶、蛋白質、核糖核酸和淀粉等生物大分子改變活性、變性或糊化，同時殺死微生物達到滅菌保鮮，而食品的天然味道、風味和營養價值不受或很少受影響，同時能耗低，效率高，無毒素產生[1-3]。在食品進行腌制時，高壓可以加快一些物質如水、NaCl等在食品中的擴散速度[4]。特別是在對肉品進行腌制時，高壓可以改善肉品的組織結構、調節酶活力、提高肌肉蛋白的凝膠特性等，相比之下，常壓腌制一般需要幾個小時甚至更長的時間，使產品原有的風味受到一定影響，對產品質構及品質的改善作用也有限，而有些腌肉制品加入過量的亞硝酸鹽則可能致癌[5-6]。Villacis等[7]通過研究，發現高壓可以提高火雞肉中的水分和NaCl的擴散系數。張爽等[8]發現，高壓處理（50MPa～300MPa）可以加速鴨胸肉的鹽漬過程并改變品質。然而，將高壓技術應用于牛肉腌制的研究尚未報道，而且目前的研究中選用其它肉樣進行腌制的尺寸較小，與平時生產有一定差異。因此，本試驗通過均勻試驗設計，以牛肉為研究對象，通過腌制過程中壓力處理對牛肉腌制速度、pH、色澤和質構的作用規律，從而為肉品腌制，以及改善其質構特性提供新的方法，并拓寬高壓技術在肉品中以及在食品加工方面的應用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗原料

牛背最長肌：新鄉胖東來生活廣場。

1.2 儀器與設備

高壓處理設備：包頭科發新型高技術食品機械有限責任公司；8Q500-2SD型真空包裝機：溫州鹿城黃河包裝機械廠；F-1型控時、調速式高速分散器：江蘇海門市麒麟醫用儀器廠；雷磁牌PHB-4型pH計：上海精密科學儀器有限公司；TC-P2A型全自動測色色差計：北京鑫奧依克光電技術有限公司；TA-XTPLUS物性測定儀：英國stable Microsystems公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

采用濕腌法進行腌制。將原料肉剔除表面的筋腱并清洗干凈，然后順肌纖維走向切成5 cm×5 cm×5 cm（約130 g）的肉塊。將切好的肉樣放入真空包裝袋（聚乙烯聚酯復合膜）中，并加入50 g/L的NaCl腌制液，樣品與溶液比為1∶2，用真空包裝機進行包裝，包裝時要盡可能地除去袋內空氣。對樣品進行高壓處理，然后進行指標測定，每個處理設置3個重復。試驗設計采用均勻設計法[9]，具體設計方案見表1。

表1 均勻試驗設計表Table1 U6（6×6）uniform experimental design matrix with corresponding factors and levels

1.3.2 氯化鈉含量的測定

參考GB/T 5009.44-2003《肉與肉制品衛生標準的分析方法》中食鹽的灰化浸出法[10]。

1.3.3 pH的測定

取5 g絞碎的肉樣加50mL蒸餾水，在高度分散器上勻漿1min后用數字式pH計測定[11]。

1.3.4 色澤的測定

使用色差計分別測定不同處理后樣品的L值。色差計開機預熱1 h后，用標準黑筒校零，再用標準白板校準。然后將探測器測量口垂直置于肉面上進行測量，每組樣品隨機測3次，取平均值[5]。

1.3.5 質構的測定

用質構分析儀對樣品質構進行分析。測定前將肉樣切成2 cm×2 cm×2 cm的方塊狀，用吸水紙吸干表面水分，每個樣品分成3塊。測定時，沿肌纖維垂直方向壓縮樣品高度的50%。參數設定如下：

探頭：P50；測試前速度：5mm/s；測試速度：2mm/s；測試后速度：2 mm/s；壓縮比：50%；測定間隔時間：5 s；觸發類型：自動，觸發力：5 g[12]。

1.3.6 數據分析

對所得數據以壓力水平和保壓時間為自變量，以各項測定指標為因變量進行多元回歸分析，所選方法采用向后剔除法，所應用的軟件為SPSS 11.0，并用Excel繪制趨勢圖。

2 結果與分析

2.1 高壓對牛肉腌制速度的影響

通過測定腌制后牛肉中的NaCl含量，反映壓力處理對牛肉腌制速度的影響。運用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時間（x2，單位：min）為自變量，樣品的NaCl含量（y，單位：g/100 g）為因變量對所得結果進行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時間對樣品NaCl含量的影響趨勢見圖1。

圖1 壓力處理對樣品NaCl含量的影響Fig.1 Effects of pressure treatment on the NaCl content of beef

由圖1可以看出，NaCl的含量隨著壓力的上升而增加，當壓力為450MPa，保壓時間為10min達到最大值。這與張爽[8]的研究結果相近，高壓預處理可以提高鴨胸肉腌制速度，當壓力水平低于150MPa時，壓力的提高可以加快腌制速度，而在150MPa～300MPa之間時，隨著壓力的提高，腌制速度減慢。Villacis M F等[7]也發現火雞肉在0.1MPa～300MPa壓力下進行腌制時NaCl含量隨壓力的上升而增加，這有可能是肉品在腌制時，肌細胞之間以及肌細胞與腌制液之間NaCl的濃度和滲透壓的不同而使NaCl在肉中進行擴散。Gou，P等[13]認為NaCl的擴散可使肉中水分的離子強度得到提高，促使蛋白質溶解，從而增強肉的保水性，同時保水性的增強又可促進NaCl的擴散，從而使肉中NaCl得到提高。本試驗也表明，壓力處理可以加快牛肉的腌制進程。

2.2 高壓腌制對牛肉pH的影響

運用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時間（x2，單位：min）為自變量，樣品的pH（y）為因變量對所得結果進行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時間對樣品pH的影響趨勢見圖2。

圖2 壓力處理對樣品pH的影響Fig.2 Effects of pressure treatment on pH of beef

從圖2可以看出，高壓處理后樣品的pH在75MPa～450MPa隨著壓力的上升而增加，而保壓時間對樣品pH無顯著影響，這與JT Y Chan等[14]的研究結果吻合。C.M.Souza等[15]對豬肉進行壓力處理后，肉樣的pH也均有不同程度的上升，這可能是因為壓力導致蛋白質變性，使其構象發生變化，從而引起酸性基團數目減少[16-17]。同時，腌制可使鈉離子和氯離子與肌肉蛋白質結合，使其主體結構發生松弛，在一定程度上也可使pH發生變化[18]。

2.3 高壓腌制對牛肉色澤的影響

運用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時間（x2，單位：min）為自變量，分別以樣品的L值（y1）和a值（y2）為因變量對所得結果進行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時間對樣品L值和a值的影響趨勢見圖3。

圖3 壓力處理對樣品（a）L值，（b）a值的影響Fig.3 Effects of pressure treatment on（a）L value and（b）a value of beef

使肉呈現良好的色澤并得到固定是對肉進行腌制的一個重要目的，而從圖3可知，樣品的L值隨著壓力處理水平的增加而顯著增加，保壓時間對L值的影響較小，其原因可能是壓力處理可導致肌肉中的肌漿發生凝膠，亞鐵肌球素氧化氧化為高鐵肌紅蛋白，肌球蛋白也發生變性，色素從肌肉組織中滲出等[20]。馬漢軍等也通過研究發現，腌制不能有效阻止色澤變白即L值升高，這可能與壓力導致球蛋白的變性及肌肉失水有關[21]。Ana Del Olmo等以單循環和多循環的壓力處理方式對雞胸肉處理后，樣品的L值也有不同程度的上升[22]。

同時，樣品的a值在一定的壓力水平（150MPa～300MPa）和保壓時間（20min～50min）內趨于穩定，這表明高壓腌制對牛肉的色澤有一定的穩定作用，其機制有待進一步探討。

2.4 高壓腌制對牛肉質構的影響

運用回歸分析法以壓力水平（x1，單位：MPa）和保壓時間（x2，單位：min）為自變量，分別以樣品的硬度（y1，單位：g）和硬度（y2）為因變量對所得結果進行回歸分析，得到如下回歸方程：

壓力水平和保壓時間對樣品質構的影響趨勢見圖4。

圖4 壓力處理對樣品（a）硬度，（b）彈性的影響Fig.4 Effects of pressure treatment on（a）hardness and（b）springness of beef

由圖4可以看出，當保壓時間為10min～30min時，樣品的硬度隨著壓力的增加而上升，但上升幅度比較小，而保壓時間大于30min時，樣品的硬度隨著壓力的增加而顯著上升。Angsupanich和Ledward將鱈魚肉在400MPa以下壓力處理時，硬度隨壓力的上升而增加，隨后則因壓力的上升而下降，這可能是高壓處理破壞了肉的顯微結構，從而使肌肉蛋白質發生變性，同時肌纖維發生斷裂，肌原纖維小片化[18]。馬漢軍等將雞胸肉在室溫（20℃）下進行壓力處理，肌肉硬度隨壓力的升高而增加，當壓力在400MPa以上時則變化不大（P＜0.05），同時，馬漢軍等指出，常溫下壓力處理僵直后肌肉嫩度的改善無顯著影響[12]。此外，NaCl對肉品嫩度的改善可能有一定影響。據Stevenson-Barry和Kauffman報道，熱剔骨肌肉在注射NaCl后可以降低溫度導致的變硬，但是這與抑制收縮無關，因為肌節長度沒有改變，而且他們認為離子強度在很大程度上對肉的嫩化有影響[22]。

另外，應注意到的是，彈性在高壓力水平和較長保壓時間下呈下降趨勢，且在較高水平下壓力和保壓時間存在一定的互作效應。

3 結論

通過在高壓條件下對牛肉進行腌制處理可以加快NaCl在牛肉中的擴散速度。pH和L值隨壓力的上升而增加，a值則在一定范圍內趨于穩定，較高的壓力水平以及較長的保壓時間則可導致硬度增大。通過多元非線性回歸分析，得到牛肉最佳腌制條件為壓力水平223.5MPa，保壓時間26.3min，在此條件下對牛肉進行腌制可有效提升腌制速度，同時產品的品質特性也能得到較好的維持。

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Effect of High Pressure Treatment on Salt Pick ling Process and Quality of Beef

DUAN Hu，LIU Qin-hua，WANG Yi-juan，DONG Jian-guo，YANG Jian，MA Han-jun*
（Department of Food Science and Technology，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang453003，Henan，China）

Uniform design was applied to examine the effects of high pressure（75MPa-450MPa，10min-60min）on pH value，color，NaCl content and texture of beef during marinating.The results showed that the process of curing was accelerated by high pressure and NaCl content was increased.The pH value and lightness increased with the increasing pressure（75MPa-450MPa），redness tend to be stable under a certain range（150MPa-300MPa，20min-50min）while hardness increased under a high level of pressure（300MPa-450MPa）.After regression analysis，223.5 MPa，26.3 min was selected as the optimum conditions for marinating beef.

high pressure；beef；salt pickling

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.03.030

2012-07-30

河南省高校科技創新人才支持計劃（2009HASTIT029）

段虎（1986—），男（漢），碩士研究生，主要研究方向：肉品加工及貯藏。

*通信作者：馬漢軍（1965—），男（漢），教授，博士，主要研究方向：肉品加工及貯藏。