豬肉助色劑的研究及配方優化

焦文娟,張立彥,熊 玲

(華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州 510640)

豬肉助色劑的研究及配方優化

焦文娟,張立彥*,熊 玲

(華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州 510640)

研究不同異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚添加量對豬肉色差、發色率、肌紅蛋白存在形式比例及亞硝酸鈉殘留量的影響,并通過正交交互分析方法來確定減少亞硝酸鈉用量的最佳發色配方。結果表明,亞硝酸鈉的添加量為100mg/kg時,最佳助色劑配方為:異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下,a*為12.78,發色率為56.67%,經過腌制,豬肉在感官上表現為鮮艷的玫瑰紅色,發色均勻,且在保藏期間長期不退色。

豬肉,亞硝酸鈉,發色助劑,異抗壞血酸鈉,煙酰胺,茶多酚

亞硝酸鹽是肉制品加工過程中最常用的傳統發色劑,它不僅可以使肉制品呈現鮮艷的紅色,而且可以抑制肉制品中的腐敗菌及致病菌,另外還具有抗氧化作用,可延長肉制品的貨架期[1]。但是,亞硝酸鹽的安全性問題一直困擾著人類[2]。因此,尋求安全可靠、經濟實用、能夠完全替代或部分替代亞硝酸鹽的肉制品發色劑已成為許多學者的研究熱點。異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚是肉制品加工過程中常用的發色助劑[3-5],對肉制品發色穩定性和降低亞硝酸殘留量有明顯的積極作用[5]。

據此,本文探討了異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚等發色助劑對豬肉色差變化、發色率、肌紅蛋白存在形式比例及亞硝酸鈉殘留量的影響。最后,通過應用正交交互分析方法來討論這些發色助劑之間的交互作用對豬肉色澤及發色率的影響,確定最佳發色配方,降低肉制品中亞硝酸鹽含量,從而為安全生產健康低硝的肉制品提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮豬肉 廣州華潤萬家超市;亞硝酸鈉、茶多酚 天津市華苑產業區鑫茂科技園,分析純;異抗壞血酸鈉、煙酰胺 Sigma公司,分析純;鹽酸 廣東光華化學廠有限公司,分析純;丙酮 天津市星月化工有限公司,分析純。

手提式不銹鋼蒸汽消毒器LDZX-30FA 江陰頂江機械設備有限公司;色彩色差計CR-400 日本柯尼卡美能達公司;紫外可見分光光度計Model 752型 上海現科分光儀器有限公司;絞肉機MJ-250BP02A 美的股份有限公司;真空泵MZ2C Germany公司;數顯高速分散均質機FJ200-S 上海標本模型廠制造。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 豬肘經過剔骨、拔毛、去皮等預處理之后,分割質量約為(100±5)g的肉塊。將經過預處理的肉樣分成三組,在添加100mg/kg亞硝酸鈉的基礎上,分別向各組添加不同含量的異抗壞血酸鈉、煙酰胺和茶多酚于配制好的腌制液中在真空泵中進行真空腌制(真空度0.1MPa,腌制時間6h)。

1.2.2 色差測定 采用CR-400便攜式色差儀以標準白色樣板作為對照進行再樣品色差測定,分別記錄L*(白度值)、a*(紅度值)、b*(黃度值)。在肉面約10cm2內重復5次,取平均值。

1.2.3 發色率測定 采用Hornsey的方法[6]測定豬肉的發色率。

1.2.4 亞硝酸鹽殘留量測定 采用《GB/T5009.33-2008食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定》中的分光光度法[7]進行測定。

1.2.5 肌紅蛋白含量測定 參考krazywicki的方法[8]。

1.2.6 單因素實驗 每組在添加100mg/kg亞硝酸鈉的基礎上,分別添加異抗壞血酸鈉(0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%),煙酰胺(0、0.01%、0.02%、0.03%、0.05%),茶多酚(0、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%)。

1.2.7 正交優化實驗 在單因素實驗基礎上,采用正交方法,選取異抗壞血酸鈉、茶多酚、煙酰胺為實驗因素,分別以A、B、C表示,以紅度值a*、發色率為測定指標,選擇L18(37)正交交互表進行實驗,研究異抗壞血酸鈉、茶多酚、煙酰胺及其之間的交互作用對豬肉色澤的影響并確定豬肉發色工藝的最佳配比。實驗因素和水平見表1。

表1 正交實驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.8 數據分析 采用Excel 2007對數據進行處理、作圖,利用正交設計助手和SPSS19.0軟件進行正交實驗設計和方差分析。

2 結果與討論

2.1 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對豬肉色差的影響

由圖1a可知,隨著異抗壞血酸鈉含量的不斷增大,L*值(p<0.05)、b*值(p>0.05)呈現先上升后下降的趨勢,而a*(p<0.05)呈現相反的趨勢。異抗壞血酸鈉是還原劑,能將亞硝酸鈉還原為亞硝酸,進而產生的NO將三價鐵的氧化型肌紅蛋白還原成二價鐵的氧合及還原型肌紅蛋白。由圖1b可知,隨著煙酰胺含量的不斷增大,L*值及b*值逐漸增大,a*值逐漸減小,與異抗壞血酸鈉的作用效果相同。但與異抗壞血酸鈉相比,從紅度值a*而言,單獨使用煙酰胺的發色效果要比單獨使用異抗壞血酸鈉時差很多(圖2)。另外,大量文獻[9]表明煙酰胺與異抗壞血酸鈉之間存在顯著的協同作用。因此在實際生產中,常常將異抗壞血酸鈉與煙酰胺聯用,更好地發揮作用。由圖1c可知,隨著茶多酚濃度的增加,L*值變化顯著(p<0.05),曲線呈先減小后增大的趨勢;b*值變化不顯著(p>0.05);紅度值a*變化顯著(p<0.05),在0～0.03%的濃度范圍內,逐漸增大,而當茶多酚濃度超過0.03%時,a*值逐漸降低,可能是由于在一定濃度范圍內,茶多酚對腌制豬肉具有較強的抗氧化性[10],能夠在貯藏過程中保持肉色,達到護色的目的。

圖1 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對豬肉色差的影響Fig.1 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on the color of pork

2.2 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對豬肉發色率的影響

由圖2a可知,隨著異抗壞血酸鈉添加量的增大,發色率不斷增大。當異抗壞血酸鈉的加量從0.02%增加到0.04%時,發色率急劇升高。異抗壞血酸鈉能夠充分抑制肌紅蛋白的氧化,并且促進亞硝基肌紅蛋白的生成,最大限度地發揮其作用,這與馮媛媛[11]、刁雪洋[12]等人的研究結果一致。由圖2b可知,在0～0.03%的濃度范圍內,發色率隨煙酰胺濃度的增大而增大,而濃度超過0.03%時,發色率趨于穩定,數據分析可知發色率受煙酰胺濃度的影響顯著(p<0.05)。由圖2c可知,隨著茶多酚含量的不斷增大,豬肉發色率(p<0.05)先增大后減小。造成的原因可能是在低濃度(0～0.03%)范圍內,茶多酚能很好抑制豬肉中堿性含氮揮發性物質產生,能夠降低亞硝酸鹽轉為亞硝胺的反應速率,促使整個化學變化朝亞硝酸鹽形成亞硝基的反應方向進行[13],因而增加了本身豬肉的發色率;另一方面,由于茶多酚本身容易被氧化而產生具有較強氧化性能的物質和新的自由基[14],當添加量過多時,茶多酚的作用反而減弱。

圖2 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對豬肉發色率的影響Fig.2 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on chromogenic rate of pork

2.3 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚添加量對亞硝酸殘留量的影響

國標(GB2760-2011)規定肉制品中的亞硝酸鹽殘留量不得高于30mg/kg。由圖3a可知,隨著異抗壞血酸鈉加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈先降低后增大的趨勢,當加量為0.04%時達到最小值。由圖3b可知,隨著煙酰胺加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈降低的趨勢,不同于異抗壞血酸鈉。茶多酚對亞硝酸鈉殘留量的作用與異抗壞血酸鈉類似。隨著茶多酚加量增加,亞硝酸鈉殘留量呈先降低后增大的趨勢,當加量為0.03%時達到最小值。杜偉等[15]研究也發現在豬肉加工過程中添加茶多酚不僅可以護色,而且可以減少亞硝酸鹽的使用量及殘留量。

圖3 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對亞硝酸殘留量的影響Fig.3 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on nitrite residue contents of pork

圖4 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、 茶多酚對肌紅蛋白含量的影響Fig.4 Effect of sodium erythorbate,nicotinamide, tea polyphenol contents on myoglobin content of pork

2.4 異抗壞血酸鈉、煙酰胺、茶多酚對肌紅蛋白含量的影響

由圖4a可知,異抗壞血酸鈉在0～0.04%濃度范圍內,脫氧肌紅蛋白及高鐵肌紅蛋白含量均逐漸減少,而氧合肌紅蛋白比例則顯著升高(p<0.05);而當異抗壞血酸鈉加量超過0.04%時,三種肌紅蛋白含量均呈平衡態勢,這與發色率、a*、b*值表現一致。由圖4b可知,不同加量的煙酰胺對三種肌紅蛋白比例的變化影響不大(p>0.05),高鐵肌紅蛋白及脫氧肌紅蛋白稍有下降,而氧合肌紅蛋白含量在0.05%濃度時略微升高,低于0.05%濃度時幾乎沒有變化。與未添加煙酰胺相比,添加煙酰胺后肌紅蛋白總量明顯降低,尤其表現為氧合肌紅蛋白含量的減少,這可能是因為煙酰胺與部分肌紅蛋白結合生成煙酰胺肌紅蛋白,從而減少了脫氧肌紅蛋白被氧化成氧合肌紅蛋白的機率;而高濃度時氧合肌紅蛋白含量略微增大,正是由于高濃度的煙酰胺抑制了其與肌紅蛋白的結合,使得更多的肌紅蛋白與氧反應生成氧合肌紅蛋白,這與發色率的變化趨勢是一致的。圖4c顯示,隨著茶多酚的濃度增加,高鐵肌紅蛋白與脫氧肌紅蛋白的比例均逐漸減少,在0.03%濃度時達到最低值,與發色率的變化趨勢相同;氧合肌紅蛋白所占比例則沒有顯著變化(p>0.05),大體處于穩定相近狀態。研究者發現茶多酚對鴕鳥肉[16]及牛肉[17]也具有護色的效果。

表2 L18(37)正交實驗方案及結果Table 2 Orthogonal experiment design and results of L18(37)

2.5 正交交互優化實驗結果與方差分析

由表3可知,異抗壞血酸鈉(A)、茶多酚(C)兩個因子對a*值具有極顯著影響(p<0.01),煙酰胺(B)對a*值有顯著影響(p<0.05),AB、BC之間的交互作用對a*值也有顯著影響(p<0.05);而A、B、C三個因子對發色率的影響均達到了極顯著水平(p<0.01),AB、AC間的交互作用對發色率的影響達到顯著水平(p<0.05)。

為了得到一個對a*值、發色率均為最優的發色組合,必須對同一因素在不同水平時進行顯著性檢驗。因此,采用新復極差檢驗法(SSR)對不同因素進行顯著性檢驗,結果見表4。

表3 正交實驗方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal test

表4 同一因素不同水平下的顯著性檢驗(α=0.05)Table 4 Different levels of the same factor’s test(α=0.05)

注:同行不同水平進行比較,相同字母表示沒有顯著差異,不同字母表示有顯著差異,平行樣為三次。

從表中可知,對異抗壞血酸鈉(A)而言,無論是a*值還是發色率,水平1與水平2之間均有顯著差異,水平1與水平3之間有顯著差異,而水平2與水平3差異不顯著,因此異抗壞血酸鈉的最佳水平為A2;煙酰胺各水平間對a*值均不顯著,水平3對發色率顯著,因此最佳水平為B3;對于茶多酚,水平1與水平2對a*、發色率均有顯著差異,水平2與水平3對a*差異顯著,對發色率差異不顯著,而水平1與水平3對a*差異不顯著,因而選擇茶多酚最佳水平為C2。

綜上分析,在亞硝酸鈉為100mg/kg的添加量基礎上,獲得最佳助色劑組合為A2B3C2,即異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下對腌制豬肉進行驗證實驗,分別測定a*值及發色率,得到a*為12.78,發色率為56.67%,豬肉在感官上表現為鮮艷的玫瑰紅色,發色均勻,且在保藏期間長期不退色,說明實驗結果穩定可行。表明異抗壞血酸鈉、煙酰胺及茶多酚等發色助劑聯合使用可以充分發揮其協同作用,大幅改善豬肉的發色效果,并且有效降低亞硝酸鹽的使用量。

3 結論

從單因素實驗可知,異抗壞血酸鈉,茶多酚,煙酰胺發色助劑,能夠顯著促進豬肉的發色效果,具有很好的助色作用,單獨使用煙酰胺的發色效果較差。隨著三者的添加量不斷的增大,豬肉的發色率先增大后趨于穩定,說明發色助劑的發色效果具有一定限度。L*、a*、b*值以及肌紅蛋白含量也隨著三者的添加量的不同而具有顯著變化。通過正交實驗優化,得到替代亞硝酸鈉發色的最佳配方為:異抗壞血酸鈉400mg/kg、煙酰胺500mg/kg、茶多酚300mg/kg。在此條件下,a*為12.78,發色率為56.67%,豬肉呈鮮艷的玫瑰紅色,顏色穩定持久。與單獨添加相比,說明異抗壞血酸鈉,茶多酚,煙酰胺發色助劑聯合使用可以充分發揮其協同作用,大幅改善豬肉的發色效果,且減少亞硝酸鈉的使用量。

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Research and formula optimization of pork color auxiliary

JIAO Wen-juan,ZHANG Li-yan*,XIONG-Ling

(College of Light Industry and Food Science,South China University of Fechnology,Guangzhou 510640,China)

The effects of different content of sodium erythorbate,nicotinamide,tea polyphenol on color difference,coloring ratio,myoglobin existence form and proportion,sodium nitrite residues were studied. In order to decrease the mount of sodium nitrite,the optimum chromogenic agents formula were determined by orthogonal interaction analysis method. The results showed that:the optimum additions of sodium erythorbate,nicotinamide,tea polyphenol was 400,300,500mg/kg respectively with sodium nitrite addition of 100mg/kg. The a*and coloring ratio of cured pork under the optimum chromogenic formula were up to12.78 and 56.67%,and the pork exhibited a bright rosy appearance and uniform color,which was maintained for a long time during storage.

pork;sodium nitrite;color auxiliary;sodium erythorbate;nicotinamide;tea polyphenol

2014-06-03

焦文娟(1988-)，女，碩士研究生，研究方向：食品加工與保藏。

*通訊作者:張立彥(1974-)，女，博士，副教授，研究方向：食品加工與保藏。

廣東省農業領域科技計劃項目(2013B020312003)。

TS202

A

1002-0306(2015)01-0280-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.050