無磷保水劑對冷凍調理豬肉的影響

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽農業大學茶與食品科技學院，安徽省農產品加工工程實驗室，安徽省發酵肉制品技術中心，安徽 合肥 230036）

無磷保水劑對冷凍調理豬肉的影響

高可蒙，梅 林，薛秀恒，王志耕*

（安徽農業大學茶與食品科技學院，安徽省農產品加工工程實驗室，安徽省發酵肉制品技術中心，安徽 合肥 230036）

為降低冷凍調理肉制品解凍損失，提高肉制品的保水性，減少肉制品加工中磷的使用量，研究復合無磷保水劑對冷凍調理豬肉的影響。在單因素試驗基礎上，選擇海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉添加量為自變量，以冷凍調理豬里脊肉解凍后的總質量增加率為響應值，采用Box-Behnken試驗設計和響應面分析法，研究各自變量及其交互作用對調理冷凍豬里脊肉保水性的影響。獲得冷凍調理豬里脊肉用復合無磷保水劑優化配方為：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉，運用該保水劑配方，冷凍調理豬里脊肉解凍后的質量增加率達7.78%。

無磷保水劑；調理豬肉；冷凍；質量增加率

調理肉制品不僅順應當下快節奏社會發展的需要，還可滿足現代消費者對多元肉食消費的需求，因此調理肉制品深受廣大消費者的青睞[1]。雖然調理肉制品可以多元形式流通，但冷凍調理肉制品是主要產品物流形式[2]。據調查冷凍調理肉制品的解凍損失率很高[3-4]，因此，降低解凍損失即提高調理肉制品的保水性對減少經濟損失和獲得高品質肉制品均有重要意義。

磷酸鹽是肉制品工業中廣泛使用的保水劑[5]，對肉制品的品質改良起著重要作用[6]。但是，磷酸鹽超標已成為影響肉制品安全的重要因素，過量的磷酸鹽不但導致產品風味惡化，組織結構粗糙[7-8]，而且長期大量攝入磷酸鹽可導致鈣化性腎機能不全、低鈣血癥等疾病[9-10]。因此無磷保水劑成為國內外研究的熱點之一[11]。親水膠體、大豆蛋白、變性淀粉、海藻糖、山梨糖醇、NaHCO3、NaCl、檸檬酸鈉等無磷保水劑材料的應用研究陸續有報告[12-19]。而親水膠、大豆蛋白、變性淀粉等無磷保水劑應用于肉塊中時，會在肉塊表面形成可見膜，嚴重影響肉制品的外觀。研究發現海藻糖可有效防止羅非魚片在冷凍過程中發生蛋白質變性[20]、提高冷凍豬肉保水性及改善冷凍豬肉的品質[21]。山梨糖醇可提高發酵香腸保水性、改善肉糜品質[22-23]及抗蛋白冷凍變性[24]。檸檬酸鈉可提高魚糜及重組牛肉的保水性[25-26]。

本實驗以豬里脊肉為材料，以經腌制、冷凍及解凍后相對于原肉的質量增加率作為保水性的指標，研究海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉單一和組合使用的保水效果，為冷凍調理肉制品無磷保水劑開發提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉購自安徽合肥市家樂福超市。

海藻糖（食品級） 河南德鑫化工公司；山梨糖醇（食品級） 國藥集團化學試劑有限公司；檸檬酸鈉（分析純） 汕頭市西隴化工廠有限公司。

1.2 儀器與設備

JM電子天平 余姚紀銘稱重校驗設備有限公司；EN0561電子精密天平 上海民橋精密科學儀器有限公司；GR200滾揉機 諸城市舜康包裝機械有限公司；BCD-610W冰箱 博西華家用電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 冷凍調理肉的工藝流程及其操作要點

1.3.1.1 冷凍調理肉的工藝流程

1.3.1.2 工藝要點

1）原料肉預處理：將豬里脊肉清洗，去除脂肪部分，分割成5.0 cm×10.0 cm×1.0 cm的塊狀，記錄每一個肉塊的質量；2）配制腌制劑：準確稱量鹽、糖等各調味料以及保水劑，將定量后的配料充分混合后待用。配方（按原料肉質量計）：食鹽1.5%、味精0.3%、胡椒0.2%、五香粉0.5%、大豆油2.5%、姜1.5%、蔥2.0%、蔗糖1.0%、醬油1.0%、料酒3.0%、水20%；3）滾揉及腌制：將豬里脊肉與腌制劑混勻，在真空度0.06 MPa、轉速12 r/min條件下滾揉30 min，再置于4 ℃條件下腌制12 h；4）整型：用濾紙拭去已腌制好的豬里脊肉表面的腌制液；5）冷凍保藏：腌制后的肉經真空包裝后放入冰箱速凍，—18 ℃條件下冷凍保藏；6）解凍條件：25 ℃條件下自然解凍3 h。

1.3.2 指標的測定

自然解凍后，拭去表面水分稱質量，即豬里脊肉解凍后質量增加率為豬里脊肉經腌制、冷凍及解凍等處理后相對于原肉質量之比。豬里脊肉解凍后質量增加率按下式計算：

式中：m0為腌制處理前肉質量/g；m1為解凍后肉質量/g。

1.3.3 保水劑篩選單因素試驗

非磷酸鹽保水劑海藻糖、山梨糖醇、檸檬酸鈉單因素試驗水平設計如下：海藻糖添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；山梨糖醇添加量：0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%；檸檬酸鈉添加量：0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%（保水劑按腌制液中水的百分比添加）。

1.3.4 保水劑響應面試驗

根據單因素試驗結果，確定復合無磷保水劑響應面試驗因素水平，見表1。

表1 響應面試驗因素水平編碼表Table1 Factors and level used in response surface experiments

1.4 數據處理

運用Design Expert 8.05軟件對實驗數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 海藻糖的保水效果

圖1 海藻糖添加量對冷凍調理豬里脊肉保水性的影響Fig.1 Effect of trehalose on the water-retaining property of frozen pork tenderloin

由圖1可知，腌制液吸收率是不隨著海藻糖添加量的增加而升高。在海藻糖添加量低于2%時，冷凍調理豬里脊肉處理后的質量增加率是隨著海藻糖的添加量增加而增大的，而在海藻糖添加量高于2%，質量增加率隨著海藻糖添加量增大而降低。由此分析可能是因為隨著海藻糖添加量增大導致肉的環境滲透壓升高，腌制液吸收率下降，進而降低質量增加率。因此，海藻糖最佳添加量為2%。王蘭甜等[4]研究認為3%左右海藻糖添加量適合冷凍豬肉，和本試驗結果相近。

2.1.2 山梨糖醇的保水效果

由圖2可知，山梨糖醇對腌制液吸收率影響不顯著。在山梨糖醇添加量小于4%時，冷凍調理豬里脊肉解凍后質量增加率隨著添加量的增加而升高，在高于4%后呈下降趨勢，原因可能是隨著山梨糖醇添加量增大導致肉的環境滲透壓升高，腌制液吸收率下降，甚至引起肉脫水現象，進而降低質量增加率。因此4%山梨糖醇添加量對冷凍豬里脊肉解凍后的保水效果最好。

圖2 山梨糖醇添加量對冷凍調理豬里脊肉保水性的影響Fig.2 Effect of sorbitol on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

2.1.3 檸檬酸鈉的保水效果

圖3 檸檬酸鈉添加量對冷凍調理豬里脊肉保水性的影響Fig.3 Effect of sodium citrate on the water-retaining property of thawed pork tenderloin

由圖3可知，單一檸檬酸鈉添加對腌制液吸收率有明顯改善作用，而對冷凍調理豬里脊肉解凍后質量增加率效果不顯著。檸檬酸鈉的持水性是通過改善體系環境，如提高離子強度、增大pH值來提高肌肉自身的持水性，當檸檬酸鈉添加量為0.4%時可使體系的離子強度提高至一定程度，產生較好的持水效果。

2.2 響應面法優化復合保水劑

2.2.1 響應面試驗結果

表2 響應面試驗設計及結果Tabllee 22 Experimental design and results for response surface analysis %

采用Design Expert 8.05軟件對表2試驗結果進行二次多元回歸分析，得到各因素添加量與冷凍調理豬里脊肉解凍質量增加率回歸方程為：Y =—43.379 50＋1.473 25X1＋12.059 00X2＋120.077 50X3＋1.167 50X1X2＋5.350 00X1X3—12.875 00X2X3—2.193 00X12—1.160 50X2

2—88.300 00X32。

表3 回歸方程方差分析表Table3 Analysis of variance of regression model

由表3可知，海藻糖添加量對冷凍調理豬里脊肉解凍后的質量增加率影響顯著（P＜0.05），山梨糖醇添加量對冷凍調理豬里脊肉解凍后的質量增加率影響不顯著（P＞0.05），但檸檬酸鈉添加量對調理豬里脊肉解凍后的質量增加率影響極顯著（P＜0.01）。山梨糖醇與海藻糖添加量及檸檬酸鈉添加量對冷凍調理豬里脊肉解凍后的質量增加率均有極顯著（P＜0.01）的交互影響。所得回歸方程具有極顯著水平（P＜0.01），方程決定系數R2為0.968 4，校正決定系數為0.927 7，且失擬項不顯著（P＞0.05），說明此方程對試驗的擬合度比較好。因此所獲得的二次多項模型有效，試驗方法可靠，可用該回歸方程代替試驗真實點對試驗結果進行分析和預測。

2.2.2 響應面分析

將其中一個因素設為零水平，其他2個因素交互作用的響應面及等高線見圖4、5。

由圖4可知，當檸檬酸鈉添加量為0.4%時，調理豬里脊質量增加率隨著海藻糖添加量和山梨糖醇添加量的增大均呈現先增大后降低的趨勢，比較曲線的變化程度，海藻糖添加量對調理豬里脊質量增加率的影響較大，曲面的傾斜度比較陡；等高線形狀呈橢圓形，說明交互作用比較強[27]。圖中曲線的方程為：Y=—9.48＋3.61X1＋

圖4 山梨糖醇和海藻糖添加量對冷凍調理豬里脊肉解凍后質量增加率影響的響應面圖和等高線圖Fig.4 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and trehalose on weight gain rate in thawed pork tenderloin

圖5 山梨糖醇和檸檬酸鈉添加量對冷凍調理豬里脊肉解凍后質量增加率影響的響應面圖和等高線圖Fig.5 Response surface and contour plots showing the effects of sorbitol and sodium citrate on weight gain rate in thawed pork tenderloin

由圖5可知，當海藻糖添加量為2%時，調理豬里脊質量增加率隨著檸檬酸鈉添加量的增大而增大，隨著山梨糖醇添加量的增加出現先增后減；檸檬酸鈉添加量對調理豬里脊質量增加率的影響比較大，曲面非常陡，等高線形狀呈橢圓形，說明山梨糖醇和檸檬酸鈉添加量的交互作用非常強；圖中曲線方程為：Y=—49.20＋

2.2.3 模型驗證

由Design-Expert 8.05軟件分析得到復合無磷保水劑的最佳優化配比是：海藻糖添加量1.84%、山梨糖醇添加量3.34%、檸檬酸鈉添加量0.49%，此條件下冷凍調理豬里脊肉解凍后質量增加率的理論值為7.81%。考慮實際可操作性，選擇1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉組成無磷復配保水劑，對模型進行驗證實驗，3 次平行驗證實驗豬里脊肉解凍后質量增加率平均值為7.78%，與理論值接近，實際值和預測值之間相對誤差較小，在可接受范圍之內，說明采用響應面法優化所得復合無磷保水劑配方可靠，具有使用價值。

3 結 論

本實驗通過優化篩選得到可應用于冷凍調理豬里脊肉的復合無磷保水劑的配方為：1.8%海藻糖、3.3%山梨糖醇、0.5%檸檬酸鈉，該保水劑處理冷凍調理豬里脊肉后，解凍后的質量增加率為7.78%。該無磷保水劑可供冷凍調理豬肉生產借鑒參考。

[1] 劉琳, 張德權, 賀稚非. 調理肉制品保鮮技術研究進展[J]. 肉類研究, 2008, 22(5): 3-9.

[2] 劉興艷, 陳安均, 蒲彪. 國內外冷凍冷藏預制食品產業現狀及發展前景[J]. 食品科學, 2011, 32(15): 323-328.

[3] WANG Bin. Study on the fresh pork[J]. Food Science, 2000, 21(12): 127-128.

[4] 王蘭甜, 常忠義, 杜磊, 等. 不同保水劑對冷凍豬肉的保水效果[J].西北農林科技大學學報, 2008, 16(4): 213-217.

[5] POYRAZOGLU O, ERTAS A H. Effect of sodium tripolyphosphate on some physical, chemical and sensorial properties of hamburgers[J]. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 1997, 21(3): 289-293.

[6] 李敬民. 磷酸鹽在海產品加工中的應用[J]. 中國食品, 2000(14): 46-47.

[7] 臧明伍, 王守偉, 喬曉玲, 等. 肉制品磷酸鹽含量調查與限量研究[J].肉類研究, 2012, 26(7): 16-20.

[8] 馬申嫣, 范大明, 嚴青, 等. 不同保水劑對可微波預油炸雞肉串品質的影響[J]. 食品與生物技術學報, 2009, 28(6): 753-758.

[9] 韓敏義′李巧玲′陳紅葉. 復合磷酸鹽在食品中的應用[J]. 中國食品添加劑′2004(3): 93-96.

[10] 劉銳萍′裴慶潤′張鐵軍′等. 食品中磷酸鹽的應用現狀及存在問題分析[J]. 飲料工業′2007(2): 9-11.

[11] 王秀娟, 張坤生, 任云霞, 等. 海藻酸鈉凝膠特性的研究[J]. 食品工業科技, 2008, 29(2): 259-262.

[12] AYADI M A, KECHAOU A, MAKNI I, et al. Infl uence of carrageenan addition on turkey meat sausages properties[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 93(3): 278-283.

[13] 吳立根, 王岸娜. 復合變性淀粉提高雞胸肉保水率的研究[J]. 食品與機械, 2006, 22(3): 25-26.

[14] 劉國信. 大豆蛋白在肉制品加工中的應用[J]. 肉類研究′2007′21(9): 56-57.

[15] 馬玲. 不同濃度卡拉膠對豬肉品質影響的研究[J]. 肉類工業, 2012(9): 35-37.

[16] 鐘玉虎, 郇延軍, 陳妹, 等. 山梨醇對咸肉制品品質的影響[J]. 食品工業科技, 2013, 34(11): 290-293.

[17] KOVA?EVI? D, MASTANJEVI? K. Cryoprotective effect of trehalose on washed chicken meat[J]. Journal of Food Science and Technology, 2014, 51(5): 1006-1010.

[18] ZOUARI N, AYADI M A, HADJ T S, et al. Whey powder, ι-carrageenan and fat interactions and their infl uence on insturmental texture and sensory properties of turkey meat sausage using a mixture design approach[J]. International Journal of Food Properties, 2012, 15(6): 1233-1246.

[19] 李雪姣, 馬悅培, 諶徽, 等. 無磷酸鹽制劑對牛肉嫩度和保水性的影響[J]. 食品工業科技, 2010, 31(3): 109-111.

[20] 蒙健宗, 秦小明, 趙文報, 等. 海藻糖對冷凍羅非魚片蛋白質變性作用的影響[J]. 食品工業科技, 2007, 28(8): 214-216.

[21] 李勤, 彭亞鋒, 周家春, 等. 海藻糖在冷凍豬肉中的應用研究[J]. 食品工業科技, 2009, 30(1): 126-129.

[22] 閆曉蕾. 山梨糖醇在香腸制品中的持水作用研究[D]. 無錫: 江南大學, 2012.

[23] 朱圣剛, 鐘玉虎, 郇延軍. 山梨醇對預調理豬肉糜制品品質的影響[J].肉類研究, 2012, 26(10): 9-12.

[24] 鄒明輝. 無磷保水劑在凡納濱對蝦蝦仁凍藏加工中的應用及保水機理研究[D]. 廣州: 廣東海洋大學, 2011.

[25] 李莎莎, 安玥琦, 丁玉琴, 等. 堿性鹽對冷凍魚糜保水性的影響[J].食品科學, 2012, 33(21): 68-72.

[26] 胡鐵軍, 尚祖萍. 重組牛肉保水劑的工藝配方優化[J]. 肉類研究, 2011, 25(9): 25-29.

[27] KARUPPAIYA M, SASIKUMAR E, VIRUTHAGIRI T, et al. Optimization of process conditions using response surface methodology (RSM) for ethanol production from waste cashew apple juice by zymomonas mobilis[J]. Asian Journal of Food and Agro-Industry, 2010, 196(11): 462-473.

Influence of Non-Phosphate Additive on Water-Holding Capacity of Frozen Prepared Pork

GAO Kemeng MEI Lin XUE Xiuheng WANG Zhigeng*
(Technology Center of Fermented Meat Products in Anhui Province Engineering Laboratory of Agricultural Products Processing in Anhui Province College of Tea and Food Science and Technology Anhui Agricultural University Hefei 230036′China)

This research aimed to evaluate the addition of non-phosphate water-retaining agents to the marinade of pork tenderloin for the purpose of decreasing the thawing loss of frozen prepared pork, improving the water-holding capacity and reducing the use of phosphate in the meat product. The effects of three non-phosphate water-retaining agents, trehalose, sorbitol and sodium citrate, as well as their interactions on the rate of weight gain in thawed prepared pork tenderloin were investigated by the combined use of single-factor method and response surface methodology with Box-Behnken design. The rate of weight gain in thawed prepared pork was 7.78% when 1.8% trehalose, 3.3% sorbitol and 0.5% sodium citrate were added in combination.

non-phosphate water-retaining agent; prepared pork; frozen; weight gain rate

TS251.5

A

1002-6630（2015）06-0257-05

10.7506/spkx1002-6630-201506049

2014-07-03

安徽省自主創新專項（12z0102032 ）

高可蒙（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學。E-mail：bujingyun250@126.com

*通信作者：王志耕（1956—），男，教授，學士，研究方向為畜產品加工。E-mail：wzhg56@aliyun.com