真空滾揉腌制對同安封肉品質(zhì)的影響及參數(shù)優(yōu)化*

賴彩如，張志剛，蘇永裕，胡濤，于米華，劉宗保，2

1(肉食品安全生產(chǎn)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廈門銀祥集團(tuán)有限公司，福建廈門，361100)

2(華南理工大學(xué) 輕工與食品學(xué)院，廣東廣州，510640)

閩南特色肉食品“同安封肉”據(jù)傳是為紀(jì)念王審知被敕封為“閩王”而創(chuàng)制的一道菜肴。將豬肉切成四四方方的大塊，配上佐料(香菇、蝦米、板栗等)，用黃巾包裹，形如大印，下鍋蒸煮，食時(shí)肉香撲鼻。四方形封肉恰似封王的大印，包裹的黃布猶如束印黃綾，布包為“封”。封者，“敕封”也，所以就叫“封肉”。時(shí)至今日，“同安封肉”已成為飲譽(yù)閩南地區(qū)的廈門傳統(tǒng)食品，其色紅亮、香味濃郁、風(fēng)味獨(dú)特［1］。但隨著生活質(zhì)量的提高，傳統(tǒng)加工工藝條件存在的腌制時(shí)間長、腌制液分布不均勻、成品冷卻至常溫后肉質(zhì)干硬等問題制約著封肉的發(fā)展。通過引入真空滾揉工藝解決上述問題，對同安封肉的推廣具有重要意義。

真空滾揉技術(shù)是把肉塊與輔料一起放入滾揉機(jī)中，并使?jié)L筒保持一定的真空度，通過滾筒的旋轉(zhuǎn)使肉塊受到一定形式的機(jī)械力作用的技術(shù)［2］。機(jī)械作用引起肉塊肌纖維斷裂和細(xì)胞破裂，從而提高肉塊嫩度，促進(jìn)腌制液的滲透及分布，縮短腌制時(shí)間［3～4］。抽真空有利于排出肉塊及其滲出物間的空氣，避免后序熱加工中因空氣膨脹而破壞產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，但過高的真空度會(huì)影響產(chǎn)品的保水性和質(zhì)構(gòu)［5］。滾揉過程中適當(dāng)延長滾揉時(shí)間可提高肉塊的嫩度和蒸煮得率，但滾揉時(shí)間過長會(huì)降低肉塊的粘結(jié)性和持水性［6～7］。滾揉液中鹽含量的增加會(huì)增強(qiáng)凝膠蛋白分子間鍵的作用，增加肉塊的斷裂應(yīng)力，促進(jìn)肉塊的粘結(jié)性，但攝入過量食鹽將直接導(dǎo)致心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)增大［8～10］。Szerman 等［11］研究了加入乳清蛋白粉和鹽對牛肉滾揉腌制的影響，湯春輝等［12］對調(diào)理鴨胸肉真空滾揉中滾揉里程、液肉比、滾揉機(jī)轉(zhuǎn)速和復(fù)合磷酸鹽添加量等工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，曾弢等［13］研究了干腌火腿滾揉中用鹽量、腌制時(shí)間、上鹽次數(shù)等工藝參數(shù)的優(yōu)化。但肉制品真空滾揉的滾筒真空度對產(chǎn)品品質(zhì)影響的研究較少，且以產(chǎn)品嫩度和感官品質(zhì)為指標(biāo)對滾筒真空度、滾揉總時(shí)間和鹽水腌制液濃度的工藝優(yōu)化尚未見報(bào)道。

嫩度被認(rèn)為是評(píng)定肉制品品質(zhì)的主要指標(biāo)，而剪切力是客觀評(píng)定肉嫩度的最通用指標(biāo)［14］。本論文主要研究滾筒真空度、滾揉時(shí)間和鹽水腌制液濃度對同安封肉的剪切力及感官品質(zhì)的影響，并對比分析經(jīng)真空滾揉腌制和靜置腌制制得的封肉的剪切力、感官品質(zhì)和硬度、彈性，為真空滾揉技術(shù)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)肉制品的加工提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

豬前腿肉，廈門銀祥肉業(yè)有限公司;鹽、糖等其他輔料均為食品級(jí)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

ESK125真空滾揉機(jī)，德國Kakona Gmbh公司;TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國 Stable Micro System;CLM3B型數(shù)顯式肌肉嫩度儀，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院;JYL-50蒸煮鍋，溫州市龍灣沙城正豐機(jī)械設(shè)備廠;FD型小型油炸機(jī)，杭州凱尼食品機(jī)械有限公司;BSA224S電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;500-196數(shù)字游標(biāo)卡尺，日本三豐MITUTOYO;MLS-3030CH高壓蒸汽滅菌器，鳥取三洋電機(jī)(廣州)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

研究單因素變化對同安封肉的剪切力和感官品質(zhì)的影響，各因素水平為:滾筒真空度分別為30、45、60、75、90 kPa;滾揉總時(shí)間分別為 1.5、3、4.5、6、7.5 h(一個(gè)周期為工作20 min，間歇10 min);鹽水濃度分別為 0.00、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%。

1.3.2.2 響應(yīng)面分析試驗(yàn)

在前期單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用以真空度X1、滾揉總時(shí)間X2和鹽水濃度X3為變量的5水平中心旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以封肉的剪切力Y1和感官評(píng)分Y2作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行方差分析和響應(yīng)面分析，優(yōu)化滾揉的工藝參數(shù)。試驗(yàn)因素水平及編碼見表1。

表1 試驗(yàn)因素水平及編碼Table 1 Coded values and corresponding actual values of the optimization parameters

1.3.3 對比試驗(yàn)

比較經(jīng)真空滾揉腌制(優(yōu)化的工藝參數(shù))和靜置腌制制得的封肉的嫩度、感官品質(zhì)和硬度、彈性。

1.3.4 指標(biāo)及測定方法

1.3.4.1 剪切力的測定

取封肉的瘦肉部分，沿肌纖維方向取樣2.5 cm×1 cm×1 cm，用C-LM3B型嫩度儀測定剪切值。剪切力值越小，肉越嫩［15］。

1.3.4.2 感官評(píng)價(jià)方法

將同安封肉切成2 cm×2 cm×1 cm大小，參照GB/T 22210-2008《肉與肉制品感官評(píng)定規(guī)范》進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。參考文獻(xiàn)［16］制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 同安封肉感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for sensory evaluation of Tong An Sealed Meat

1.3.4.3 硬度、彈性的測定

取封肉的瘦肉部分，沿肌纖維方向取樣2 cm×2 cm×1.5 cm，用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀測定質(zhì)構(gòu)。參數(shù)如下［17-18］:P/25圓柱形探頭;壓縮速度 2 mm/s;壓縮比50%;2個(gè)壓縮周期間的間隔時(shí)間為5 s。對力——時(shí)間曲線進(jìn)行分析，獲得樣品的硬度、彈性。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

優(yōu)化真空滾揉工藝參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析和響應(yīng)面分析采用數(shù)據(jù)處理軟件Design Expert V8.0.6進(jìn)行處理，真空滾揉腌制和靜置腌制對封肉品質(zhì)的影響采用DPS 6.5數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)對同安封肉的剪切力和感官品質(zhì)的影響

如圖1所示，剪切力隨滾筒真空度的增加而增大，感官品質(zhì)隨滾筒真空度的增加先增大后減小，60 kPa時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值7.66分。這可能由于抽真空排出肉塊的空氣和水分，使得剪切力增大。真空度在30～60 kPa內(nèi)，感官評(píng)分不斷增加主要體現(xiàn)在組織狀態(tài)的提高;真空度大于60 kPa，感官評(píng)分減小則主要體現(xiàn)在口感的變劣。綜合分析，以感官品質(zhì)最優(yōu)，并保證剪切力值在相對較低的范圍內(nèi)，確定滾筒真空度60 kPa作為0水平設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析試驗(yàn)。

圖1 滾筒真空度對感官評(píng)分和剪切力的影響Fig.1 Effect of roller vacuity on the sensory score and shearing force

如圖2所示，剪切力隨滾揉總時(shí)間的延長而減小，感官品質(zhì)隨滾揉總時(shí)間的延長先大幅度提高后緩慢降低，4.5 h時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值7.53分。隨著滾揉總時(shí)間的延長，肉塊在滾筒內(nèi)受到摔打的次數(shù)增加，提高了肉塊的嫩度，同時(shí)會(huì)破壞肉塊的完整性。滾揉總時(shí)間在1.5～4.5 h范圍內(nèi)，感官評(píng)分大幅度增加主要體現(xiàn)在口感的提高，繼續(xù)延長滾揉總時(shí)間，感官評(píng)分緩慢降低主要體現(xiàn)在組織形態(tài)的降低。綜合分析，以感官品質(zhì)最優(yōu)，并保證剪切力值在相對較低的范圍內(nèi)，確定滾揉總時(shí)間4.5 h作為0水平設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析試驗(yàn)。

圖2 滾揉總時(shí)間對感官評(píng)分和剪切力的影響Fig.2 Effect of total tumbling time on the sensory score and shearing force

如圖3所示，剪切力隨鹽水濃度的增加而減小，感官品質(zhì)隨鹽水濃度的增加先提高后降低，2%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值7.57分。這是由于鹽水濃度增加，鹽溶性蛋白溶出量增多，使大量鹽溶性蛋白質(zhì)被浸提，在后序加熱工藝條件下形成凝膠，蛋白質(zhì)的水合能力提高，降低了封肉的剪切力。鹽水濃度在0～2%內(nèi)，感官評(píng)分增加主要體現(xiàn)在滋味和口感的提高，鹽水濃度大于2%，感官評(píng)分減小則主要體現(xiàn)在滋味的降低。綜合分析，以感官品質(zhì)最優(yōu)，并保證剪切力值在相對較低的范圍內(nèi)，確定鹽水濃度2%作為0水平設(shè)計(jì)響應(yīng)面分析試驗(yàn)。

圖3 鹽水濃度對感官評(píng)分和剪切力的影響Fig.3 Effect of brine concentration on the sensory score and shearing force

2.2 真空滾揉工藝優(yōu)化

真空滾揉的中心旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 中心旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The results of rotational regression experiment

對表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到各個(gè)因素與封肉的剪切力Y1、感官得分Y2之間的多元二次回歸方程式，分別見式(1)和式(2):

對表3中結(jié)果進(jìn)行方差分析檢驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 方差分析及回歸檢驗(yàn)Table 4 Analysis of variance and significance test

由表4可知，剪切力Y1所建立的回歸模型中F1=14.78，P1=0.000 1，感官評(píng)分Y2所建立的回歸模型中F2=16.18，P2＜0.000 1，表明2個(gè)模型都是極顯著的，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是有意義的。兩個(gè)模型的失擬項(xiàng)分別為P1=0.067 4＜0.05、P2=0.274 0＜0.05，說明差異不顯著，方程擬合效果較好，能夠反映滾揉工藝各因素對封肉的剪切力和感官品質(zhì)的影響。各因素一次項(xiàng)和二次項(xiàng)對感官品質(zhì)的影響均達(dá)到極顯著水平。滾揉總時(shí)間和鹽水濃度的一次項(xiàng)及二者的交互項(xiàng)對剪切力的影響極顯著，滾筒真空度對剪切力的影響顯著。由剪切力Y1的回歸方程可知3個(gè)一次項(xiàng)的回歸系數(shù)絕對值大小為X3＞X2＞X1，即各因素貢獻(xiàn)率為鹽水濃度 ＞滾揉總時(shí)間 ＞滾筒真空度。由感官評(píng)分Y2的回歸方程可知3個(gè)一次項(xiàng)的回歸系數(shù)絕對值大小為X2＞X1＞X3，即各因素貢獻(xiàn)率為滾揉總時(shí)間＞滾筒真空度＞鹽水濃度。

2.3 試驗(yàn)因素的效應(yīng)分析

2.3.1 試驗(yàn)因素對剪切力的影響

工藝優(yōu)化試驗(yàn)中，封肉的剪切力分布在12.03N到19.14N之間。在α=0.05顯著水平去除不顯著項(xiàng)后，簡化后試驗(yàn)因素對剪切力影響的回歸方程為:

X1的一次項(xiàng)系數(shù)為正值，表明隨著其增大，剪切力增大。X2和X3的一次項(xiàng)系數(shù)及二者的交互項(xiàng)為負(fù)值，表明剪切力隨著其增大而減小。

由等高線圖圖4可以看出，當(dāng)滾筒真空度一定時(shí)，隨著滾揉總時(shí)間的延長，剪切力逐漸減小;當(dāng)滾揉總時(shí)間一定時(shí)，剪切力隨著滾筒真空度的增加而增大。當(dāng)滾筒真空度一定時(shí)，隨著鹽水濃度的增加，剪切力減小;當(dāng)鹽水濃度一定時(shí)，剪切力隨著滾筒真空度的增加而增大。當(dāng)滾揉總時(shí)間一定時(shí)，鹽水濃度增加，剪切力減小;當(dāng)鹽水濃度一定時(shí)，滾揉總時(shí)間越長，剪切力亦減小。等高線圖的疏密度和形狀可以看出，封肉的剪切力對滾揉總時(shí)間和鹽水濃度的變化比對滾筒真空度變化更為敏感。本試驗(yàn)的結(jié)論與Pietrasika［19］認(rèn)為的增加鹽水濃度會(huì)提高蛋白質(zhì)的水合能力，進(jìn)而減小封肉的剪切力的研究結(jié)果相似。也與Dzudie［20］等報(bào)道的延長滾揉時(shí)間可以增加產(chǎn)品的持水力，并提高產(chǎn)品的嫩度的結(jié)果一致。

2.3.2 試驗(yàn)因素對感官品質(zhì)的影響

工藝優(yōu)化試驗(yàn)中，封肉的感官評(píng)分在4.43分到8.04分之間。在α=0.05顯著水平去除不顯著項(xiàng)后，簡化后試驗(yàn)因素對剪切力影響的回歸方程為:

X1的一次項(xiàng)系數(shù)及X1、X2、X3的二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)值，表明感官評(píng)分隨著其增大而減小。X2和X3的一次項(xiàng)系數(shù)為正值，表明感官評(píng)分隨著其增大而增大。

圖4 試驗(yàn)因素對剪切力的影響Fig.4 Contour plots and response surface for the effect of X1，X2and X3on shear stress of samples

由等高線圖圖5可以看出，當(dāng)滾筒真空度一定時(shí)，隨著滾揉總時(shí)間的延長，感官評(píng)分先增大后減小;當(dāng)滾揉總時(shí)間一定時(shí)，滾筒真空度對感官品質(zhì)的影響和滾揉總時(shí)間的影響具有相同的變化趨勢。當(dāng)滾筒真空度一定時(shí)，隨著鹽水濃度的增加，感官評(píng)分先增大后減小;當(dāng)鹽水濃度一定時(shí)，感官評(píng)分隨著滾筒真空度的增加而增大，達(dá)到最大值后感官評(píng)分逐漸減小。當(dāng)滾揉總時(shí)間一定時(shí)，隨著鹽水濃度的增加，感官評(píng)分先增大后減小;當(dāng)鹽水濃度一定時(shí)，感官評(píng)分隨滾揉總時(shí)間的延長先增大后減小。等高線圖的疏密度和形狀可以看出，封肉的感官品質(zhì)對滾筒真空度和滾揉總時(shí)間的變化比對鹽水濃度的變化更為敏感。

2.4 最優(yōu)工藝條件的確定和驗(yàn)證

圖5 試驗(yàn)因素對感官品質(zhì)的影響Fig.5 Contour plots and response surface for the effect of X1，X2and X3on sensory quality of samples

采用Design Expert 8.05數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，產(chǎn)品的綜合品質(zhì)以剪切力和感官品質(zhì)評(píng)價(jià)，且以感官品質(zhì)最優(yōu)為優(yōu)化目標(biāo)，同時(shí)保證剪切力在較小的范圍內(nèi)(＜15.00N)，得出滾揉的最佳工藝參數(shù)為:滾筒真空度(X1)為53.21 kPa、滾揉總時(shí)間(X2)為5.6h、鹽水濃度(X3)為2.28%，由軟件計(jì)算預(yù)測該優(yōu)化工藝參數(shù)條件下封肉的剪切力為14.3775N、感官評(píng)分為7.903 58分。為了便于試驗(yàn)參數(shù)的控制，修正的最佳膨化工藝條件為:滾筒真空度(X1)為53kPa、滾揉總時(shí)間(X2)為 5.5h、鹽水濃度(X3)為2.28%，對此條件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)值與理論預(yù)測的基本一致，可見模型能較好地反映真空滾揉條件。對比結(jié)果見表5。

表5 滾揉工藝的試驗(yàn)值和預(yù)測值對比Table 5 The optimum quality parameters obtained experimentally as well as theoretically during tumbling process

2.5 真空滾揉腌制和靜置腌制對封肉品質(zhì)的影響

比較滾筒真空度為53 kPa、滾揉總時(shí)間為5.5 h、鹽水濃度為2.28%條件下真空滾揉腌制和鹽水濃度為2.28%、靜置腌制5.5 h制得的封肉的嫩度、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，對比結(jié)果見表6。

表6 真空滾揉腌制和靜置腌制對封肉品質(zhì)的影響Table 6 The effects of vacuum tumbling and the static pickling on the quality of samples

由表6可知，經(jīng)真空滾揉腌制制得的封肉的剪切力值極顯著降低，肉的嫩度得到很大的改善，這與史培磊等［21］報(bào)道的真空滾揉腌制對鵝胸肉剪切力的影響一致;感官評(píng)分值升高說明封肉的感官品質(zhì)有所提升;封肉的硬度、彈性極顯著升高。這是由于滾揉可松弛和破壞肉塊的結(jié)構(gòu)，有利于溶出鹽溶性蛋白，在熱作用下鹽溶性蛋白凝膠化，進(jìn)而改善封肉的嫩度、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)［22］。

3 結(jié)論

(1)以感官品質(zhì)最優(yōu)為優(yōu)化目標(biāo)，同時(shí)保證剪切力值在相對較低的范圍內(nèi)，通過單因素和響應(yīng)面分析試驗(yàn)，得到同安封肉最佳真空滾揉腌制工藝參數(shù)為:滾筒真空度53kPa、滾揉總時(shí)間為5.5h、鹽水濃度2.28%。在此條件下封肉的剪切力和感官評(píng)分模型預(yù)測值分別為:14.38 N、7.90分，試驗(yàn)值分別為:14.31N、7.83分，相對偏差分別為:0.49%、0.89%，說明模型預(yù)測值與試驗(yàn)值基本吻合。

(2)從響應(yīng)面分析結(jié)果可以看出，以封肉的感官品質(zhì)為響應(yīng)值時(shí)，各因素的主效應(yīng)關(guān)系為滾揉總時(shí)間＞滾筒真空度＞鹽水濃度;以封肉的剪切力為響應(yīng)值時(shí)，各因素的主效應(yīng)關(guān)系為鹽水濃度＞滾揉總時(shí)間＞滾筒真空度。結(jié)果表明滾筒真空度、滾揉總時(shí)間和鹽水濃度對封肉的剪切力及感官品質(zhì)有顯著影響。

(3)比較經(jīng)真空滾揉腌制和靜置腌制制得的封肉的嫩度、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，結(jié)果表明真空滾揉腌制工藝可以極顯著改善肉的嫩度，提高肉的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)，提升肉的食用品質(zhì)。

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