熱處理方式對動物源肉類食品品質影響的研究進展

賈培培,王錫昌

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

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熱處理方式對動物源肉類食品品質影響的研究進展

賈培培,王錫昌*

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

熱處理方式是動物源肉類食品加工中用于達到肉類食品衛生要求和改善肉類食品品質的重要方式。本文闡述食品的不同熱處理方式的類型和特點,其中熱殺菌方式對動物源肉類食品的安全影響甚微,新型工業烹飪方式有助于保證動物源肉類食品的安全;同時,分析了不同熱處理方式對動物源肉類食品一般營養成分的影響,其中著重分析了蛋白質和脂肪酸部分;最后,從外觀、風味和質地三個方面剖析了不同熱處理方式對動物源肉類食品感官品質的影響。本篇綜述以期為結合動物源肉類食品的特性,針對不同的加工處理目的,尋找高效可行的熱處理方式提供參考依據。

熱處理方式,動物源肉類食品,安全,營養,感官品質

我國是動物源肉類(畜、禽、水產品)生產大國,也是動物源肉類消費大國[1]。中國已成為世界肉類生產和消費大國,連續22年居世界第一。據統計,2013年中國人均肉類消費量為61.5公斤,魚類消費量為26公斤。2013年豬牛羊禽肉產量8373萬t,比上年增長1.8%[2]。2012年我國水產品總量達到5907.68萬噸,同比增長5.43%,連續10余年位居世界第一[3]。

加入世界貿易組織(WTO)后,我國動物源肉類食品產業的突出弱點是我國動物源肉類食品在微生物、酶等衛生安全標準和營養、感官品質質量上達不到國際市場的要求[2-3]。因此,在動物源肉類食品加工過程中需要改善殺滅微生物以及滅酶的前處理方法和加工工藝,使動物源肉食品在安全、營養和感官品質上達到更高層次的要求。

食品熱處理方式不僅可以通過殺滅微生物、滅酶等方式以保證動物源肉類食品衛生安全要求,更能夠提高動物源肉類食品風味,滿足人們對營養和感官等方面的需求。新型熱處理方式出現不僅保存了傳統熱處理方式的優點,更是大大改善了傳統熱處理方式的弊端。

表1　食品熱處理的類型和特點Table 1　Types and characteristics of thermal processing on foods

本文綜述不同熱處理方式在動物源肉類食品加工中應用的研究進展,并重點分析熱處理方式在動物源肉類食品安全、營養和感官品質上的研究概況,以期為找出傳統熱處理方式的弊端、尋找傳統熱處理方式的最優條件以及發現新型有效的熱處理方式提供依據。

1　食品熱處理的類型和特點

熱處理(Thermal processing)是食品加工與保藏中用于改善食品品質、延長食品貯藏期的最重要的處理方法之一。根據食品熱處理方式的不同,食品熱處理方式可分為兩大類:保藏熱處理是為了降低無益物質如微生物和酶的活性;轉化熱處理是在保藏熱處理的前提下,出現一些典型的物理特性的變化[4-6]。具體見表1。

2　不同熱處理方式對動物源肉類食品安全的影響

2.1殺菌方式

食物在生產和加工的過程中,都不可避免的有細菌和寄生蟲的存在,若不經過高溫的除菌,難以達到食用標準[6]。經研究表明烹調的溫度只有達到71 ℃以上,并且持續數分鐘至食物完全熟透之后,才能保證食物的安全[7-8]。

陸海霞[14]等用熱處理結合超高壓的方法研究魚腸超高壓殺菌效果,結果表明:400 MPa/30 ℃/5 min條件下,魚肉腸的菌落總數可減少97.25%,大腸菌群、霉菌和酵母菌致死率可達到100%,致病菌在超高壓處理前后均未檢出。王亮[15]等研究熱殺菌條件對金槍魚罐頭品質的影響,研究發現:采用相對較高溫度殺菌可以相對提高金槍魚罐頭的品質。另外有研究表明加熱對生物胺沒有破壞作用:趙中輝[16]、張月美[17]等應用85 ℃/15 min的加熱處理難以有效去除草魚肉中的生物胺。

2.2工業烹飪

高溫烹飪的食物,可能會使食物產生致癌的衍生物[18]。Shabbir[19]等研究發現:在高溫烹調肉的過程中,形成了有效的誘變化合物雜環芳香胺(HAAS),同時也是一種已證實的致癌物質。黑胡椒和其他香料加工過程中的應用可以減輕這些誘變化合物的形成。當溫度到300 ℃時,魚類及畜禽肉類等含有豐富蛋白質的食物,都會產生致癌物質[20]。脂肪在高溫下,產生強烈刺激性氣味,毒性很強;熱氧化產生的脂質過氧化物自由基,使人衰老;產生大量油煙,對人體造成傷害[21-23]。長時間的高溫烹飪對食物中含有的蛋白質、脂肪、糖分等對人體有益的營養物質發生化學反應,生成終末糖基化物質。終末糖基化物質如果超過人體的正常標準,會引發心臟病、動脈硬化、糖尿病及其引發的并發癥等疾病,危害人體的健康[24]。高溫烹飪還會協同降低食物的營養含量。肉類中的脂肪過度加熱則氧化分解,使食物中所含的維生素A和維生素D遭到破壞[25]。

當前烹飪技術越來越多樣化,如高壓烹飪、微波烹飪、分子烹飪、低溫烹飪等[26-28]。低溫烹飪是利用真空壓縮包裝機和低溫烹飪機的一種新型的烹飪技術,其產生的中等真空狀態主要用于肉類和家禽類的低溫烹飪,它能較好地保留食物的營養成分和食物原有風味[29-30]。李運東[31]研究低溫真空烹飪對扇貝丁營養物質的影響,通過微生物實驗檢測:65 ℃,20 min低溫真空烹飪后扇貝丁的菌落總數以及大腸桿菌數可以來評價其食用安全性。諸如低溫真空烹飪這樣的新型烹飪方式,可以明顯降低菌落總數以及大腸菌群數,以達到其安全指標。

3　不同熱處理方式對動物源肉類食品營養的影響

評價食品的一般營養成分,除了測定食物中水分、蛋白質、脂肪等各種營養素的含量,還可以分析氨基酸、必需氨基酸等營養素單體成分間的比例。顧偉鋼[32]等研究紅燒肉烹制過程,發現水分和粗脂肪含量均有下降。結果表明:成品紅燒肉水分含量和粗脂肪含量分別比原料肉下降18.17% 和43.46%,烹飪損失率為25.04%。李輝[33]研究發現低壓條件下,水分、蛋白質含量最高,脂肪含量最低。通過低壓處理可以最大程度地降低營養成分的破壞。低壓熱處理組的游離氨基酸含量要高于直接煎制組。Czerwonka[34]等研究發現:牛肉的烹飪過程影響礦物質含量。一部分礦物質隨著熱喪失而丟失。但是,與原料肉相比,燒烤、烘焙和油炸牛肉的特點是除了鈉元素外的多數研究的礦物質元素濃度的升高(6%～26%),鈉含量比原料肉低16%～33%。

蛋白質營養價值體現在蛋白質滿足機體氮源和氨基酸需求,保證機體健康生長和生活能力方面。評價食品蛋白質的營養價值可以從兩方面考慮:一是蛋白質的物理化學性質;二是機體對蛋白質的消化利用程度。

Oliveira[35]等發現:熱處理被認為是一種有效的變性劑,它促進蛋白質的分解,可以減少其潛在致敏性。研究表明:相比較豬肉的幾種替代肉,發現:與青蛙肉相比,牛肉屬于低過敏性肉類。孫麗[36]研究金槍魚肉在蒸煮過程中品質特性變化。蒸煮是金槍魚加工中極為重要的工藝環節,如果蒸煮工藝控制不當,會嚴重影響產品的質量和出品率。結果表明:在產品達到熱加工目的的前提下,加熱終點溫度應盡量控制在65～70 ℃之間,以保證產品的品質和得率和避免不必要的能源消耗。

張丹[37]通過研究中華鱉腿肉的體內外消化實驗發現:熱處理能提高中華鱉腿肉蛋白質消化率,更容易被人體消化吸收。路紅波[38-39]、劉俊榮[40]等通過熱塑擠壓蒸煮對魚肉蛋白質消化率的影響發現:熱塑擠壓蒸煮處理方法得到的魚肉均比常規蒸煮處理、熱力殺菌處理、魚糜加工處理這3種傳統熱加工處理方法所獲得的蛋白質消化率高,更利于提高魚肉蛋白質的營養價值。

熱處理可以使不飽和脂肪酸含量增加,提高油脂的營養價值。顧偉鋼[32]等研究紅燒肉烹制全過程中豬肉的脂肪酸組成變化情況。結果表明:成品紅燒肉烹制過程使飽和脂肪酸(SFA)比例顯著下降(p<0.05),單不飽和脂肪酸(MUFA)比例顯著上升(p<0.05),不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值(UFA/SFA)從1.38 上升到2.34,提高了豬肉中油脂的營養價值。

反式脂肪酸是一種具有反式構型的不飽和脂肪酸,攝入過多會對人體健康造成一系列不良影響。李昌模[41]等研究發現:在高溫烹調條件下,反式脂肪酸含量不斷增加,在150 ℃或更高的溫度下油酸發生異構化生成反式油酸。

4　不同熱處理方式對動物源肉類食品感官品質的影響

4.1對外觀和風味的影響

動物源肉類食品的外觀包括形態和色澤。食品的形態包括食品的外形、表面紋理或圖案。外觀為判斷對食品的感官質量占很大的比重。Rajkumar[42]等研究發現:長寬分別為15、20 cm,厚度分別為9 μm的鋁箔,70 μm的鑄造聚丙烯雙向拉伸聚酯與12和15 μm的尼龍的4層結構的蒸煮袋處理制得的切蒂納德風格的羊肉咖喱產品有較低的L*,a*,b*和色度值,具有可接受的感官品質特征。評價食品色澤的好壞,必須全面衡量和比較食品色澤的色調、明度和飽和度。

動物源肉類食品的風味包括香氣和滋味。食品香氣從食品香氣的正異、強弱、持續長短等幾個方面來評價。食品滋味從食品滋味的正異、濃淡、持續長短來評價。目前對于熱處理對動物源肉類食品氣味物質影響分析的單獨報道較少。滋味方面,張克田[43]對排骨藕湯進行加工工藝及其滋味方面的研究,發現:熱處理方式和時間對排骨中水溶性鮮味物質有較大影響。隨著加熱時間的延長,60 min前排骨肉中水溶性鮮味物質逐漸減少而湯中水溶性物質增加,在60 min后,含量降低,低聚膚顯著增加,游離氨基酸增加趨勢變緩。

4.2對質地的影響

質地已成為繼滋味、外形、營養價值以外的評定食品品質第四要素,其中:TPA(Texture profile analysis)又稱兩次咀嚼測試,包括硬度、彈性、內聚性和粘附性,還可以通過二次運算得出咀嚼性等參數。孫麗[36]研究金槍魚肉在蒸煮過程中的質地特性變化,結果表明,魚肉的硬度、咀嚼性和內聚性在總體上在加熱過程中都呈上升趨勢,但當中心溫度達到70 ℃,這三者的值均有不同程度的下降。彈性在整個加熱過程中都呈下降趨勢。姚紅紅[44]、姜曉明[45]等研究不同烹飪方式對海參質地特性的影響,研究表明:與高溫高壓烹飪相比,低溫烹飪海參的硬度、膠黏性、咀嚼性稍高。真空蒸煮水發海參在組織形態和肉質彈性兩個方面具有顯著的優勢。

另外,蛋白質的持水能力是指蛋白質吸收水并將水保留(對抗重力)在蛋白質組織(例如蛋白質凝膠、牛肉和魚肌肉)中的能力。蛋白質截留水的能力與絞碎肉制品的多汁和嫩度有關,也與其他凝膠類食品的期望質構相關。鄧亞敏[46]等研究發現:熟制之后的豬肉糜經過二次加熱,會造成豬肉糜制品中蛋白質持水能力的降低,影響蛋白質與水分的結合能力,造成豬肉糜制品的蒸煮損失以及質量下降。

5　展望與結論

關于熱處理方式對動物源肉類食品的評價主要集中在熱殺菌和工業烹飪對其品質的影響方面,其協同工藝對動物源肉類食品的營養及功能性評價方面有待進一步探討。

在殺菌方面,新興的非熱加工技術,包括超高壓、高壓二氧化碳、電離輻射、高壓、脈沖磁場、凍融等物理技術,以及酶解、發酵等生物學或生物化學加工技術,不僅能實現熱加工預期的加工效果,而且還能降低食品中有害微生物的數量,維持食品原有的感官性能和營養品質,并能保留其中的熱敏性營養成分,具有熱加工無法比擬的優勢[47]。將非熱處理方式應用于動物源肉類食品的加工中具有重要的研究意義。

在工業烹飪方面,需要將新型烹飪的技術與傳統工藝進行結合,創造新的烹飪方法。[48]分子烹飪采用的低溫、真空、煙熏等新技術,對食物營養的影響還需進一步的探討。低壓烹任的方法在國內還屬于空白,有關該方法的研究國內未成見到全面的報道。因此,可以從新型烹飪方式著手,包括高壓烹飪、微波烹飪、分子烹飪、低溫烹飪等,改善動物源肉類食品的品質。

基于此,在食品品質備受關注的年代,針對不同的加工處理目的,結合動物源肉類食品的特性,探究高效可行的熱處理方式具有深遠的意義。

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Progress in the effect of thermal processing on quality of meat deriving from animals

JIA Pei-pei,WANG Xi-chang*

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

Thermal processing is an important way to meet the health requirements and improve the quality of meat products in animal-derived food processing.In this paper,it describes the types and characteristics of different food thermal processing.Among different food thermal processing:it is little importance for thermal processing on the safety of animal-derived food.But it is helpful to ensure the safety of animal-derived food on new industrial cooking methods.At the same time,effects of different thermal processing on the general nutritional composition of animal-derived food are analyzed,especially protein and fatty acid.Finally,it dissects effects of different thermal processing on sensory quality of animal-derived food from three aspects:appearance,flavor and texture.This review would provide a theoretical basis to find efficient and feasible thermal processing for different processing purposes combined with the characteristics of animal-derived food.

Thermal processing;meat deriving from animals;safety;nutrition;sensory quality

2015-09-17

賈培培(1992-),女,碩士研究生,研究方向:食品安全、營養與風味,E-mail:13052352265@163.com。

王錫昌(1964-),男,博士,教授,研究方向:食品安全、營養與風味，E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

上海市科委工程中心建設(11DZ2280300)；上海市教委重點學科建設項目(J50704);上海高校知識服務平臺上海海洋大學水產動物遺傳育種中心(ZF1206)。

TS251.1

A

1002-0306(2016)09-0388-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.069