魔芋膠結合高靜壓處理對雞胸肉糜品質的影響

王嘉楠,康壯麗,馬亞萍,李 想,潘潤淑,馬漢軍

(河南科技學院食品學院,河南新鄉 453003)

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魔芋膠結合高靜壓處理對雞胸肉糜品質的影響

王嘉楠,康壯麗,馬亞萍,李 想,潘潤淑,馬漢軍*

(河南科技學院食品學院,河南新鄉 453003)

本文以雞胸肉為原料,研究高靜壓處理作用對添加魔芋膠雞肉糜品質特性的影響。以蒸煮損失率、色澤和質構剖面分析(TPA)參數為測定指標,以魔芋膠添加量、壓力水平、保壓時間3個因素進行單因素實驗;在此基礎上進行正交實驗,得出魔芋膠添加0.6%、壓力200 MPa、保壓5 min時,雞肉糜制品有最佳處理效果。此條件下,雞肉糜的蒸煮損失率為41.14%±0.81%,硬度11312.47 g,比未添加魔芋膠、未進行高靜壓處理的情況(蒸煮損失率50.83%±0.54%、硬度5774.36 g)有了很大的改善,出品率提高,凝膠效果較佳。研究結果表明,魔芋膠結合高靜壓處理可以降低雞肉糜的蒸煮損失率、提高雞肉糜制品的出品率,改善雞肉糜的凝膠效果。

雞胸肉,高靜壓,魔芋膠,蒸煮損失率,色澤,凝膠特性

我國是雞肉生產和消費大國,據統計2014年中國雞肉生產量達1308.00萬噸,占全球雞肉生產量的15.15%,中國雞肉消費總量高達1334.00萬噸,占全球雞肉消費量的14.02%[1]。雞肉以高蛋白低脂肪著稱,隨著人們對食品安全和健康關注度的提高,以高蛋白、低脂肪、低膽固醇著稱的雞肉越來越受到消費者的青睞[2-3]。由于雞肉的肌纖維形成凝膠的彈性較差,雞肉加工制品的切片性也較差,使得我國雞肉的深加工行業發展緩慢,因此如何提高雞肉的加工性和改善雞肉品質成為學者的研究熱點[4-5]。

高靜壓技術雖然已有100多年的歷史,但在食品領域的應用卻是在近幾十年興起的[6]。高靜壓是一種特殊的物理處理手段,它可以在最大限度的保留食品原有色香味和營養成分的基礎上對食品進行殺菌[7]、改善肉的嫩度[8]、提高肉制品的凝膠性和風味[9-11]等。將其引入肉制品工業可為肉制品的低溫加工提供前提條件,一定強度的高靜壓處理可以改善雞肉的品質特性,如改善其嫩度、保水性[12]等。如李瑩[5]的研究指出超高壓處理能使雞肉鹽溶蛋白凝膠取得最高的保水性;董建國指出超高壓可以顯著降低蒸煮損失率并提高保水性[13];李坷昕指出超高壓處理可以獲得較高的產品出品率[14];Sun等研究發現,300 MPa時肌肉蛋白質的主要成分(肌原纖維蛋白)發生解鏈、離解,高于此水平的壓力將導致蛋白質變性增加、形成凝膠及凝聚[15]。

魔芋膠的主要成分是魔芋葡甘聚糖,是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1∶1.6的比例以β-1,4-糖苷鍵聚合的大分子多糖[16]。魔芋膠具有親水性、凝膠性、增稠性、穩定性和乳化性等多種特性[17],其在膠凝劑的作用下,可發生脫乙酰基反應[18],形成魔芋凝膠即改性魔芋膠[19]。其可與肉中的肌球蛋白相互交聯,從而改善肉制品的結構和口感。如湯丹等[20]指出添加50%的魔芋膠,可以改善肉丸的品質,提高肉丸的彈性和硬度,降低蒸煮損失率,且經高溫加熱后品質不變;趙謀明等[21]指出魔芋膠和瓜爾豆膠復配膠可改善豬肉脯的感官品質、質構特性及耐貯藏性。研究表明魔芋膠和高靜壓都可以改善肉制品的凝膠特性,而將兩者結合起來的研究卻鮮見。本文將高靜壓和魔芋膠結合起來,以雞肉糜制品為研究對象,考察高靜壓水平、魔芋膠添加量及保壓時間對雞肉糜制品出品率和質構特性的影響,并在單因素的基礎上進行三因素三水平的正交實驗,探討魔芋膠結合高靜壓對雞肉糜制品品質產生的影響,以期為雞肉深加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞胸肉、食鹽 購于河南新鄉市永輝超市;魔芋膠 天津科密歐化學試劑有限公司;真空包裝袋(PE/尼龍) 深圳市春姿蕾包裝制品有限公司。

FPG5620YHL型高靜壓處理裝置 英國STANSTED公司,工作壓力900 MPa;DRZ-420型多功能真空包裝機 山東省諸城市中鼎機械;東亞牌多功能高效粉碎機 連云港東亞機電研究所;SHA-C型數顯水浴恒溫振蕩器 江蘇省金壇市華峰儀器有限公司;DHG-91013SA型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海三發科學儀器有限公司;MC牌電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;TA-XTPLUS物性測定儀 英國Stable Micro System公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 雞胸肉→流水解凍→清洗、瀝水→絞碎稱重→攪拌(1%NaCl,10%水)→添加魔芋膠→真空包裝→高靜壓處理→冷藏(4 ℃,24 h)→水浴(75 ℃,30 min)→冷卻至室溫→測定指標[22]。

操作要點:將冰鮮雞胸肉(非疫區)流水解凍并去除其他異物,用搗碎攪拌機將雞胸肉絞碎,稱重后添加1% NaCl和10%水并攪拌均勻;添加魔芋膠并攪拌均勻后進行抽真空包裝,將真空包裝過的雞肉糜進行高靜壓處理;將高靜壓處理后的制品4 ℃下冷藏24 h后,將定量的雞肉糜制品裝入試管內,放在75 ℃水浴下處理30 min,冷卻至室溫進行指標測定。

1.2.2 單因素實驗 選取魔芋膠添加量、壓力、保壓時間3個因素作為影響雞肉糜品質的主要因素。在壓力200 MPa,保壓時間5 min情況下,取60 g絞碎處理后的雞肉糜6份,分別加入質量分數為0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的魔芋膠;在魔芋膠添加量0.6%,保壓時間5 min情況下,分別在0.1、100、200、300、400、500 MPa的壓強下進行處理;在魔芋膠添加量0.6%,壓力為200 MPa下分別進行0、5、10、15、20、25 min的保壓處理。

1.2.3 正交實驗 以魔芋膠添加量、高靜壓水平、高靜壓保壓時間為實驗因素,在單因素的基礎上,以雞胸肉糜制品蒸煮損失率和硬度為測定指標,設計三因素三水平的正交實驗。實驗因素水平設計見表1。

表1 L9(34)正交實驗因素水平表

1.2.4 測定指標

1.2.4.1 雞肉糜制品蒸煮損失率的測定 將經過高靜壓處理的雞肉糜制品,置于沸水浴中蒸煮45 min,取出后于室溫條件下自然冷卻30～40 min,瀝干水分后稱重[21-22]。

蒸煮損失率(CL)=(蒸煮前肉重-蒸煮后肉重)/蒸煮前肉重×100

1.2.4.2 雞肉糜制品質構的測定 參照Pilar Trespalacios[23]方法,并稍作改動。將高靜壓處理后經過冷藏的雞肉糜裝入直徑為20 mm的試管中在75 ℃的水浴中保溫30 min,取出雞肉糜制品將其切成直徑為20 mm、高為20 mm的圓柱體。使用物性測定儀進行質構(TPA)測定。參數設定為:選用P50的圓柱形不銹鋼探頭;自動觸發類型,測試前速度2 mm/s,測試速度1 mm/s,測試后速度1 mm/s,壓縮比40%,測定間隔時間5 s,觸發力5 g。

1.2.4.3 雞肉糜制品色澤測定 對樣品橫截面進行色差測定,記錄數據亮度值(L*),紅度值(a*),黃度值(b*)。

1.3 數據處理與統計分析

蒸煮損失指標測定重復3次實驗,色澤與質構的測定重復實驗6次,應用軟件Spss v.17.0(SPSS Inc.,USA)進行統計分析,使用單因素方差分析(ANOVA)的方法對數據進行分析,各個組平均值差異采用Duncan’s多重極差檢驗進行多重比較,下文中顯著為p<0.05,極顯著為p<0.01,不顯著為p>0.05。并應用軟件Origin8.0(OriginLab Inc.,USA)對各實驗數據進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 魔芋膠添加量對雞肉糜制品的影響

2.1.1 對雞肉糜制品蒸煮損失率的影響 由圖1可知,隨著魔芋膠添加量的增多,雞肉糜制品呈蒸煮損失率逐漸降低,當魔芋膠添加量為0.4%時達到最低值為42.91%±0.47%,隨著魔芋膠添加量的持續增大,雞肉糜制品的蒸煮損失率逐漸上升。這是由于魔芋膠能和蛋白質(氨基酸)的極性部分發生反應,它可以將雞肉糜中的蛋白質更有效的結合在魔芋膠形成的凝膠體系中,因此魔芋膠的添加可以使雞肉糜形成更好的凝膠。加之魔芋膠具有保水性,所以隨著魔芋膠添加量的升高雞肉糜的蒸煮損失率逐漸降低。但隨著魔芋膠添加量的進一步升高蒸煮損失率卻出現升高的趨勢,可能是因為凝膠出現了脫水收縮的現象,導致了雞肉糜制品的蒸煮損失率升高,但仍然比未添加魔芋膠的蒸煮損失率低。

圖1 魔芋膠添加量對雞肉糜制品蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of gum addition on cooking loss rate of minced chicken products

2.1.2 對雞肉糜制品質構的影響 由圖2可知,魔芋膠對雞肉糜的硬度、膠著力以及凝聚力的影響呈現出先升高后穩定的趨勢。雞肉糜制品的硬度、膠著力和凝聚力之所以會隨著魔芋膠的添加而升高,可能是因為魔芋膠分子與蛋白質發生作用,使得凝膠體系硬度增加,而魔芋膠在溶解時顆粒發生溶脹,在顆粒表面產生高聚糖粘稠溶液,因此使得其膠著力升高。

圖2 魔芋膠添加量對雞肉糜制品TPA的影響Fig.2 Effect of gum addition on TPA of minced chicken products

2.1.3 對雞肉糜制品色澤的影響 不同魔芋膠添加量對雞肉糜制品色澤的影響如圖3所示,由圖3可知L*值隨著魔芋膠的添加量的增大先降低而后趨于平緩,當魔芋膠添加量為1%時,L*值略有回升,可能是因為膠體的保水作用使得光散射強度增大的緣故[24],a*值隨著魔芋膠添加量的升高沒有規律,而b*值在不同魔芋膠添加量下差異不顯著(p>0.05)。此結果與趙謀明[12]等得到的魔芋膠的添加可以使肉制品色澤變好的結論相符。

圖3 魔芋膠添加量對雞肉糜色澤的影響Fig.3 Effects of gum addition on color of minced chicken products

綜合魔芋膠對雞肉糜制品品質的影響結果,選取魔芋膠添加量0.2%、0.4%、0.6%來進行正交實驗。

2.2 壓力水平對雞肉糜制品的影響

2.2.1 對蒸煮損失率的影響 由圖4知,對雞肉糜制品進行高靜壓處理,當壓力在0.1～200 MPa時蒸煮損失率出現了緩慢下降的趨勢(p<0.05),并在200 MPa時達到最小值,此狀態下蒸煮損失率為43.58%±0.23%,而壓力在200～300 MPa時,蒸煮損失率則顯著上升(p<0.05),并在300 MPa時達到最大值,此狀態下蒸煮損失率為45.76%±0.39%,而當壓力繼續增大時,蒸煮損失率則有小幅下降(p<0.05)。這是因為高靜壓可以使蛋白質形成網狀結構,從而降低蒸煮損失,繼續加壓可以使蛋白質結構展開,產生新的表面,暴露出更多親水基團,提高蛋白的溶解性,因而使雞肉糜制品的蒸煮損失率增大,但過高的壓力使網絡結構過于細密,導致蒸煮損失率降低。

2.2.2 對雞肉糜制品質構的影響 由圖5可知隨著壓力水平的升高雞肉糜制品的硬度、膠著力和凝聚力都呈現出先升高后降低再升高的趨勢,適當的壓力作用能夠促蛋白質的變性和網絡結構的形成即促進凝膠的形成,從而使肉制品的硬度、膠著力和凝聚力提高,但較高的壓力可以破壞肌球蛋白的結構,使肉制品的膠著性和凝聚力降低,而隨著壓力水平的繼續增大,壓力則會破壞肌原纖維的結構,使肌原纖維小片化并破壞肌原纖維收縮性,使肉制品的硬度、膠著力和凝聚力有小幅回升。此結果與李坷昕[14]得到的壓力水平對肉制品質構的影響的趨勢基本符合;與馬力量[25]等得到超高壓對低鈉雞肉凝膠質構品質的影響的結果相似。

圖5 壓力水平對雞肉糜制品TPA的影響Fig.5 Effect of pressure levels on TPA of minced chicken products

2.2.3 對雞肉糜制品色澤的影響 圖6為不同壓力水平對雞肉糜色澤的影響,由圖6可知隨著壓力水平的提高，L*值先升高后降低再升高而后趨于平緩,且在100 MPa達到最大值;此結果與陳從貴[26]研究結果一致。a*值是減小的一個趨勢,在400 MPa達到最小值;而b*值隨著壓力的升高也會較常壓時大,但在100 MPa達到最小。高靜壓引起肉糜凝膠色澤變化的原因可能有:一是由于高靜壓導致肌紅蛋白中球蛋白的變性,或者誘發其亞鐵血紅素被取代或失去,致使L*值增加,而由于高靜壓處理使肉糜中O2的分壓減小,肌紅蛋白和氧合肌紅蛋白均有向高鐵肌紅蛋白轉化的傾向,促使肉糜凝膠中高鐵肌紅蛋白含量的增加,而凝膠中高鐵肌紅蛋白含量的升高又將導致a*值的降低。

圖6 壓力水平對雞肉糜色澤的影響Fig.6 Effects of pressure levels on color of minced chicken products

綜上所述,在壓力水平100～200 MPa時雞肉糜制品有較低的蒸煮損失率,而在壓力水平100～300 MPa時雞肉糜制品有較好的質構和色澤,因此選取100、200、300 MPa來進行正交實驗。

2.3 保壓時間對雞肉糜制品的影響

2.3.1 對蒸煮損失率的影響 圖7為保壓時間對雞肉糜制品蒸煮損失率的影響,當保壓時間從0～10 min時,雞肉糜制品的蒸煮損失率顯著降低(p<0.05)，并在保壓時間在10 min時達到最低值為43.12%±0.19%,這是因為隨著保壓時間的延長,雞肉糜制品中肌原纖維蛋白的交聯作用也隨之增強,有利于水分的保留,顯現出蒸煮損失率下降的趨勢,當保壓時間為10～15 min時,雞肉糜制品的蒸煮損失率則出現了小幅度的上升(p<0.05),這是因為壓力破壞了蛋白質之間的交聯作用,擠出了一部分水分,導致雞肉糜制品的蒸煮損失率上升。隨著保壓時間的繼續延長,其蒸煮損失率基本保持不變(p>0.05)。

圖7 保壓時間對雞肉糜制品蒸煮損失率的影響Fig.7 Effect of holding time on cooking loss rate capacity of minced chicken products

2.3.2 對雞肉糜制品質構的影響 圖8為保壓時間對雞肉糜制品質構的影響,對雞肉糜制品的硬度、膠著力以及凝聚力只有在保壓時間15 min時有顯著的降低(p<0.05),但與保壓時間為0 min時也無顯著性差異,在保壓時間為5、10、20、25時與保壓時間為0 min都有所升高但彼此之間差異不顯著(p>0.05),因此保壓時間對于雞肉糜制品質構的影響并不是很大。此與芮漢明等[27]所研究的保壓時間對雞肉糜制品凝膠質構變化所得出的結論基本一致。

圖8 保壓時間雞肉糜制品TPA的影響Fig.8 Effect of holding time on TPA of minced chicken products

2.3.3 對雞肉糜制品色澤的影響 圖9為保壓時間對雞肉糜制品色澤的影響,由圖9可知隨著保壓時間的延長L*值減小;a*值先減小后增大再減小,且在保壓時間25min時達到最小值;b*值有所減小但變化不大。此與邱志敏[28]所研究的超高壓處理對添加變性淀粉雞肉糜制品品質的影響的色澤結果基本符合。

表2 正交實驗結果

表3 蒸煮損失率方差分析

注:*表示差異顯著,p<0.05;**表示差異極顯著,p<0.01。

表4 硬度方差分析

圖9 保壓時間對雞肉糜色澤的影響Fig.9 Effects of holding timeon color of minced chicken products

注:*表示差異顯著,p<0.05;**表示差異極顯著,p<0.01。綜上所述,選取5、10、15 min來進行正交實驗。

2.4 正交實驗

在單因素實驗基礎上,以魔芋膠添加量、高靜壓壓力、高靜壓保壓時間為實驗因素,以雞胸肉糜制品的蒸煮損失率和硬度為指標,按L9(34)設計三因素的正交實驗,對雞胸肉糜制品的蒸煮損失率和硬度的結果進行分析。正交實驗結果見表2。

由表2可知,對蒸煮損失率結果進行分析:從k值可以得出實驗最佳組合為A3B3C1,即魔芋膠添加量0.6%、壓力水平300 MPa、保壓時間5 min;由極差分析(R值)可得,影響蒸煮損失率的因素主次順魔芋膠添加量>保壓時間>壓力。對硬度結果進行分析:從k值可以得出實驗最佳組合為A3B2C1,即魔芋膠添加量0.6%、壓力水平200 MPa、保壓時間5 min;由極差分析(R值)可得,影響硬度的因素主次順魔芋膠添加量>保壓時間>壓力。從表3的方差分析可知,魔芋膠添加量、保壓時間對蒸煮損失率有極顯著影響(p<0.01),而壓力水平對其影響不顯著。由表4方差分析的結果可,魔芋膠添加量、保壓時間對硬度的影響極顯著,而壓力水平對其影響不顯著。考慮到實驗的簡單性,因此,壓力水平選擇B2。最優組合選擇A3B2C1作為最優實驗組合,即魔芋膠添加量0.6%、壓力水平200 MPa、保壓時間5 min。在此條件下,雞肉糜的蒸煮損失率為41.14%±0.81%,硬度為11312.47 g，比未添加魔芋膠、未進行高靜壓處理的情況(蒸煮損失率50.83%±0.54%、硬度5774.36 g)有了很大的改善。

3 結論

以雞肉糜制品蒸煮損失率和硬度大小為測定指標,在單因素實驗設計的基礎之上,通過正交實驗得出魔芋膠結合高靜壓處理雞胸肉糜的最優工藝參數為:魔芋膠添加量0.6%、壓力水平200 MPa、保壓時間5 min,在此條件下雞肉糜制品蒸煮損失率為41.14%±0.81%,硬度為11312.47 g。魔芋膠結合高靜壓可以降低蒸煮損失率,提高保水性,改善雞肉糜制品的質地和口感,即魔芋膠與高靜壓結合處理能很好的改善雞肉糜制品的膠凝特性。此研究為雞肉糜制品實踐生產提供了一定的指導。

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Effect of gum combination ultra high pressure treatment on the quality of chicken meat products

WANG Jia-nan,KANG Zhuang-li,MA Ya-ping,LI Xiang,PAN Run-shu,MA Han-jun*

(College of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China)

Chicken breast was selected as raw materials to discuss the effect of ultra high pressure(UHP)treatment and gum on the quality of minced chicken products. In single factor experiment,gum addition,pressure levels and holding time were selected to optimize the water loss rate,color,gel property for minced chicken products. The results showed that konjac gum added 0.6%,pressure of 200 MPa,pressure for 5 min and minced chicken products had the best treatment effect as follows:cooking loss rate of 41.14%±0.81%,hardness of 11312.47 g. It had been greatly improved than that without adding konjac gum,no high hydrostatic pressure treatment(cooking loss rate of 50.83%±0.54%,hardness of 5774.36 g),high yield rate,better gel effect. This study indicated that UHP treatment with gum addition could reduce the cooking loss rate of minced chicken products,improve the yield of minced chicken products and improve the gel effect of minced chicken products.

chicken breast;ultra high pressure;gum;cooking loss rate;color;gel property

2016-05-24

王嘉楠(1992-)，男，碩士研究生，研究方向：農產品加工與貯藏工程，E-mail：xxjnwang@163.com。

*通訊作者:馬漢軍(1965-)，男，博士，教授，主要從事農產品深加工方面的研究，E-mail：xxhjma@126.com。

河南省高校科技創新團隊支持計劃資助(13IRTSTHN006)；農業部公益性行業科研專項(201303083)。

TS201.1

B

1002-0306(2016)22-0279-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.046